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INSPIRE: Airborne geophysical surveys for mapping the shallow subsurface in Germany (D-AERO)

Since the eighties BGR carries out helicopter borne measurements in Germany as well as in neighbouring and distant countries. In particular a series of continuous areas on the German North Sea coast are flown during the last years within the context of the D-AERO project. The helicopter of type Sikorsky S-76B is operated for the airborne geophysical survey of the earth's subsurface. Usually airborne electromagnetic, magnetic and radiometric measurements are carried out. The 13 GML files for each airborne geophysical survey area together with a Readme.txt file are provided in ZIP format (D-AERO-INSPIRE.zip). The Readme.text file (German/English) contains detailed information on the GML files content. Data transformation was proceeded by using the INSPIRE Solution Pack for FME according to the INSPIRE requirements of data specification Geology (D2.8.II.4_v3.0), Sub-theme Geophysics.

Geophysikalische Untersuchungen

Die Datenebene enthält Informationen zu Messgebieten, Profillinien und Messkampagnen geophysikalischer Untersuchungen entsprechend der Fachbereiche getrennt für Geoelektrik, Gravimetrie, Geomagnetik und Seismik. Geoelektrik: Übersicht über lokale Messgebiete, die von verschiedenen Firmen bearbeitet, sowie Untersuchungen, die vom LAGB beauftragt oder selbst durchgeführt wurden. Vor 1990 betreffen die von Firmen durchgeführten Untersuchungen zumeist Messungen des VEB Geophysik Leipzig, nach 1990 Messungen verschiedener Ingenieurbüros, die nach Lagerstättengesetz/Geologiedatengesetz an das LAGB gemeldet wurden. Seismik: Die Profilanlage seismischer Messungen ist unterteilt in 2D-reflexionsseismische Messungen zur Erkundung geologischer Strukturen und der Rohstoffexploration in bis ca. 5 km Tiefe sowie die Messungen der Refraktionsseismik und Weitwinkelreflexionsseismik, welche den Aufbau der Erdkruste in bis zu 40 km Tiefe untersuchen. Die tiefenseismischen Profile werden weiterhin durch die eingesetzten Messmethoden unterschieden. Untersuchungsgebiete reflexionsseismischer 3D-Messungen markieren Gebiete der detaillierten Exploration von mit Hilfe mehrerer Quellen gleichzeitig angeregter seismischer Signale, welche an flächenhaft ausgebrachten Geophonen registriert werden. Gravimetrie und Geomagnetik: Aufgeführt sind die Messgebietsumrisse und Informationen der Regionalmessungen in Sachsen-Anhalt.

OBS stations of the GEOSTOR project in the German Bight and in the German Baltic Sea (WMS)

The dataset includes the locations of OBS stations (Ocean Bottom Seismometers) operated in the German Bight during cruise MSM100 with R.V. Maria S. Merian. The time interval from 13.05.2021 to 15.05.2021 has been analysed in a phase without airgun operation for passive recording with 4.5 Hz geophones. Furthermore, the dataset contains locations of 3 broadband OBS systems which were operated during an experiment at the Darss ramp in the German Baltic Sea. The records were analysed in the time interval 23.01.2018 to 01.04.2018.

OBS stations of the GEOSTOR project in the German Bight and in the German Baltic Sea

The dataset includes the locations of OBS stations (Ocean Bottom Seismometers) operated in the German Bight during cruise MSM100 with R.V. Maria S. Merian. The time interval from 13.05.2021 to 15.05.2021 has been analysed in a phase without airgun operation for passive recording with 4.5 Hz geophones. Furthermore, the dataset contains locations of 3 broadband OBS systems which were operated during an experiment at the Darss ramp in the German Baltic Sea. The records were analysed in the time interval 23.01.2018 to 01.04.2018.

Deep OCean Test ARray DOCTAR (OBS part)

This is the first deployment of a teleseismic broadband array consisting of 12 three-component stations with an aperture of about 50 km in the deep ocean in about 5000 m water depth. The data can be compared with two other deployments on Madeira and in western Portugal mainland which had similar array layouts and recording time spans (network Y7). The broadband data enable furthermore analysis of the crust and upper mantle beneath the array near to the Gloria fault, a major transform fault in the North Atlantic. Recordings of numerous local and regional earthquakes make a precise location of active structures possible. Waveform data is available from the GEOFON data centre, under network code 3J.

EnvSeis project, Kåfjord

This network of sixteen geophones and six broadbands was installed in Kåfjord, Troms og Finnmark, Norway, to study two rockslides: Njárgavárri and Indre Nordneset. Each study site had three broadbands from September 2023 to June 2025. In addition, were installed and recording: September – November 2023: six geophones on each site; April – August 2024: four geophones at Njárgavárri and ten at Indre Nordneset. The geophones were installed locally around the rockslides while the broadbands were installed one to a few kilometers from the rockslides (except for one of them directly at Indre Nordneset). The geophones in Njárgavárri were first installed as two triangular antennas of four stations each (three in triangle and one in the middle) and were then replaced by a small aperture array around the most active part of the unstable slope. The goal was to record all activities: rock falls, cracking and creeping movements. In Indre Nordneset, the geophone stations were placed in a small aperture array all around the main scarp and surface of failure to record the cracking activity. The geophones are of type 3-D Geophone PE-6/B with DATA-CUBE3 (built-in GPS). The broadbands are of type STS-2.5 with EDR-10 digitizers. Sampling frequency was 400 Hz for geophone stations, 200 Hz broadbands. Gain was at 16 (15.258789 nV/count) for the geophone stations, set on high (100 nV/bit) for the broadband stations. Waveform data is available from the GEOFON data centre, under network code 8I.

Integrated observations from NEAR shore sourcES of Tsunamis: towards an early warning system (NEAREST)

The NEARESTproject (Integrated observations from NEAR shore sourcES of Tsunamis:  towards an early warning system) aimed at the identification and characterization of potential near-shore sources of tsunamis in the Gulf of Cadiz. This area is well known from the catastrophic earthquake and tsunami that destroyed Lisbon and several other places mainly along the EastAtlantic coast on November 1st, 1755. One of the project's work packages dealed with monitoring of recent seismic activity in the Gulf of Cadiz area. For this purpose 24 broadband ocean-bottom seismometers (OBS) from the German DEPAS instrument pool were deployed for 11 months in addition to the GEOSTAR multi-parameter deep-sea observatory and two temporary land stations in Portugal. The GEOSTAR observatory and the 24 OBS were deployed and recovered during two expeditions with RV Urania in 2007 and 2008. The OBSs consist of  three‐component Guralp CMG‐40T‐OBS seismometers and HighTech HTI‐04‐PCA/ULF hydrophones. A wide range of signals was recorded, ncluding teleseismic, regional and local earthquakes, and low‐frequency (∼20 Hz) vocalization of fin whales.  The GEOSTAR  observatory was again deployed between 2009 and 2011. The Portuguese temporary land station PDRG was additionally recording during the NEAREST project. Originally, the position of recovery on deck was taken to calculate the mean coordinate of the OBS at depth from deployment and recovery coordinates. In most cases the difference in coordinates between deployment and recovery is very small (table 3 and 4 in Carrara et al., 2008). For two stations, the location at the seafloor could be measured by triangulation (Carrara et al., 2008). Due to experience of other experiments over the years, we finally suggest to use the deployment coordinates as the station coordinates for all stations that could not be tri-angulated. The clocks were synchronized with GPS time before the deployment and if possible again after the recovery. Unfortunately, most of the batteries were empty at the end of the recording period. That either made it impossible to realize the second synchronisation (skew time measurement) or in some case also caused erroneous synchronisations. Therefore, the internal clock drift was estimated by ambient noise analysis (Corela, 2014). The internal clock drifts were corrected using a linear interpolation method. Generally, the data quality is very good, especially for the intended study of local and regional earthquakes. Studies relying on wideband seismological recordings can also be carried out. The sensor package and noise conditions hamper the use for broadband and very broadband applications. Unfortunately, also not all channels operated properly, therefore hampering the use of multi-component methods for the relevant stations. We thank the captain E. Gentile, crew, G. Carrara, and all participants of the R/V URANIA expeditions in 2007 and 2008. We are grateful to all people and institutions involved in the NEAREST project. Waveform data is available from the GEOFON data centre, under network code 9H.

Geophysikalische Untersuchungen von Beckenstrukturen und Sedimentinventar in der Inneren Mongolei, NW China

Dieses Projekt ist ein Teil des DFG-Bündelprojektes 'Rekonstruktiondes spätpleistozänen und holozänen Environments in der westlichen Inneren Mongolei, NW-China'. Zur Klärung der tektonischen, sedimentologischen und hydrogeologischen Entwicklung eines Sedimentbeckens in der Badain Jaran Shamao werden in einem multimethodischen Ansatz elektrisch-elektromagnetische Messungen durchgeführt (Spektrale Induzierte Polarisation, Magnetotellurik, Transiente Elektromagnetik, Bodenradar, Geoelektrik). Aufbauend auf langjährigen Erfahrungen in Wüstengebieten sind optimierte multimethodische Messstrategien und Methoden zur gemeinsamen Inversion der verschiedenen Meßdaten weiter zu entwickeln. Das Vorhaben ist Teil eines interdisziplinären Bündelantrages (Paläoklimatologie, Hydrogeologie, Strukturgeologie, Fernerkundung, Bodenkunde). Hauptforschungsziel des Gesamtantrages ist die Klärung der Frage, ob in Nordafrika nachgewiesene spätquartäre abrupte Klimawechsel in den zentralasiatischen Wüsten einen kontemporären Verlauf zeigen. Ziel: Das Ziel des Projektes ergibt sich aus der Frage, ob in Nordafrika nachgewiesene, spätquartäre, abrupte Klimawechsel in den zentralasiatischen Wüsten einen kontemporären Verlauf zeigen. Seitdem die afrikanische Platte etwa die heutige geographische Position erreicht hat und das tibetische Plateau eine bedeutende Höhenlage entwickelte, besteht ein von letzterem ausgehender, hochtroposphärische Strahlstrom, welcher zu einem Delta über Nordafrika führt mit der Folge der weitgehenden Unterdrückung der für die übrigen Wüstengebiete charakteristischen Sommerniederschläge. Es ist daher von besonderem Interesse zu wissen, ob die am Nordrand des tibetischen Plateaus gelegenen Wüstengebiete eine korrelate Änderung des Environments erfuhren, da die Albedo über dem tibetischen Plateau und seinen Randgebieten Rückwirkungen auf die Zirkulation über den altweltlichen Wüstengürteln zur Folge haben müsste. Deren Steuerung durch Vergletscherung, Vegetationsbedeckung und topographische Position müsste sich in den fluvialen Akkumulationsräumen in den ariden Gebieten nördlich Tibets abzeichnen. Sie bieten besonders günstige Voraussetzungen, da sie wahrscheinlich seit dem Beginn des Quartärs geschlossene und langfristig endorheische Becken darstellen, in denen zeitweise ausgedehnte Endseen entstanden. Die Sedimentmächtigkeit überschreitet nach Vorstudien 230m. Es handelt sich um feinklastische Sedimente, die zum Teil rhythmisch geschichtete sind und einen Zeitraum von 800.000 Jahren überspannen. Es ist eine Feinauflösung sowohl der potamologischen, äolischen wie limnologischen Sedimentführung auf die klimatisch gesteuerten Einträge zu erwarten. Insofern erweisen sich die Sedimentationsräume als Archive für die klimatisch und gegebenenfalls tektonisch gesteuerte Variabilität und Entwicklung innerhalb des tibetischen Orogens und seines nördlichen Vorlandes. (...)

Mehr als verschüttete Täler: Dienen Tunneltäler als bevorzugte Fließwege für frisches Grundwasser in der Nordsee?

Die stetig wachsende Bevölkerung führt zu einem steigenden Bedarf an Frischwasser und die Entnahme von Grundwasser ist eine der wichtigsten Quellen diesen Bedarf zu decken. Engpässe in der Frischwasserversorgung haben die Suche Nachweis von frischem Grundwasser unter dem heutigen Meeresboden angetrieben. Die Rolle glazialer Strukturen, welche während der Vergletscherungen entstanden sind, ist jedoch im Hinblick auf das Vorkommen frischen Grundwassers noch wenig bekannt. Insbesondere sogenannte Tunneltäler (TT), welche sich unter den Eisschilden bildeten, könnten von besonderer Relevanz sein. Ihre Ausmaße (bis zu 5 km breit, 400 m tief, 100te km lang) spiegeln die gewaltigen Schmelzwassermengen wider, die den Untergrund unter den Eisschilden durchspülten. Ihre Entstehung und Füllung resultierte in stark durchlässigen Sanden und Kiesen im unteren Teil und feinkörnigen Ablagerungen im oberen Teil dieser Strukturen. Diese Konfiguration begünstigt eine Rolle als bevorzugte Fließwege für offshore Grundwasser. Zur Untersuchung des Potenzials von TT als bevorzugte Fließwege für offshore frisches Grundwasser (OFG), verfolgt dieses Projekt folgende Ziele: (O1) Durch die Kombination von elektromagnetischen und seismischen Daten wollen wir ein strukturgebundenes Widerstandsmodell für mehrere TT erstellen; (O2) Wir wollen die Salzgehaltswerte für verschiedene Architekturen und Tiefen von TT abschätzen; (O3) Aufbauend auf den ersten beiden Zielen wollen wir die Ergebnisse für das gesamte Arbeitsgebiet in ein detailliertes lithologisches 3D-Modell extrapolieren. Die sich daraus ergebende Salzgehaltsverteilung im Untergrund wird dazu beitragen, die Ober- und Untergrenzen des Volumens frischen Grundwassers abzugrenzen und die Grundlage für ein detailliertes Grundwassermodell schaffen. Folgende Schritte sind dazu nötig: (S1) Kartierung und Charakterisierung der räumlichen Heterogenität von TT anhand vorhandener seismischer Daten; (S2) Erstellung eines lithologischen Modells für den Untergrund zwischen Amrum und Helgoland von 0 bis 400 m Tiefe; (S3) Identifizierung vielversprechender Standorte und Durchführung von CSEM-Messungen (Controlled Source Electromagnetic) zur Untersuchung der Verteilung des elektrischen Widerstands im Untergrund (TT); (S4) Kombination von Widerstandsmessungen mit Mehrkanal-Seismikdaten (MCS) zur Ableitung des Salzgehalts der Porenflüssigkeit; (S5) Extrapolation der Ergebnisse für das gesamte lithologische Modell. Tunneltäler existieren in ehemals vergletscherten Regionen weltweit. Gelingt uns der Nachweis von OFG in Tunneltälern, hätte dies erhebliche Implikationen für bisher unbekannte Süßwasserverteilungen und hydrologische Systeme. Die uns zur Verfügung stehenden Daten bieten eine einzigartige Möglichkeit zur Integration von CSEM- und seismischen Messungen bei begrenztem Aufwand. Die Ergebnisse des Projekts werden einen neuen Blick auf offshore Gletscherlandschaften und ihre Rolle im pleistozänen Wasserkreislauf erlauben.

GFZ Data Services

GFZ Data Services is a repository for research data and scientific software across the Earth System Sciences, hosted at GFZ. The curated data are archived, persistently accessible and published with digital object identifier (DOI). They range from large dynamic datasets from global monitoring networks with real-time aquisition, to international services in geodesy and geophysics, to the full suite of small and highly heterogeneous datasets collected by individual researchers or small teams ("long-tail data"). In addition to the DOI registration and data archiving itself, GFZ Data Services team offers comprehensive consultation by domain scientists and IT specialists. Among others, GFZ Data Services is data publisher for the IAG Services ICGEM, IGETS and ISG (IAG = Int. Association for Geodesy; ICGEM = Int. Center for Global Earth Models; IGETS = Int. Geodynamics and Earth Tide Service; ISG = Int. Service for the Geoid), the World Stress Map, INTERMAGNET, GEOFON, the Geophysical Instrument Pool Potsdam GIPP, TERENO, EnMAP Flight Campaigns, the Potsdam Institute for Climate Impact Research PIK, the Specialised Information Service for Solid Earth Geosciences (FID GEO) and hosts the GFZ Catalogue for the International Generic Sample Number IGSN.

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