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Arthur Godfrey Batte

• This research was conducted in the Rwenzori Region of the Western Branch, East African Rift System (EARS). The EARS is a tectonic structure extending over a length of more than 3000 km from the Afar Triple Junction, in Ethiopia, to Lake Malawi in the south. The Western Rift System is a roughly NE to ENE trending sector of the EARS, which runs along the western boundary of Uganda and the neighboring Democratic Republic of Congo (D.R.C). It stretches 2100 km from Nimule, NW on Uganda-Sudan border, extending to Lake Malawi in the SE of Africa. The unusual uplift of the Rwenzori Mountains within an extensional regime and the mechanisms associated with the high frequency of seismic activity in the region was hardly understood and therefore, had remained a subject of contention that needed to be critically addressed in detail. To my knowledge, this was probably the first study to be performed and documented in great depth within the domains of seismic noise variation, seismic anisotropy and b value analyses beneath the Rwenzori Region. After about six years of operation (2006-2012), the seismology group of the RIFTLINK Research Project (www.riftlink.org) acquired a vast amount of high-quality, digital data that were collected using a seismic network of well calibrated seismic equipment. The project was divided into two phases. Phase I, that operated between February 2006 - September 2007, consisted of thirty-two temporary seismic stations, which were selectively spread out in the Rwenzori Region on the Ugandan side, to detect and record extremely weak as well as strong naturally occurring earthquakes. The seismic equipment used included EDL and REFTEK digitizers, which were coupled with Güralp and MARK sensors respectively (REFTEKS: only short-period MARK sensors, EDLs: short-period MARK plus few broadband Güralp Sensors). Exactly 22375 earthquakes were recorded. The data were processed using the SEISAN software package. About 14413 earthquakes were carefully localized using the velocity model of Bram (1975) that implements a Vp=Vs ratio fixed at 1.74. Phase II, that extended between 2009-2012 consisted of thirty-two seismic stations, which were spread out around the Rwenzori Mountains, both on the Ugandan side and the neighboring D.R.C. Only Taurus digitizers that were coupled with Trillium sensors were used in the D.R.C. On the Ugandan side however, both EDL and Taurus digitizers, which were coupled with Trillium and Güralp sensors were used. ...
• Diese Untersuchung wurde in der Rwenzori Region im westlichen Ast des ostafrikanischen Riftsystems durchgeführt (EARS, East African Rift System). Das EARS bildet eine tektonische Struktur, die sich über eine Länge von über 3000km vom Afar Triple Punkt in Äthiopien bis zum Malawisee im Süden hinzieht. Der Westast des Riftsystems ist ungefähr in Nordost bis Ost-Nordost Richtung orientiert und verläuft entlang der Grenze zwischen Uganda und der benachbarten Demokratischen Republik Kongo (D.R.C.). Er erstreckt sich über 2100km von Nimule im Nordwesten, an der Grenze zwischen Uganda und Sudan, bis an den Malawisee im Südosten Afrikas. Die Mechanismen, die zur Hebung des Rwenzori Gebirges innerhalb einer Region mit tektonischer Dehnung führten, sowie die hohe seismische Aktivität werden bisher kaum verstanden und bilden den Gegenstand kontroverser geowissenschaftlicher Diskussionen. Meines Wissens ist dies die erste Untersuchung im Bereich der Rwenzoris, die sich detailliert mit der Variation der Bodenunruhe, der seismischen Anisotropie und der b-Wert Analyse beschäftigt. Im Verlauf eines Zeitraums von ungefähr sechs Jahren (2006 - 2012) hat die Arbeitsgruppe Seismologie im Rahmen des RIFTLINK Forschungsprojektes (www.riftlink.org) mithilfe eines Netzes gut kalibrierter seismischer Stationen einen umfangreichen und hochwertigen seismischen Datensatz registriert. Das Projekt war in zwei Phasen gegliedert. Während Phase I, von Februar 2006 bis September 2007, wurden 32 temporäre seismische Stationen auf der ugandischen Seite des Rwenzori Gebietes betrieben, die sowohl die schwache lokale Seismizität als auch Fernbeben registrieren sollten. Die Stationen waren mit REFTEK- und EDL-Datenloggern ausgestattet, an die kurzperiodische Mark Sensoren oder Güralp Breitbandseismometer angeschlossen waren. Die Auswertung der Daten erfolgte mit dem SEISAN Programmpaket, wobei für die Lokalisierung der Beben das Geschwindigkeitsmodel von Bram (1975) benutzt wurde. Insgesamt wurden 22375 Beben detektiert und aufgezeichnet, davon konnten 14413 Ereignisse lokalisiert werden. Während Phase II des Projektes wurden von 2009 bis 2012 insgesamt 32 Stationen betrieben, die sowohl auf der ugandischen als auch auf dem Gebiet der benachbarten Demokratischen Republik Kongo installiert waren und damit das gesamte Rwenzorigebiet überdeckten. Im Kongo wurden ausschließlich Taurus Data logger mit Trillium Breitbandsensoren betrieben, während in Uganda auch EDL-Datalogger mit Güralp Breitbandsensoren zum Einsatz kamen. Für die Analyse der seismischen Bodenunruhe an ausgesuchten Stationen wurde die abgestrahlte Energie in verschiedenen vorgegebenen Frequenzbändern berechnet. Dabei wurden die Aufzeichnungen aus Projektphase I benutzt. Die Analyse des Noisepegels und seiner zeitlichen Variationen sind wichtig für die Beurteilung von Detektionsschwelle und Diskriminierung seismischer Signale an den einzelnen Stationen. In dieser Studie konzentriere ich mich auf die Veränderlichkeit von relativ kurzperiodischem seismischem Rauschen mit dem Schwerpunkt auf anthropogener Bodenunruhe (1-10 Hz). Die spektralen Leistungsdichtefunktionen (PSD, Power Spectral Density) von Zeitsignalen wurden mit Hilfe des in SEISAN implementierten SPEC Programms nach der Methode von Cooley and Tukey (1965) berechnet. Für jedes PSD Spektrum benutzte ich mindestens 100 Zeitfenster von mindenstens 60 s Länge, die an den einzelnen Stationen aufgezeichnet worden waren. Zur Charakterisierung des Stationsuntergrundes und der Noisequellen habe ich die berechneten Spektren mit den globalen Low und High Noise Modellen von Peterson (1993) verglichen. Die seismische Bodenunruhe an Stationen im Bereich des Rifts ist relativ hoch im Vergleich zu Stationen auf den Riftschultern. Ich interpretiere dies als Folge der geringeren Dämpfung der Noise-Energie aufgrund unverfestigter Sedimente im Rift. In Folge der möglichen Existenz vergleichsweiser dünner Sedimentschichten ist die Dämpfung der Noise-Energie auf den Riftschultern stärker ausgeprägt. Die Spektren an den Stationen außerhalb des Riftgrabens zeigen außerdem deutliche Spitzen im Bereich von 2 bis 8 Hz. Ich verbinde diese spektralen Energiepeaks mit der Übertragungsfunktion des Stationsuntergrundes, da sie sowohl nachts als auch tagsüber im gleichen Frequenzband beobachtet werden konnten und eine ähnliche Form besaßen. ...