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Microbarom low-frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, this dataset covers the dominant frequency range of microbaroms (0.15-0.35 Hz) and is therefore called the ‘mb_lf’ product. The temporal resolution (time step and window length) is 15 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022

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. (...)

Probabilistische Baugrundmodellierung für Planung und Entwicklung von Offshore-Windparks, Teilvorhaben: Daten und Modelle

Fraunhofer IWES steht mit seinen F&E-Aktivitäten für eine Beschleunigung des Ausbaus der Windenergie auf See. Das betrifft die Untergrunderkundung ebenso wie die Aufbereitung & Bereitstellung von Baugrundparametern für das technische Design von Offshore-Gründungsstrukturen. IWES hat im Anschluss an die Entwicklung seismischer Erkundungsmethoden einen Workflow für die integrierte Interpretation der geophysikalischen & geotechnischen Daten entwickelt, und A. um Bodenprofile relevanter Parameter an Lokationen ohne direkte Baugrundaufschlüsse zu erzeugen (synthetische CPT). Der Bedarf an innovativen Lösungen im Bereich der Baugrundmodellierung besteht, wie letzte Ausschreibungen von Behörden wie RVO (= Rijksdienst voor Ondernemend Nederland) & d. BSH zeigen. Statistische Analysen sind gefordert, um eine reguläre Nutzung synthetischer Baugrundprofile durch Einsatz zertifizierten Analysewerkzeugs zu ermöglichen. IWES & GuD stellen sich der Herausforderung, anknüpfend an existierende geostatistische Methoden, ein probabilistisches Baugrundmodell zu entwickeln. Dadurch wird eine Quantifizierung aller mit der Beschreibung des Baugrundes assoziieren Unsicherheiten (z.B. Heterogenität des Baugrundes, Messunsicherheiten usw.) erreicht, so dass im Ergebnis an jedem Modellpunkt bemessungsrelevanten Baugrundparameter 'mit Sicherheiten behaftet' abgeleitet werden können. Dazu sind sämtliche input-Größen in das Modell mit Streuungen zu integrieren. Das umfasst geophysikalische & geotechnische Mess- & Versuchsergebnisse sowie Modellunsicherheiten in interpolierten Bereichen. Eine umfassende statistische Analyse aller seismischen & geotechnische Informationen soll es ermöglichen, laterale Änderungen der relevanten geotechnischen Parameter zu quantifizieren. Geplant ist ein dreijähriges Forschungsprojekt durch Fraunhofer IWES & GuD Geotechnik und Dynamik Consult GmbH, mit begleitender Industrie-Arbeitskreis (EnBW, G-tec S.A., Ocean Floor Geophysics, Niedersachsenwasser, BSH und BAW)

Higher frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, within the CTBT-relevant infrasound range (around 0.01-4 Hz), this dataset covers higher frequencies (1-3 Hz) and is therefore called the ‘hf’ product. The temporal resolution (time step and window length) is 5 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022

Very low frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, this dataset, called the ‘maw’ product, covers a very low frequency range of infrasound (0.02-0.07 Hz). The temporal resolution (time step and window length) is 30 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022.

Microbarom high-frequency data products of the International Monitoring System’s infrasound stations

This dataset consists of data products derived from broadband signal detection lists that have been processed for the certified infrasound stations of the International Monitoring System. More specifically, this dataset covers, among other phenomena, the upper frequency range of microbaroms (0.45-0.65 Hz) and is therefore called the ‘mb_hf’ product. The temporal resolution (time step and window length) is 15 min. For processing the infrasound data, the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) array processing algorithm with a one-third octave frequency band configuration between 0.01 and 4 Hz has been used. The detected signals from the most dominant directions in terms of number of arrivals within a time window and the product-specific frequency range are summarized at predefined time steps. Along with several detection parameters such as the back azimuth, apparent velocity, or mean frequency, additional quantities for assessing the relative quality of the detection parameters are provided. The dataset is available as a compressed .zip file containing the yearly data products (.nc files, NetCDF format) of all certified stations (since 2003). Further information on the processing and details about the open-access data products can be found in: Hupe et al. (2022), IMS infrasound data products for atmospheric studies and civilian applications, Earth System Science Data, doi:10.5194/essd-14-4201-2022

ALOIS: DEPAS ocean-bottom seismometer operations at the western Gakkel Ridge / Lena Trough in 2022-2023

This ocean-bottom seismometer deployment is part of an interdisciplinary project examining the Aurora hydrothermal vent field in an attempt to understand its fluid circulation. A total of 8 ocean bottom seismometers modified for the operation in sea ice covered oceans was deployed around Aurora vent field at the intersection of Gakkel Ridge and Lena Trough in the Fram Strait. The aim of the experiment was to monitor seismicity related to the hydrothermal circulation system and to reveal potentially heat reservoirs devoid of seismicity. The network consisted of 8 DEPAS Lobster type broadband OBS. Instruments were free-fall deployed and spaced by about 5-8 km. Their position at the seafloor is known to within few meters from ultrashort baseline positioning system Posidonia. The OBS recorded continuously at 100 Hz for up to 12 months between end of July 2022 and mid July 2023. One instrument (AUR02) had an unreliable seismometer records due to levelling problems. Skew values were obtained for all stations and ranged between -18 s and 12.3 s. Clock drift in this experiment was partially nonlinear. After the skew correction, a nonlinear time drift for stations AUR02, AUR04, AUR06, AUR08 was determined using noise cross-correlation. A best-fit correction was obtained by using skew-corrected station AUR01 as reference station for stations AUR04 and AUR08, while skew-corrected station AUR03 served as reference for stations AUR02 and AUR06. Station specific phase residuals obtained from a manually picked catalog of 492 events were used to further validate the clock drift corrections. For AUR04 a nonlinear phase residual drift was observed and, subsequently, the applied drift polynomial was manually adjusted to minimize resulting residuals. Waveform data are available from the GEOFON data centre under network code 4V.

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.

INSPIRE: Marine seismic survey profiles for the German EEZ (MSSP-EEZ)

During the period from 1996 to 2007 five cruises operated by BGR acquired seismic lines from the German EEZ. The aim of these expeditions was a detailed survey of the geological structure of the seabed from the North Sea and Baltic Sea. The five GML files (for each cruise one) together with a Readme.txt file are provided in ZIP format (MSSP-EEZ-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.

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.

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