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WMS: Geologie - Geologie und Nutzungspotenziale des tieferen Untergrundes

Der Geologische Dienst SH beschäftigt sich mit der Erkundung des tieferen Untergrundes. Zur Landesaufnahme wurde ein geologisches 3D-Modell entwickelt, das die Tiefe und Verbreitung von relevanten Formationen zeigt. Darüber hinaus werden Themenkarten zu Nutzungspotenzialen erarbeitet. Die Karten dieses Dienstes zeigen die Flächen und relevanten Formationen des 3D-Landesmodells sowie Potenzialgebiete zur Anlage von Druckluftspeichern und Wasserstoff-/Erdgasspeichern in Salzkavernen im Schleswig-Holsteinischen Festlandsbereich.

Forschergruppe (FOR) 1898: Mehrskalendynamik von Schwerewellen, Räumlich-zeitliche Variabilität von Schwerewellen-Quellen (SV)

Das Projekt Quellvariabilität (Source Variability; SV) hat das Ziel zu verstehen wie Schwerewellenquellen zur globalen Verteilung von Schwerewellen beitragen. Hierfür kombinieren wir Beobachtungen und Modellierung: Beobachtungen bilden den Bezug zur Wirklichkeit. Um Verständnis zu erzielen, benötigen wir Theorie, und für quantitatives Verständnis, ein Prozessmodell das gegen die Daten getestet wird. Daher werden globale Verteilungen aus drei Datenquellen verglichen: 1.) Eine Kombination von dedizierten Modellen für Schwerewellenquellen mit Modellen für die Ausbreitung von Schwerewellen, 2.) Schwerewellen, die in UA-ICON explizit aufgelöst werden und 3.) Fernerkundungsdaten verschiedener Satelliten. Modellergebnisse von Quellen und Ausbreitung werden Messungen gegenübergestellt und so freie Parameter der Modelle bestimmt. Umgekehrt lässt sich anhand der Modelldaten bestimmen, in welchen Regionen und Höhenbereichen, bzw. zu welchen Jahreszeiten Schwerewellen aus welchen Quellen für den Impulsfluss und für die Beschleunigung des Hintergrundwindes überwiegen. Je feiner das Modellgitter wird, desto größer wird der Teil des Wellenspektrums, der von ICON aufgelöst wird. Ob die aufgelösten Schwerewellen tatsächlich realistisch sind, wird durch Vergleich mit Satellitendaten überprüft. Quellen in ICON lassen sich identifizieren, indem die Wellen anhand von Strahlverfolgung zu potentiellen Quellprozessen zurückverfolgt werden oder indem man mit Modellierung von Wellenquellen vergleicht. Mögliche Abweichungen der in ICON aufgelösten Schwerewellen von den Beobachtungen lassen sich so diagnostizieren und Ansätze für eine verbesserte Repräsentation entwickeln. Ein besonderer Schwerpunkt soll auf die Interaktion von Orographie und spontaner Imbalanz gelegt werden: Während der GW-LCycle Kampagne wurden einzigartige 3D Messungen mit dem GLORIA Instrument aufgenommen. In mehreren Forschungsflügen haben wir Anzeichen für das Zusammenwirken beider Quellen. Alle Vergleiche zwischen Modellierung und Messung im Projekt SV berücksichtigen den Beobachtungsfilter: insbesondere globale Messungen liefern eine Unterschätzung des Impulsflusses. Verglichen werden sowohl Mittelwerte des Impulsflusses und deren zeitliche Variation (z.B. Jahresgang), aber auch die Intermittenz, d.h. die Verteilung der Schwerewellen bzgl. Häufigkeit und Größe des Impulsflusses der einzelnen Wellen. Unser Ziel ist, für jede Auflösung von ICON die Effekte von Schwerewellen möglichst korrekt zu beschreiben, entweder durch die direkt vom Modell aufgelösten Wellen oder durch eine Parametrisierung von hier entwickelten und angepassten Wellenquellen in Kombination mit dem Ausbreitungsmodell MS-GWAM. MS-GWaM wird im Projekt 3DMSD entwickelt und in ICON integriert. Eine Besonderheit von MS-GWaM ist, dass direkte transiente Wechselwirkung mit dem Hintergrund berücksichtigt wird.

Geologisches 3D-Modell - Landesmodell SH 2023

Der Geologische Dienst SH beschäftigt sich mit der Erkundung des tieferen Untergrundes. Zur Landesaufnahme und für Potenzialstudien wurde ein landesweites geologisches 3D-Modell entwickelt, das die Tiefe und Verbreitung von relevanten Formationen des Norddeutschen Beckens zeigt. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des Projektes Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken - TUNB, das die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Zusammenarbeit mit den Norddeutschen Geologischen Diensten durchführte. Das Modell besteht aus 17 Basisflächen lithostratigraphischer Horizonte zwischen der Basis des Zechsteins und der Geländeroberfläche, Hüllflächen von Salzdiapiren und Störungsflächen. Die Eingangsdaten der Modellierung sind Daten des Geotektonischen Atlas von NW-Deutschlands (Baldschuhn et al. 2001), Bohrungen und seismische Profile der KW-Industrie sowie Bohrungen des Landesarchivs SH.

WFS: Geologie - Geologie und Nutzungspotenziale des tieferen Untergrundes

Im WFS Dienst sind die Potenzialgebiete zur Anlage von Druckluftspeichern und Wasserstoff-/Erdgasspeichern in Salzkavernen im Schleswig-Holsteinischen Festlandsbereich enthalten. Das Landesweite geologisches 3D-Modell kann nicht vollständig als WFS bereitgestellt werden, im Dienst sind nur die Isolinen der Tiefenlage der Modellbasisflächen und der Ausbiss von Störungslinien enthalten.

Geländeoberfläche inkl. Gewässersohle Hamburg

In Aspen SKUA™ | V15 wurden drei digitale Geländemodelle (DGM) zu einer einheitlichen, triangulierten Geländeoberfläche zusammengefasst. Ziel war die Erstellung einer Geländeoberfläche auch Geländeoberkante (GOK) genannt, die sowohl den terrestrischen Bereich als auch die schiffbare Gewässersohle der Elbe und angrenzende Bereiche des Hamburger Hafens abdeckt. Für die terrestrischen Flächen kam das Digitale Geländemodell Hamburg DGM 10 (10 m Raster, Datenstand 2021) zum Einsatz. Die Gewässersohle wurde durch das DGM-W 2016 Unter- und Außenelbe sowie das DGM-W-Ergänzung Hamburger Hafen 2016 (jeweils 1 m Raster, Datenstand 2016) abgedeckt. Keiner der Datensätze bot für sich an, allein eine vollständige räumliche Abdeckung herzuleiten, weshalb die Kombination notwendig war. Die erzeugte GOK-Fläche dient als Grundlage für nachfolgende geologische Modellierungen. In früheren Modellen war der Übergang zwischen Land- und Gewässerbereichen nur schwer trennscharf darstellbar. Durch die neue GOK-Fläche können geologische Einheiten nun an der Gewässersohle abgeschnitten werden, was zu einer realitätsnäheren Darstellung möglicher Kontaktbereiche zwischen geologischen Einheiten und der schiffbaren Gewässersohle führt.

Karte der geologischen Untergrundklassen nach DIN

Basierend auf Daten aus geologischen 3D-Modellen der Bundesländer Baden-Württemberg, Bayern, Hessen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen wurden Schichtmächtigkeiten für quartäre und tertiäre Sedimente ermittelt. Anhand dieser Mächtigkeitsdaten wurden die geologischen Untergrundklassen „R“ (Fels), „T“ (flache Sedimentbecken) und „S“ (tiefe Sedimentbecken) nach DIN (Nationaler Anhang Eurocode 8 - DIN EN 1998-1/Na2023-11: National festgelegte Parameter - Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten) ausgewiesen. Bei der Ausweisung wurde der Baugrund, die Gesteine bis in eine Tiefe von 30 m, nicht berücksichtigt. Die geologischen Untergrundklassen wurden auf einem Raster mit einer Zellengröße von 1 km x 1 km dargestellt. Im Vergleich zur bisherigen Ausweisung der geologischen Untergrundklassen wurde eine deutlich höhere räumliche Auflösung erreicht. Genauere Informationen zur Erstellung dieser Karte entnehmen Sie dem hier beigefügten Bericht.

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Die Bildung des Peak Rings in Chicxulub: Entschlüsselung des Deformationspfads und des gesteinsmechanischen Verhaltens

Der 200-km große Chicxulub-Einschlagskrater in Yucatán, Mexiko, wurde im Rahmen der IODP-ICDP Expedition 364 erbohrt. Die Bohrung hat zum ersten Mal eine zentrale Ringstruktur (Peak Ring) erfasst, welche ein gebirgiger Ring ist, der in großen Impaktstrukturen auftritt und sich innerhalb des Kraterrands über die Topographie des Kraterbodens erhebt. Dieser Antrag befasst sich mit zwei Hauptfragen, die im Rahmen der Expedition 364 gestellt wurden: 1) Welche Eigenschaften und Bildungsmechanismen sind für Peak Rings wichtig? 2) Wie werden Gesteine während großer Impakte entfestig, um dabei den Kollaps und die Bildung relativ weiter, flacher Krater zu ermöglichen?In Bezug auf die erste Frage gibt es zwei konkurrierende Modelle der Peak Ring-Bildung: i) Ein konzeptionelles geologisches Modell, das auf geologische und fernerkundliche Beobachtungen des Mondes und anderer planetarer Körper fußt, und die Rolle eines großen Anteils an Impaktschmelze für die Peak Ring-Bildung betont, und ii) ein numerisches Modell, das Hydrocode-Simulationen einsetzt, um die Peak Ring-Bildung zu berechnen. Die zwei Modelle prognostizieren deutlich unterschiedliche kinematische Pfade und strukturelle Deformationsmerkmale in den Peak Rings, und eine Voruntersuchung der Kerne von Expedition 364 zeigt, dass diese Merkmale grundsätzlich vorhanden sind. Wir werden die Kerne mit quantitativen mikro- und makrostrukturellen Methoden untersuchen, um die Deformationsgeschichte des Peak Rings zu entschlüsseln und damit Grundsatzdaten liefern, die diese Modelle bestätigen.Die zweite Frage spricht die Problematik der vorübergehenden Schwächung des Targets an, die für die Kraterbildung nötig ist, und ein fortwährendes Problem der Kratermechanik darstellt. Drei Modelle liegen vor: 1) Akustische Fluidisierung sieht die Reduktion der Reibung durch seismische Erschütterungen vor. 2) Thermal Softening postuliert eine Erhitzung durch Stoßwellen und plastische Verformung. 3) Strain Rate Weakening/Frictional Melting setzt z.B. eine lokale Herabsetzung der Reibung durch Schmelzen voraus. Die Bohrkerne ermöglichen es uns, die Relevanz der drei Modelle einzuschätzen. Wir werden die die Kerne auf spezifische mikrostrukturelle Merkmale untersuchen, um zwischen den Schwächungsmechanismen zu unterscheiden. Zudem wird die Entfestigung durch Impaktschädigung mittels mechanischer Versuche im Labor untersucht. Wir werden die Bedeutung der ratenabhängigen Spröddeformation auswerten als ein Prozess, der durch Pulverisierung die Gesteinsfestigkeit beeinflusst.Unsere makro- und mikrostrukturellen Analysen werden wir zu einem kinematischen Modell für den Chicxulub-Peak Ring zusammenführen. Als Beitrag zu einem vertieften Verständnis der Peak Ring-Bildung im Sonnensystem kann dies zu einer verbesserten Interpretation von Fernerkundungsstudien an großen Kratern führen. Potentiell werden hierdurch auch die speziellen Prozesse des Chicxulub-Impakts besser verstanden, die das K-Pg Aussterbeereignis auslösten.

Digitaler Zwilling Tiefengeothermie. Entwicklung eines Prototyps für den GeoLaB Standort im Odenwald, Vorhaben: Entwicklung eines hydrologisch/hydrogeologischen numerischen Modells des Tromm-Gebiets

Strukturmodell des Quartär im Teileinzugsgebiet "Mittlere Oder"

Im Rahmen des Projektes Geo3D-Oder werden 3D-Modelle des geologischen Untergrundes für die drei im Land Brandenburg an der Oder angrenzenden Teileinzugsgebiete nördlich der Neiße-Mündung erstellt. Die Modelle zeigen die quartären bindigen Schichten von Grundmoränen, glazilimnischen Ablagerungen und der Holstein-Warmzeit bis zur jüngsten Elster-Grundmoräne. Das kombinierte 3D-Modell der Teilgebiete soll perspektivisch als Grundlage für ein Grundwasserströmungsmodell dienen. In diesem Kontext werden die abgebildeten Schichten als Grundwasserhemmer, alle anderen Räume vorerst undifferenziert als Aquifer interpretiert. Die Datengrundlage bildet die Lithofazieskarte Quartär (LKQ 50) der DDR im Maßstab 1 : 50.000. Das Strukturmodell „Mittlere Oder“ zeigt das 3D-Modell des ersten Teilgebiets. Es beinhaltet die aus dem DGM 50 extrapolierte Geländeoberfläche und 10 geologische Horizonte mit Schichtober- und unterkanten. Hierbei wird vereinfachend für alle Schichten eine konkordante Lagerung angenommen und auf eine Reproduktion von Störungen verzichtet. Aufgrund von Datenlücken mussten bei verschiedenen Horizonten größere Flächen mittels einer eigens entwickelten Methode gewissermaßen hypothetisch modelliert werden. Hierzu werden als Randbedingung wirkende Hilfshorizonte („Virtuelle Horizonte“) auf Basis von Höheninformationen anderer Horizonte erstellt. Die resultierenden Modellhorizonte wurden anschließend mit verschiedenen in der Modellierungssoftware SKUA-GOCAD integrierten Werkzeugen nachbearbeitet.

Geologisches 3D Modell Lugau-Oelsnitz (Erzgebirge)

Das geologische Modell stellt die Abfolge der wichtigsten geologischen Einheiten im Gebiet des ehemaligen Steinkohlenreviers Lugau-Oelsnitz (Erzgebirge) in einem dreidimensionalen Raum dar. Das geologische Modell von Lugau/Oelsnitz ist ein Detailmodell, welches die angetroffenen Gesteinsschichten des Grundgebirges bis hin zu den permokarbonen vulkanischen Ablagerungen der Vorerzgebirgssenke abbildet und für eine Grubenwasseranstiegsmodellierung auf die wesentlichsten geologisch-tektonischen Blöcke vereinfacht wurde. Die maximale Modelltiefe beträgt etwa -1000 m unter NHN. Desweiteren integriert das Modell geologische Störungen und wurde als GOCAD Modell in der Version 2006 erstellt. Im Rahmen des GeoMAP Projektes (01/2019 - 06/2021) wird das geologische 3D Modell validiert, aktualisiert und mit neuen Informationen vor Allem im Bereich der Kohlenflöze ertüchtigt. Mehr Informationen finden Sie unter dem Reiter Vertrieb. Das 3D Modell Lugau-Oelsnitz ist östlich von dem 3D Modell Zwickau lokalisiert. Darüber hinaus existiert ein 3D Modell der gesamten Vorerzgebirgssenke.

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