Description: Der Antragsteller formuliert zwei Hauptforschungsziele: Bestimmung der räumlichen und zeitlichen Veränderungen in aktiven Schlammvulkanen des Marianen Vorbogens sowie Integrierung der durch Laboranalysen produzierten Datensätze mit ähnlichen Daten von Schlammvulkanen aus der Tiefzone in gealterten Ablagerungskomplexen (Mittelmeer, Japan).Dieser Vergleich wird es ermöglichen, die Funktion von Schlammvulkanen in verschiedenen Subduktionszonen zu ermitteln und Aufschluss geben über ihre Rolle als direktes Fenster zu den abtauchenden Sedimenten. Der erste Teil dieses Antrags fokussiert sich auf den Marianen-Konvergenzrand, den nord-westlichen Pazifik, als eine alte, kalte Subduktionszone, die die größten Schlammvulkane der Erde beherbergt. Während IODP 366 werden drei Profile an Gipfeln und Flanken von drei Schlammvulkanen mit unterschiedlichen Größen, Tiefen und in aufsteigenden Entfernungen zum Graben gebohrt. Besonderer Schwerpunkt der Messungen am MARUM (Universität Bremen) wird die Bestimmung der Beziehung zwischen Rheologie und Mineralogie der Schlammmatrix sein. Der Serpentinit-Schlamm wird auf einachsige Verfestigung getestet, und seine mineralogische Zusammensetzung wird mit speziellem Augenmerk auf den Tonanteil bestimmt, der hochwahrscheinlich für die rheologischen Unterschiede verantwortlich ist. Durch Messungen der Viskosität, Permeabilität und Index-Eigenschaften von beiden - Klast und Schlamm - plant der Antragsteller außerdem die Verbindung zwischen der Geometrie der Zuflusskanäle und der Quelle der Schlammvulkane zu untersuchen. Durch eine vorangestellte Charakterisierung des Eruptionsmechanismus werden diese Messungen ermöglichen, die Schlammvulkan-Gebilde mit ihren tiefen Ursprüngen in Zusammenhang zu setzten. Der zweite Teil der Arbeit basiert auf dem Vergleich der Daten vom Marianen Vorbogen mit Schlammvulkanen am Mittelmeerrücken und am Nankaitrog. Dieser Ansatz ist Teil der Erforschung der sogenannten Subduktionsfabrik, denn Schlammvulkane bieten auf natürliche Weise Einblicke in tiefe Subduktionszonenprozesse. Die IODP Expedition 366 zum Marianen Vorbogen ist ein Unternehmen vergleichbar mit der ODP Expedition 160, bei der im Akkretionskeil des Mittelmeerrückens Bohrungen an ebenso vielen Schlammvulkanen erfolgreich durchgeführt wurden. Die Sedimente von ODP Expedition 160 wurden bereits extensiv mit verschiedenen Techniken analysiert und stellen die Grundlage für eine Reihe von Vergleichsanalysen des Antragstellers dar. Zusätzlich werden Sedimentproben aus verschiedenen Expeditionen des MARUM zum Mittelmeerrücken als auch zum Nankaitrog mit den gleichen Methoden analysiert wie im ersten Teil des Antrages beschrieben. Dadurch können die drei Gebiete, die sich in ihrer Geometrie weitgehend unterscheiden, miteinander verglichen werden und es können Rückschlüsse auf das rheologische Verhalten der Produkte der Schlammvulkane gezogen werden und wie diese die Balance zwischen Fluiden und Festkörpern in Subduktionszonen beeinflussen.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Abfallverfestigung
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Bremen
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Graben
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Ingenieurgeologie
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Japan
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Gewässersediment
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Schlamm
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Tiefsee
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Vulkanismus
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Pflanzenwurzel
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Geodaten
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Geologie
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Mineralogie
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Paläontologie
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Permeabilität
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Vergleichsanalyse
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Viskosität
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Sediment
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Meeresgewässer
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Tiefbohrung
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Bohrung
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Infrastruktur
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Änderung
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Mittelmeer
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Pazifischer Ozean
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Antragsteller
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Bilanz [Betriebswirtschaft]
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Rheologie
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License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
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Portuguese Institute for the Ocean and Atmosphere (IPMA), Marine Geology and Georesources Division (DivGM) (Mitwirkende)
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Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
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United States Geological Survey Reston (Mitwirkende)
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Universität Bremen, Fachbereich 05: Geowissenschaften, Fachgebiet Kristallographie (Mitwirkende)
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Universität Innsbruck, Institut für Geologie (Betreiber*in)
Time ranges:
2017-01-01 - 2020-12-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: The deep-rooted serpentinite mud volcanism of the Mariana Forearc
Description: The applicant formulates two main research goals: determine the spatial and temporal variability in active mud volcanoes edifices of the Mariana forearc and integrate the datasets produced from the laboratory analyses with similar data from deep-seated mud volcanoes in mature accretionary complexes (Mediterranean, Japan). This comparison will allow to establish the function of mud volcanoes in different types of subduction zones and will shed new light on their role as direct windows into the subducting slab. The first part of this proposal is focusing on the Mariana convergent margin, northwestern Pacific Ocean, as an old, cold subduction zone hosting the largest mud volcanoes on earth. During IODP 366, three transects will be drilled on summits and flanks of three mud volcanoes with different dimensions, depths and located at increasing distances from the trench. Particular emphasis of the measurements at MARUM (University of Bremen) will be on determining the relationship between the mud matrix rheology and its mineralogy, by testing the serpentine mud with for uniaxial consolidation and determining its semi quantitative mineralogical composition with a specific attention on the clay fraction, probable responsible for the rheological differences. The applicant is also planning to explore the connection between feeder channel geometry and source of the mud volcanoes products by measuring viscosity, permeability and index properties of both clasts and mud matrix. These measurements will allow linking the mud volcanoes edifices with their deep origins through a preliminary geophysical characterization of the eruption mechanism. The second part consists in integrating the Mariana data with two other areas interested by mud volcanism, the Mediterranean Ridge and the Nankai trough. This is part of a bigger effort to understand the socalled subduction factory by exploiting the occurrence of mud volcanoes as a natural insight into deep processes. These three settings represent regions where the mud volcanoes are rooting in the upper plate or in the downgoing slab at different depths. The drilling campaign on the Mariana forearc is an effort comparable with the ODP 160, when two transect on just as many mud volcanoes of the Mediterranean Ridge accretionary complex were completed. The sediments from ODP 160 have been extensively analyzed with different techniques in the past and constitute the applicant starting point to base a comparative analysis. In addition to that, sediments from MARUM expeditions from both the Mediterranean Ridge and Nankai will be analyzed through most of the same measurements performed during the first part of this proposal to relate these three key areas (as substantially different in geometry) and examine how the rheological behavior of the mud volcanoes products is affecting the fluid and solid balance in subduction zones.
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