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MUM 01 | 2004 TITEL 6 auf verschiedenen, bis zu mehreren Hundert Prozessoren abarbeiten. Am Institut für Geophysik werden dafür zahlreiche Algorithmen für die verschiedensten Forschungsbereiche, wie etwa die Seismologie, entwickelt. Doch zusätzliche Ressourcen und Programme sind notwendig. Professor Igel warb deshalb bei der Europäischen Union um Unterstützung – mit Erfolg: Das Projekt SPICE (Seismic wave Propagation and Imaging in Complex media: a European network) wird nun von der Europäischen Union mit rund 5,5 Millionen Euro gefördert. Damit gehört SPICE zu den bisher größten Marie Curie Research Training Networks. Die Federführung des Projekts, das offiziell seit Januar 2004 läuft, liegt bei der Sektion Geophysik des Departments für Geo- und Umweltwissenschaften der LMU. Beteiligt sind insgesamt 14 europäische <strong>Universität</strong>en, unter anderem die Oxford University, das Institut de Physique du Globe, Paris, die ETH Zürich, das Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Rom, die Universitetet I Oslo, die University of Utrecht und die Charles University in Prag. Kernpunkte der Marie Curie Research Training Netzwerke und damit auch von SPICE sind die Mobilität der daran beteiligten Nachwuchs-Forscher und deren Ausbildung durch mehrere Workshops, die im Laufe des Projekts von den Partnern organisiert werden. Insgesamt sieht SPICE 14 Postdoktorandenstellen und 14 Promotionsstellen vor, die auf die beteiligten Partner verteilt werden. Bessere, komplexere Computersimulationen von Erdbebenszenarien zu erstellen – das ist das Ziel aller SPICE-Teilnehmer. „Mit diesen Programmen kann die Bodenbewegung nach möglichen großen Erdbeben der Zukunft berechnet werden.“ Eine Herausforderung nicht nur für die Geophysik, sondern auch eine Fragestellung für Mathematiker und Informatiker. Durch den Abgleich der dreidimensionalen Modelle mit realen Messwerten können tatsächliche Beobachtungen und Simulationen einander angenähert werden. Die Intention ist, ein schärferes Bild vom Erdinneren zu erhalten, um dadurch Regionen auf der Erde zu identifizieren, die – etwa wegen spezieller Eigenschaften des Untergrunds – stärker als andere durch Erdbeben gefährdet sind. BEBEN IM KÖLNER BECKEN Eine der am meisten gefährdeten Regionen in Zentraleuropa und deshalb mit im Fokus der SPICE-Forscher ist das Kölner Becken. Im Jahr 1992 fand dort ein Beben der Stärke 5,9 auf der Richterskala statt, das zu Schäden von damals mehreren Hundert Millionen Mark führte. Für eine Simulation dieses Bebens definieren die Wissenschaftler um Heiner Igel ein genaues dreidimensionales Modell der Erdkruste auf einem Gitter mit bis zu 100 Millionen Punkten, um darauf die seismische Wellenausbreitung zu berechnen. Diese Szenarien erlauben, den Verlauf der Schwingungen in der gesamten Region darzustellen. Andere gefährdete Regionen im Visier der SPICE-Forscher sind das Peking- Becken und Kalifornien. Fernziel ist es auch hier, Zonen mit einer erhöhten Gefährdung zu identifizieren, um in der Folge mit Erdbebenfachleuten vor Ort geeignete Schutzmaßnahmen festzulegen. 7 Selten ist eine horizontale Verschiebung der Erdkruste (Bildmitte) so gut zu beobachten wie auf diesem US-Highway bei Landers in Kalifornien. 1992 war die Straße nach einem Beben der Stärke 7,4 um rund fünf Meter zur Seite gewandert.
3 Kalifornien gilt als besonders erdbebengefährdetes Gebiet. Mit Hilfe eines laserbasierten Deformationsmessgeräts im Pinon Flat Oberservatorium, 150 Kilometer nordöstlich von San Diego, können Seismologen leichteste Erdregungen registrieren. Die im Rahmen von SPICE entwickelten Rechenprogramme sollen aber nicht nur in einzelnen Erdbebenregionen für mehr Sicherheit sorgen. Gleichzeitig wird nach und nach eine digitale Datenbasis mit verifizierten Rechenprogrammen erstellt, die dann in den Standardbetrieb seismologischer Auswertungen aufgenommen werden kann. Die auf globale seismologische Fragen spezialisierten Forscher erhoffen sich dadurch vor allem Fortschritte in der Auflösung der tomographischen 3D-Bilder des Erdinneren, die es ermöglichen, dynamische Prozesse unterhalb der Erdoberfläche zu verstehen, etwa die Entstehung von Vulkanen oder plattentektonische Phänomene. Nochmals gute Nachrichten erhielten die Wissenschaftler der Sektion Geophysik der LMU Mitte März, diesmal von der Bayerischen Staatsregierung. Nach dem Zuschlag für SPICE gelang es den Geophysikern auch ihr Konzept für ein internationales Doktorandenkolleg im Rahmen des Elitenetzwerks Bayern durchzusetzen. Der Promotionsstudiengang „Thesis – Complex Processes in the Earth: Theory, Experiment, Simulations” wird im Wintersemester 2004/05 an den Start gehen. Das Kolleg zielt vor allem auf geowissenschaftliche Themengebiete ab, die bisher durch strukturelle Grenzen vernachlässigt wurden. Ein großer Teil der Studien wird sich mit der Gefährdung durch Naturereignisse wie Erdbeben oder Vulkanausbrüche auseinandersetzen. Und auch eine Stippvisite bei SPICE wird für die Elite-Doktoranden wohl auf dem Programm stehen. ■ oh Feldforschung im Dienst der Wissenschaft: Um die seismische Wellenausbreitung nach Erdbeben präzise in einem dreidimensionalen Modell am Computer simulieren zu können, benötigen die Geophysiker der LMU genaues Datenmaterial. Im Rahmen einer seismischen Messkampagne im Bayerischen Wald zeichneten die Wissenschaftler im Winter 2003 beispielsweise die Bodenrotationen nach großen Erdbeben auf (li.). Parallel registrieren seismische Messpunkte rund um den Globus permanent die Regungen des Erdballs. Jedes Jahr werden mehrere tausend größere Erdbeben im globalen Netzwerk aufgezeichnet. Nationale und internationale Rechenzentren speichern diese Daten ohne Verzögerung, so dass bei Beben, die größere Schäden verursachen, sofort das Epizentrum, die Tiefe und die Stärke ermittelt werden können. MUM 01 | 2004 TITEL 7
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