Seismische Anisotropie des oberen Erdmantels und Intraplatten-Tektonik

Abstract

Gezielte explosionsseismische Messungen auf Ozeanen erbrachten den Nachweis einer deutlichen Abhängigkeit der Geschwindigkeit der im obersten Mantel gelaufenen P_n-Wellen vom Azimut der Ausbreitungsrichtung. Die Orientierung dieser azimutalen Geschwindigkeitsanisotropie deutet auf einen engen Zusammenhang mit der Entstehung der ozeanischen Lithosphäre hin: im Pazifik werden maximale Geschwindigkeiten senkrecht, minimale Geschwindigkeiten parallel zu den Achsen der ozeanischen Rücken gemessen. Die beobachtete Anisotropie ist so stark, da\ verschiedene Modelle zur Entstehung der Anisotropie ausgeschlossen werden können. Die wahrscheinlichste Ursache ist eine Gefügeregelung von Mineralien. Die Ausbildung dieser Anisotropie kann im Labor unter P-T-Bedingungen des oberen Mantels nachgebildet und der Einflu\ der Deformationsraten studiert werden. — Neuere Analysen explosionsseismischer Messungen in Süddeutschland legen es nahe, da\ auch der kontinentale obere Mantel eine azimutabhängige Geschwindigkeitsanisotropie aufweist. Specially planned explosion seismic measurements in the oceans provided conclusive evidence that the velocity of P_n-waves depends on the azimuths of the direction of propagation through the upper mantle. The orientation of this azimuthal anisotropy suggests a close connection with the generation of the oceanic lithosphere: in the Pacific the maximum and minimum velocities are measured in a perpendicular and parallel direction to the axis of the oceanic ridges respectively. The observed anisotropy is so strong that a number of models for the generation of anisotropy can be discarded. The most likely cause is a preferred orientation of minerals. The generation of the anisotropy can be simulated in the laboratory under P-T-conditions of the upper mantle. The influence of the rate of deformation can be studied as well. A recent analysis of explosion seismic data in Southern Germany suggests that the continental upper mantle possesses also a velocity anisotropy dependent on azimuth. Des enregistrements d'explosions provoquées en mer ont mis en évidence une nette dépendance de la vitesse sismique des ondes P_n dans la partie la plus haute du manteau superieur, de l'azimut de leur direction de propagation. L'orientation de cette anisotropie de la vitesse azimutale implique une connection étroite avec la formation de la lithosphère océanique: dans l'Océan pacifique les vitesses maximales ont une direction perpendiculaire aux axes des crÊtes océaniques, tandis que les vitesses minimales sont parallèles à celles-ci. L'anisotropie mesurée est tellement forte qu'on peut éliminer différents modèles pour expliquer son origine. La raison la plus probable en est une orientation des cristaux. La formation de cette anisotropie peut Être réalisée expérimentalement dans les conditions de pression et de température liées aux profondeurs en question, comme peut Être aussi étudiée l'influence du degré de deformation peut Être étudiée. Des analyses récentes d'enregistrement d'explosions provoquées en Allemagne meridionale font apparaÎtre l'existence d'une telle anisotropie de la vitesse également pour le manteau supérieur continental. ИжМЕРЕНИь сЕИсМИЧЕс кИх ВжРыВОВ В ОкЕАНАх ДОкАжАлИ ьсНУУ жАВИсИМОсть скОРОстИ пРОхОДьЩИх В МАНтИИ ВОлН Р_n От АжИ МУтА НАпРАВлЕНИь Их РАспР ОстРАНЕНИь ОРИЕНтИРОВкА ЁтИх Аж ИМУтНых АНИжОтРОпИИ скОРОстЕИ УкАжыВАЕт НА тЕсНУУ сВьжь с ОБРА жОВАНИЕМ ОкЕАНскОИ л ИтОсФЕРы: В тИхОМ ОкЕАНЕ МАксИМА льНАь скОРОсть ИМЕЕт пЕРпЕ НДИкУльРНОЕ НАпРАВл ЕНИЕ к ОсьМ ОкЕАНскИх хРЕБтОВ, А МИНИМАльНА ь - пАРАллЕльНОЕ. НАБлУ ДАЕМАь АНИжОтРОпИь НА стОлькО сИльНА, ЧтО МО жНО ИсклУЧИть МНОгИЕ МОДЕлИ ОБРАжОВАНИь АНИжОтР ОпИИ. сАМОИ ВЕРОьтНОИ пРИЧ ИНОИ тАкОИ АНИжОтРОп ИИ ьВльЕтсь, пОВИДИМОМУ, НАпРАВлЕНИЕ стРУктУ Ры МИНЕРАлОВ. В лАБОРА тОРИИ УДАЕтсь сОжДАть тАкИ Е АНИжОтРОпИИ пРИ УслО ВИьх ДАВлЕНИь И тЕМпЕ РАтУРы ВЕРхНЕИ МАНтИИ И ИжУЧ Ать ВлИьНИь ДЕФОРМАцИИ. - Н ОВЕИшИЕ ДАННыЕ ИжМЕР ЕНИь сЕИсМИЧЕскИх ВжРыВО В НА УгЕ гЕРМАНИИ РАжРЕ шАУт пРЕДпОлАгАть, Чт О И ВЕРхНьь МАНтИь МАтЕРИкОВ ОБлАДАЕт АНИжОтРОпИ ЕИ скОРОстЕИ, жАВИсИМ ОИ От АжИМУтА.