Ruhelose Erde
Vorhersage von Geogefahren ermöglichen
Das Ziel von Topic 3 ist es, robuste und innovative Methoden zur langfristigen Gefahrenbewertungen und zur kurzfristigen Vorhersage von Georisiken bereitzustellen. Dazu müssen die nächste Generation von Beobachtungssystemen sowie neue Interpretations- und Modellierungsverfahren entwickelt werden.
Ein Überblick von Topicsprecher Fabrice Cotton
Struktur
Ursachen von Geogefahren
Die Forschung im Subtopic 3.1 umfasst eine multidisziplinäre Analyse der physikalischen, chemischen und rheologischen Eigenschaften der Erde sowie ihres gegenwärtigen und früheren Zustands im Hinblick auf ihre geodynamischen Rahmenbedingungen. Das Ziel ist es, zwischen einem Geosystem im Gleichgewicht beziehungsweise einem stabilen Zustand und einem System zu unterscheiden, das sich einer Instabilität nähert und dadurch extreme Ereignisse auslöst. Die Schwellenwerte und Übergänge zur Instabilität werden quantifiziert, um sie als Input für ST3.2 und ST3.3 zu verwenden.
Sprecher: Christian Berndt (GEOMAR) und Sascha Brune (GFZ)
Zeitliche Variationen und die letzte Phase vor katastrophalen Ereignissen
Der Schwerpunkt dieses Subtopics liegt auf der ganzheitlichen Untersuchung von zeitlichen Variationen (transiente Phasen). Dafür werden Laborexperimenten, Modellierungen und Feldbeobachtungen auf lokaler, regionaler und globaler Ebene verwendet. Wichtig ist außerdem das Verständnis und die Modellierung der grundlegenden physikalischen Prozesse, die die zeitlichen Schwankungen steuern. Dies erfordert neue Überwachungsansätze, um beispielsweise langfristiges, stationäres Verhalten von kurzfristigen Signalen zu trennen, um das Signal-Rausch-Verhältnis der Beobachtungsdaten zu verringern oder um aufkommende Bedrohungen zu erkennen. Während das natürliche Erdsystem im Mittelpunkt steht, können Ereignisse im Zusammenhang mit geothermischen und Gasförderungsaktivitäten (mit Verbindungen zu T8) als "kontrollierte" Experimente betrachtet werden, die unser Verständnisses weiter vertiefen können.
Sprecherinnen: Patricia Martinez-Garzon (GFZ) und Heidrun Kopp (GEOMAR)
Extremereignisse: Charakterisierung, Kaskaden und Auswirkungen
In diesem Subtopic werden gekoppelte physikalisch-chemische und mechanische Modelle sowie Labor-, numerische und probabilistische Verfahren verwendet, um die Entwicklung von Extremereignissen besser zu verstehen. Dazu werden realistische Szenarien entwickelt und mit numerischen Werkzeugen und webgestützten Diensten für die Simulation von kaskadenartigen Einzel- und Mehrfachereignissen kombiniert. Mögliche Unsicherheiten werden jeweils mit einbezogen. Das verbesserte Verständnis in Verbindung mit datenwissenschaftlichen Entwicklungen wird innovative Methoden für die Detektion von Ereignissen, Simulationen und für die Vorhersage möglicher "black swan" Ereignisse (unvorhergesehener Ereignisse) erleichtern.
Sprecher: Thomas Walter (GFZ) und Thor Hansteen (GEOMAR)
Umsetzung von Gefahrenwissen in Risikominderung
Das Subtopic verfolgt drei Ziele: i) Sensibilisierung der Gemeinschaft und Vorbereitung der Entscheidungsträger, die mit der langfristigen Stadtplanung oder der Standortwahl/-gestaltung kritischer Einrichtungen betraut sind, ii) Verbesserung der kurzfristigen (Tage, Stunden, Sekunden) Warnungen und iii) Beitrag zur schnellen Reaktion und Echtzeitinformation in den Stunden/Tagen nach einem Großereignis.
Sprecher: Andrey Babeyko (GFZ) und Colin Devey (GEOMAR)