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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.

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.

Bestimmung der hydraulischen Durchlaessigkeit quartaerer Sedimente mit geophysikalischen Verfahren

Bindige Deckschichten mit geringer hydraulischer Durchlaessigkeit gewaehrleisten den Schutz oberflaechennaher Grundwasserleiter vor Kontaminationen. Das Hauptkriterium fuer diese Schutzwirkung ist der Tongehalt, der einen entscheidenden Einfluss auf die hydraulische Leitfaehigkeit hat. Es sollen Verfahren entwickelt werden, die eine schnelle Kartierung des Tongehaltes mit geophysikalischen Verfahren ermoeglichen. Als Verfahren kommen dabei geoelektrische und elektromagnetische Methoden in Betracht. Bestehende Theorien ueber den Einfluss des Tongehaltes auf die elektrische Leitfaehigkeit werden in Bezug auf ihre Verwendbarkeit in der Praxis umgearbeitet. Feldarbeiten hierzu werden an ausgewaehlten Lokationen in Schleswig-Holstein und Ungarn durchgefuehrt.

Global datasets of the mean orientation of maximum horizontal stress S_Hmax on regular grids

The World Stress Map (WSM) is the global compilation of information on the present-day stress field in the Earth's crust. The current WSM database release 2025 (Heidbach et al., 2025) has 100,842 data records, but the data are unevenly distributed and clustered. To analyse the wavelength of the crustal stress pattern of the orientation of maximum horizontal stress SHmax, we use so-called smoothed stress maps that show the mean SHmax orientation on regular grids. The mean SHmax orientation is estimated using the 77,365 A-C data records from the WSM database release 2025 in the Matlab® script stress2grid v.1.1 (Ziegler and Heidbach, 2019) which is based on the circular statistics of axial data. We use a search radius around the grid point and compute the mean SHmax orientation if at least five data records are within the search radius. The significance of the results is further improved by the weighting of the input data by three different parameters. 1.) Data quality weighting with wQ=1/15 for A-, wQ=1/20 for B-, and wQ = 1/25 for C-quality data. 2.) Inverse distance weighting relative to the grid point. This is based on the assumption that the closer a data record is to a grid point, the more strongly the stress state at the grid point influences that data record. Consequently, the contribution of an individual data record to the SHmax orientation increases with decreasing distance to the grid point. 3.) Minimum distance threshold: Data records located very close to a grid point would be overrepresented by the distance weight. To avoid this, a minimum distance threshold is applied such that all data records within 10% of the search radius are assigned the same weighting coefficient. Using a fixed search radius effectively filters from the SHmax data records the wavelength defined by the chosen search radius and does not resolve rotations of SHmax at smaller spatial scales. We provide 13 global datasets for SHmax calculated with search radii of 500 km, 250km, 100km, and 50 km. For the 500 km and 250 km search all four grids are used on 2°, 1°, 0.5°, and 0.2°. For the 100 km search radius the 1°, 0.5°, and 0.2° grids are used and for the 50 km search radius only the 0.5° and 0.2° grids are applied. Details on the format of the data files with the mean SHmax orientation are provided in the accompanying Readme file. Further details on the WSM database release 2025 are available in the WSM Technical Report 25-01 (Rajabi et al., 2025).

Infrasound array signal processing results of far-field stations for the Falcon 9 rocket stage re-entry over central Europe on 19 February 2025

Supplementary information to the manuscript “Seismoacoustic analysis of a Falcon 9 rocket stage re-entry over central Europe on 19 February 2025” by Hupe et al. (2026). Results of the Progressive Multi-Channel Correlation (PMCC) processing for far-field infrasound stations, displayed in Figure 7 of the manuscript (IS26 in Germany, NRSI in Norway, HFSI in Sweden). The netcdf files contain the following detection parameters of single arrivals: Time, duration, back-azimuth, apparent velocity, frequency, family identifier. Data format: One .nc file for each station.

INSPIRE ST GE-GP, Messgebiete, Messstationen

Datenebene enthält die Gebiete geophysikalischer Untersuchungen unterteilt in die einzelnen Messverfahren Geoelektrik, Geomagnetik, Gravimetrie, Seismik. Die Informationen zu den geophysikalischen Untersuchungen beinhalten Angaben zum Gebiet, Zeitraum der Messungen, Ergebnisberichte und Bezeichnungen der Ablage im Fachinformationssystem. Darüber hinaus enthält die Datenebene die Standorte der seismologischen Überwachung in Sachsen-Anhalt, Informationen zu den Stationen und der Überwachungsergebnisse. Messdaten sind nicht Bestandteil dieses Datensatzes.

Processed seismic data of Cruise ARK25/3

The multidisciplinary marine geoscientific expedition ARK-25/3 was focused on the Greenland part of northern Baffin Bay and was aimed to acquire new geoscientific data to be used for modelling the evolution of the Greenland continental margin and its hydrocarbon prospective. The data format is Society of Exploration Geophysicists SEG Y. The cruise was performed under the direction of the Federal Institute for Geosciences and Natural Resources Hannover in cooperation with the Alfred-Wegener-Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven. Using 70 days of ship time onboard the research icebreaker R/V POLARSTERN a comprehensive data set was acquired along profiles extending from the deep oceanic basin in the central part of North Baffin Bay onto the Greenland continental margin in an area which was bordered by the Kane Basin in the North and Disko Island in the South. By means of multi-channel seismic, wide angle seismic, gravimetric and magnetic methods the structural inventory of the crust in the NW Baffin Bay was investigated. Additionally, heat flow data and sediment cores were collected along lines crossing the Greenland continental margin. The cores were extracted for geochemical and geomicrobiological analysis to be used for basin modelling, studying the hydrocarbon potential, and the hydrocarbon degradation by microorganisms under polar conditions. Geological sampling in the coastal area was done between Melville Bay and Washington Land. The collected rock material will be used to derive constraints on the erosion history of the coastal area. Aeromagnetic data was acquired covering a substantial part of the marine survey area to investigate magnetic signatures of the oceanic crust and the continental margin. This report summarizes the working programme and contains the documentation of acquired data and first results of the expedition.

Processed seismic data of Cruise SO161 SPOC 2001

Within the frame of the comprehensive SPOC project (Subduction Processes off Chile) the SONNE cruises SO161 Leg 2 and 3 have been conducted between October 16th and November 29th, 2001, off central Chile between 28° and 44° S. In that period some 5,300 km were surveyed with multichannel seismic (MCS) reflection, magnetic, gravity, high-resolution bathymetric and echographic methods. In addition, approximately 3,900 km were surveyed with the same spectrum of methods but without MCS. The total number of 2D profiles was 48. Target was the variation of the subduction properties between the convergent oceanic Nazca and continental Southamerica plates and the different conditions that might influence the subduction process as there are: (1) age of the oceanic crust, (2) its structure and composition, (3) its sedimentary cover, (4) its thermal state, (5) the subduction angle and obliquity, and (6) the terrigenous sediment afflux from the continent. Furthermore, special focus was given to the subduction front, the subduction interface, the structure of the slope as well as to the forearc basin structure and history, and the general distribution of gas hydrate indicating bottom simulating reflectors (BSR's). The results are to be compared with previous studies of the Chilean active margin, e.g. CONDOR (SO 101 and 103) and CINCA (SO 104). The SPOC target area was subdivided into three sub-areas A,B and C. One area was chosen for a detailed survey by aid of a narrowly spaced grid and for a close link with a lot of partners. This area is characterized by a distinctly different margin type south of it is assumed. Moreover, the subducting portion of the aseismic Juan Fernandez Ridge is located in that area representing another important target of the survey. Advantageous conditions enabled the survey of an east-west profile south of Chiloé Island, providing a section through the submerged coastal Cordillera into the flooded longitudinal valley. Some results of Leg 2 and 3 are: In all areas A, B and C no subduction bulge (outer high) in the oceanic crust was visible perhaps due to the shortness of the profiles. The sedimentary cover of the oceanic crust is exceptionally thin, and the crustal thickness is generally quite "normal" with around 7 km derived from relatively weak Moho reflections. In area B a so far magnetically unmapped region was filled providing reliable ages of the oceanic crust, and suggesting that the Challenger Fracture Zone abruptly terminates west of the area of investigation. The survey in area C yielded valuable information on the trench morphology. The so far unique MCS profile south of Chiloé island shows a very wide trench and allows to extrapolate the general conditions encountered an area A southward to approximately 44° S. It can be stated that the situation is in sharp contrast to the basin structures detected by industry profiles further north in the Golfo de Corcovado.

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.

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