2D- und 3D-Modelle der Konvektion und Schmelzprozesse in Mars, Venus und ähnlichen Einplattenplaneten werden mit Modellen der Mineralogie und thermoelastischen Eigenschaften des Mantels kombiniert, um die Entwicklung dieser Planeten seit der Erstarrung des Mantels vor 4.4-4.5 Mrd. Jahren zu simulieren und gewisse geologische Strukturen auf ihrer Oberfläche zu erklären. Von besonderem Interesse sind die Stabilität ihrer Lithosphären, die verschiedenen vulkanischen Strukturen auf der Venus und die Bildung zweier anscheinend langlebiger vulkanischer Zentren auf dem Mars. Zentrale Aspekte sind der Einfluss von Phasenübergängen von Mantelmineralen auf globale Konvektionsmuster und die Dynamik von Mantelplumes sowie der Einfluss von Spurenkomponenten (Radionuklide und flüchtige Bestandteile) und ihre Umverteilung durch Konvektion, Schmelzen und Vulkanismus. Angesichts der begrenzten Kenntnis der Zusammensetzung und des Mantel-Kern-Verhältnisses werden gewisse Modellparameter wie die Dicke des Mantels, das Verhältnis von Magnesium und Eisen und der Radionuklid- und Wassergehalt variiert. Desweiteren werden die Bedeutung der Oberflächentemperatur und, im Fall von Mars, der Effekt lateraler Temperatur- und Dickevariationen in der Lithosphäre wie sie z.B. von der Krustendichotomie verursacht werden sowie die Rolle alter chemischer Heterogenitäten erkundet. Dabei sollen auch Parameterkombinationen einbezogen werden, die nicht für Mars oder Venus relevant, aber von allgemeinem Interesse z.B. im Hinblick auf Exoplaneten sind. Die Modelle werden geophysikalische und geochemische Observablen ergeben, die mit realen Beobachtungen verglichen werden können.
Nichtmischbare Sulfidschmelzen sind in der ozeanischen Kruste als magmatische Sulfide erhalten und zeichnen die Entwicklung von S und chalkophilen Elementen im magmatischen System auf. Neuste Ergebnisse zeigen systematische Unterschiede in deren Mineralogie und Chemie zwischen konvergenten und divergenten Plattengrenzen, die Prozesse die hierfür verantwortlich sind, sowie deren Einfluss auf die Verteilung chalkophiler Elemente sind jedoch weitestgehend unbekannt. Faktoren die die Löslichkeit von S in Silikatschmelzen kontrollieren beinhalten: (1) Temperatur, (2) Druck, (3) Sauerstofffugazität und (4) Fraktionierungsgrad. Die Bedingungen bei der Aufschmelzung des oberen Mantels und der Differentiation von Magmen in der Kruste unterscheiden sich zwischen Mittelozeanischen Rücken und Subduktionszonen, der Einfluss dieser Prozesse auf die Verteilung von S, Metallen und Halbmetallen in Magmen ist jedoch schlecht verstanden. Diese Prozesse kontrollieren die Entwicklung und den Kreislauf von S und chalkophilen Elementen in der ozeanischen Lithosphäre, die Zusammensetzung hydrothermaler Sulfide am Meeresboden, die Bildung der kontinentalen Kruste, die Zusammensetzung von vulkanischen Gasen und möglicherweise von epithermal-porphyrischen Lagerstätten.Diese Fragen sollen im Rahmen des Projekts bearbeitet werden, indem der magmatische Fluss von Metallen und Halbmetallen (z.B. Co, Ni, Cu, Se, Ag, Te, PGE, Au, Bi) durch die ozeanische Lithosphäre an Mittelozeanischen Rücken und ozeanischen Subduktionszonen untersucht wird. Neuste Methoden ermöglichen es die Spurenelementgehalte in magmatischen Sulfiden aus allen Abschnitten der ozeanischen Lithosphäre erstmals aus einer globalen Perspektive und unter Berücksichtigung des plattentektonischen Milieus und der zeitlichen Entwicklung des Systems zu messen. Proben die die initiale Phase ozeanischer Spreizung beim Zerbrechen eines Kontinents, sowie heutige vulkanische Aktivität an Mittelozeanischen Rücken dokumentierend ermöglichen es zusammen mit einer Abfolge von den jüngsten Laven am Meeresboden zu den ältesten am Übergang zu den Sheeted Dykes, die zeitliche Entwicklung des magmatischen Systems in hoher Auflösung zu untersuchen. Hierfür ist eine kontinuierliche Beprobung vom oberen Lithosphärenmantel bis in die oberste Kruste notwendig, was nur mit Bohrkernen aus DSPD, ODP und IODP Expeditionen möglich ist. Wir haben entsprechende Bohrkerne identifiziert und zusammen mit Proben vom Meeresboden und aus alter ozeanischer Lithosphäre (z.B. Troodos Ophiolith) kann ein vollständiges Spektrum von Perdiotiten des oberen Mantels, Grabbros der unteren Kruste, Sheeted Dykes und Laven basaltischer bis rhyolitischer Zusammensetzung untersucht werden. Magmatische Sulfide sind in vielen dieser Proben bekannt. Durch diesen Ansatz können erstmals Modelle entwickelt werden die den magmatischen Kreislauf chalkophiler Spurenelemente durch die gesamte ozeanische Lithosphäre an konvergenten und divergenten Plattengrenzen abbilden.
The World Stress Map (WSM) is a global compilation of information on the crustal present-day stress field. It is a collaborative project between academia and industry that aims to characterize the stress pattern and to understand the stress sources. It commenced in 1986 as a project of the International Lithosphere Program under the leadership of Mary-Lou Zoback. From 1995-2008 it was a project of the Heidelberg Academy of Sciences and Humanities headed first by Karl Fuchs and then by Friedemann Wenzel. Since 2009 the WSM is maintained at the GFZ Helmholtz Centre for Geosciences. All stress information is analysed and compiled in a standardized format and quality-ranked for reliability and comparability on a global scale. The stress map displays A-C quality stress data records of the Earth’s crust from the WSM database release 2025 (doi:10.5880/WSM.2025.001). Further detailed information on the WSM quality ranking scheme 2025, guidelines for the borehole logging data, and software for stress map generation and the stress pattern analysis is available at www.world-stress-map.org.
This dataset contains rheological and density measurements of viscous material mixtures used to simulate the lithosphere in analogue modeling of tectonic processes. Simulating lithospheric deformation occurring in nature over geological time scales requires appropriately scaled materials for the laboratory experiments. Here, we characterize viscous materials that can exhibit Newtonian and/or non-Newtonian behavior depending on the applied strain rate. We conducted rotational tests in controlled shear rate mode (i.e., shear rate was increased while keeping the temperature constant) and temperature ramp tests (i.e., temperature was varied while keeping temperature constant) on eight different materials, including pure Polydimethylsiloxane (PDMS), pure plastiline (Hartum Color Plaxtin Soft), and mixtures of these materials with fillers (iron powder and/or silicone oil). This publication results from work conducted under the transnational access/national open access action at the Laboratory of Experimental Tectonics of the University Roma Tre supported by WP3 ILGE - MEET project, PNRR - EU Next Generation Europe program, MUR grant number D53C22001400005.
The European Marine Observation and Data Network (EMODnet) consists of more than 100 organisations assembling marine data, products and metadata to make these fragmented data resources more available to public and private users relying on quality-assured, standardised and harmonised marine data which are interoperable and free of restrictions on use. EMODnet is currently in its fourth phase. BGR participates in the EMODnet Geology theme and is coordinating the “seafloor geology” work package from the beginning. In cooperation with the project partners BGR compiles and harmonises GIS data layers on the topics geomorphology, pre-Quaternary and Quaternary geology and provides those, based on INSPIRE principles, via the EMODnet Geology portal https://www.emodnet-geology.eu/map-viewer/. These map layers present the pre-Quaternary and the Quaternary sea-floor geology and Geomorphology of the European Seas, semantically harmonized based on the INSPIRE data specifications for Geology, including the terms for lithology, age, event environment, event process. The data are compiled from the project partners, the national geological survey organizations of the participating countries. The data set represents the most detailed available data compilation of the European Seas using a multi-resolution approach. Data completeness depending on the availability of data and actual mapping campaigns. This open and freely accessible product was made available by the EMODnet Geology project (https://www.emodnet-geology.eu/), implemented by EMODnet Geology Phase IV partners, and funded by the European Commission Directorate General for Maritime Affairs and Fisheries. These data were compiled by BGR from the EMODnet IV Geology partners. All ownership rights of the original data remain with the data originators, who are acknowledged within the attribute values of each map feature.
PANGAEA - Data Publisher for Earth & Environmental Sciences has an almost 30-year history as an open-access library for archiving, publishing, and disseminating georeferenced data from the Earth, environmental, and biodiversity sciences. Originally evolving from a database for sediment cores, it is operated as a joint facility of the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) and the Center for Marine Environmental Sciences (MARUM) at the University of Bremen. The the commitment of the hosting institutions ensures FAIRness of published data. Furthermore, PANGAEA guarantees TRUSTed long-term availability (greater than 10 years) of its content. PANGAEA holds a mandate from the World Meteorological Organization (WMO) and is accredited as a World Radiation Monitoring Center (WRMC). It was further accredited as a World Data Center by the International Council for Science (ICS) in 2001 and has been certified with the Core Trust Seal since 2019. The cooperation between PANGAEA and the publishing industry along with the correspondent technical implementation enables the cross-referencing of scientific publications and datasets archived as supplements to these publications. PANGAEA is the recommended data repository of numerous international scientific journals.
The East African Rift System (EARS) continues south of the Afar Crossing in Ethiopia through Kenya and then splits into two branches: the western branch, which runs through Uganda and Rwanda, and the eastern branch, which runs through Tanzania. Both unite in Malawi. Magmatic activity began 20 million years ago south of Lake Turkana (Kenya). Here, destabilisation of the continental lithosphere and extrusion of phonolitic floods occurred, and after a phase of resurgence, small-scale ultra-alkaline, Si-saturated activity took place between ca. 5.9 and 2.9 Ma, defining the early rift development and volcanic initiation phase. Volcanism in the western branch of the EARS is confined to four spatially restricted provinces, all of which are found at the tips of long boundary faults or in accommodation zones between rift segments (Ebinger et al., 1989). In autumn 2024, an expedition to Rwanda was undertaken within the framework of the research project “CRM-geothermal”. Within „CRM-geothermal“, we are looking for an environmentally friendly co-production of critical raw materials together with the provision of geothermal energy. In the EARS, high levels of rare earth elements (REE), Sr, Ba and Mg are expected in waters and solids in areas with alkaline volcanic rocks, while other critical elements, including helium, have been sought in other localities. The eastern and western branches of the EARS host juvenile sectors with promising geothermal potential related to hot fluids migrating along permeable faults. The expedition began in the Virunga Volcanic Province in north-western Rwanda and continued all along Lake Kivu to Kamembe Further, along the Nyakabuye-Ruhwa Valley, in the area of Bugarama, Ruhwa and Mashyuza, gas, water, rock and sediment associated with natural hot springs but also cold springs were collected. On site, physical and chemical parameters were measured in-situ and documented together with the geology, infrastructure and domestic use of the hot site. At Ruhwa borehole, southern Rwanda, the hot water (66°C) emerges as an artesian spring at the surface. Drilling sites for geothermal water and energy extraction in Karisimbi were not visited because no economically viable geothermal system was found. Gisenyi and Bugarama are in the focus of the authorities, but funding for drilling at these sites was not yet achieved. We visited these sites to monitor the physicochemical parameters and to highlight the importance of their usage. We strongly support the idea of using geothermal water in rural areas and decentralising the energy supply system to make it less prone to disruption. Since both geothermal sites, Gisenyi and Bugarama, are within highly populated areas, direct usage of heat and energy would be of major economic and ecologic advantage, saving wood and charcoal, preventing air contamination and providing energy for light and electric media in private and public properties. That said, there is huge potential to enhance the everyday life of local residence, making the society less prone to influences from outside their quarters, foreign countries and changing climate.
Die Entstehung und das Wachstum der Archaischen Kerne von Kontinenten und die zeitliche und örtliche Entwicklung von Prozessen im subkratonischen Erdmantel und der darüber liegenden Kruste sind wichtige Eckpfeiler zum Verständnis der Stabilisierung von langlebigen kontinentalen Blöcken durch einen auftriebsfähigen Erdmantel. In einem vorherrschenden Modell wird der subkratonische Erdmantel als Restit von partiellem Schmelzen bei niedrigem Druck betrachtet, der durch Subduktion in Granatperidotit umgewandelt wurde. Eklogite und Granatperidotite des subkontinantalen lithosphärischen Mantels sind dementsprechend die subduzierten Schmelzprodukte. Um die Zeitlichkeit der partiellen Schmelzprozesse und von Wiederanreicherungsprozessen des Erdmantels unterhalb des Kaapvaalkratons einzugrenzen, haben wir bereits früher einzelne Körner von harzburgitischen, subkalzischen Granaten analysiert. Damit erhielten wir das Alter von definierten Ereignissen, die mit krustalen Ereignissen übereinstimmen und kein Kontinuum, wie es von Re Os Modellaltern angezeigt wird. Eklogite und Granatpyroxenite werden wie Peridotitxenolithe ebenfalls von Kimberliten durch die Archaische Kruste an die Erdoberfläche gefördert. Sie sind wegen ihrer möglichen sehr unterschiedlichen Entstehung und möglicher späteren Überprägungen sehr heterogen. Quälende Fragen sind die Art der Protolithe, deren Alter und das Alter der Eklogitisierung und der Bezug zu den Peridotiten. Wir fanden durch unsere Untersuchungen von Eklogiten und Granatpyroxeniten von Bellsbank (Kaapvaalkraton), dass eine Anzahl davon chemisch fast nicht modifizierte Teile subduzierter ozeanischer Kruste darstellen (= fast unveränderte Schmelz-zusammensetzungen, Plagioklas- und Klinopyroxenreiche Kumulate). Deren rekonstruierte Gesamtgesteinszusammensetzungen bilden eine Aufreihung in einem Lu Hf Isochronendiagramm. Drei Proben ergeben ein Alter von 4.12 +- 0.06 Ga mit eHfi = 3 (+-7), d.h. dem Verhältnis des Erdmantels zu dieser Zeit. Ein so hohes Alter findet man bisher nicht in der Kruste oder als Re Modellverarmungs-alter im Erdmantel. Lu Hf Modellalter von Granaten sind Minimumalter. Sie ergeben aber bereits Alter bis zu 3,5 Mrd. Jahre, was die hohen Alter bestätigt. Wir wollen unsere Arbeiten an subkalzischen Granaten auf weitere Lokalitäten des Kaapvaalkratons ausdehnen, um die detaillierte Geschichte des subkratonischen Erdmantels weiter zu erforschen, d.h. die Unterscheidung verschiedener Schmelz-regime, deren Zeitlichkeit und die Zeit der Modifikation des Erdmantels durch Metasomatose. Ein zweites Ziel ist die Verifizierung der 4.1 Mrd. Jahre Eklogitisochrone mit weiteren Proben aus Bellsbank. Wenn sie sich als richtig erweist, würde sie das höchste Alter darstellen, das jemals von einer Eklogitserie erhalten wurde. Dies hätte großen Einfluss auf Modelle zur Entstehung hadäischer Kruste und ihrer Erhaltung im lithosphärischen Erdmantel.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 181 |
| Europa | 1 |
| Land | 36 |
| Wissenschaft | 198 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 4 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 164 |
| Hochwertiger Datensatz | 2 |
| Repositorium | 1 |
| Text | 33 |
| unbekannt | 68 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 17 |
| Offen | 248 |
| Unbekannt | 8 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 168 |
| Englisch | 122 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 4 |
| Datei | 3 |
| Dokument | 10 |
| Keine | 114 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 4 |
| Webseite | 141 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 273 |
| Lebewesen und Lebensräume | 214 |
| Luft | 116 |
| Mensch und Umwelt | 273 |
| Wasser | 179 |
| Weitere | 271 |