Other language confidence: 0.7131200059669496
<p>The general Pleistocene architecture of the Amazon Fan has been reconstructed using sediment recovered by Ocean Drilling Program Leg 155. Huge regional mass-transport deposits (MTDs) make up a significant component of the Amazon Fan. These deposits each cover an area over 15,000 km**2 (approximately the size of Jamaica), reach a maximum thickness of 200 m, and consist of ~5000 Gt of sediment. Benthic foraminiferal fauna analysis and sedimentology indicate that the MTDs originated on the continental slope, which is at least 200 km laterally and 1500 m above their present position. Each mass-failure event was formed by the catastrophic failure of the continental slope and has been dated and correlated with climate-induced changes in sea level. Studies of the benthic foraminiferal assemblages in the Amazon Fan has been essential to our reconstruction of the origin and cause of these failures. The MTDs contain rare shelf (Quinqueloculina cf. stalkeri, Brizalina aenariensis, Q. lamarckiana, and Pseudononion atlanticum) and dominant upper-middle bathyal species (cassidulinids and buliminids). We conclude that the MTD originated between 200 and 600 m water depth, approximately the same zone in which gas hydrates occur. We suggest that the glacial MTDs referred to as Deep Eastern MTD (35–37 ka) and Unit R MTD (41–45 ka) correlate with rapid drops in sea level which destabilized continental slope gas-hydrate reservoirs causing catastrophic slope failure. An alternative explanation is required for the deglacial MTDs referred to as Western and Eastern Debris Flows (13–14 ka) which occurred as sea level rose rapidly during the Bølling-Allerød period. We suggest that the deglaciation of the Andes and the consequent enhanced sediment supply coupled with a shift of the depo-centre to the continental shelf, caused over-burdening and thus slope failure. Evidence for a 2 per mil negative d13C shift in both planktonic foraminifera and organic matter coeval with these failures suggest that whatever the cause, there was a large release of methane hydrate associated with each failure.</p>
<p>A mass extinction of deep-sea benthic foraminifera has been documented globally, coeval with the negative carbon isotope excursion (CIE) at the Paleocene-Eocene boundary, which was probably caused by dissociation of methane hydrate. A detailed record of benthic foraminiferal faunal change over ~30 k.y. across the carbon isotopic excursion at the Ocean Drilling Program Site 690 (Southern Ocean) shows that shortly before the CIE absolute benthic foraminiferal abundance at that site started to increase. 'Doomed species' began to decrease in abundance at the CIE by a few thousand years. After the extinction faunas were dominated by small species, which resemble opportunistic taxa under high-productivity regions in the present oceans. Calcareous nannofossils (primary producers), however, show a transition to more oligotrophic nannofloras exactly where the benthic faunas show the opposite. Plankton and benthos is thus decoupled. Possibly, a larger fraction of food particles reached the seafloor after the CIE, so that food for benthos increased although productivity declined. Enhanced organic preservation might have resulted from low-oxygen conditions caused by oxidation of methane. Alternatively, and speculatively, there was a food-source at the ocean floor. Benthic foraminifera dominating the post-extinction fauna resemble living species that symbiotically use chemosynthetic bacteria at cold seeps. During increased, diffuse methane escape from hydrates, sulfate-reducing bacteria could have produced sulfide used by chemosynthetic bacteria, which in turn were used by the benthic foraminifera, causing extinction by a change in food supply.</p>
Natural gas hydrates are non-stoichiometric crystalline compounds containing water and guest molecules such as CH4, C2H6, C3H8, CO2, etc. They are considered as a promising energy resource, a potential geohazard and a contributor to global climate warming. An accurate knowledge of the dissociation behavior of gas hydrates is a necessity for the recovery of natural gas hydrates and the assessment of potential risks of CH4 release from destabilized deposits. To explore the dissociation behavior of gas hydrates, Raman spectroscopy is regarded as a non-destructive and powerful tool. This technique enables to distinguish between guest molecules in the free gas or liquid phase, encased into a clathrate cavity or dissolved in an aqueous phase, therefore providing time-resolved information about the conditions of the guest molecules during the hydrate dissociation process. Experiments were carried out at the Micro-Raman Spectroscopy Laboratory, GFZ. Since the dissociation kinetics of sI hydrates may vary from that of sII hydrates, sI CH4 hydrates, sII binary hydrates and sII multicomponent mixed hydrates were investigated during the experiments. For the in situ Raman measurements, hydrates were synthesized in a high-pressure cell from pure water and the specific continuous gas flow which was the CH4-C3H8 gas mixture for binary hydrates and CH4-C2H6-C3H8-CO2 gas mixture for mixed hydrate system. The p-T condition of the experiment was initially set at 274 K and 7.0 MPa for the sI hydrates whereas 278 K and 3.0 MPa for sII hydrate systems. After the stabilization of the hydrates in the reactor, the temperature of the system was increased one step at a time to mimic global warming and initiate hydrate dissociation. In situ Raman spectroscopic measurements and microscopic observations were applied to record changes in hydrate compositions over the whole dissociation period until the hydrate phase was completely decomposed. Apart from this, hydrates were formed from ice powders and the specific gas/gas mixtures in batch pressure vessels for several weeks. Gas hydrates were recovered and placed into a Linkam cooling stage for further ex situ Raman spectroscopic measurements. Again, the temperature of the stage gradually increased from 168 K onwards to study the dissociation process. In all three hydrate systems, one in situ Raman measurements and at least two repetitions of ex situ Raman measurements (3 repetitions for the CH4 hydrate system) were carried out, therefore resulting in 10 separate experimental tests. This dataset encompasses raw Raman spectra of the 10 experimental tests (4 tests for CH4 hydrates, 3 tests for CH4-C3H8 hydrates and 3 for mixed gas hydrates) which contained Raman shifts and the respective measured intensities. Each Raman spectrum was fitted to Gauss/Lorentz function after an appropriate background correction to estimate the band areas and positions (Raman shift). The Raman band areas were then corrected with wavelength-independent cross-sections factors for each specific component. The concentration of each guest molecule in the hydrate phase was given as mol% in separate spreadsheets for three different hydrate systems as. Further details on the analytical setup, experimental procedures and composition calculation are provided in the following sections.
Current climate change may induce positive carbon cycle feedbacks that amplify anthropogenic warming on time scales of centuries to millennia. Similar feedbacks might have been active during a phase of carbon cycle perturbation and global warming, termed the Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM, 56 million years ago). The PETM may help constrain these feedbacks and their sensitivity to warming. We present new high-resolution carbon isotope and sea surface temperature data from Ocean Drilling Project Site 959 in the Equatorial Atlantic. With these and existing data from the New Jersey shelf and Maud Rise, Southern Ocean, we quantify the lead-lag relation between PETM warming and the carbon input that caused the carbon isotope excursion. We show ~2 ºC of global warming preceded the CIE by millennia, strongly implicating CO2-driven warming triggered a positive carbon cycle feedback. We further compile new and published barium (Ba) records encompassing continental shelf, slope and deep-ocean settings. Based on this compilation, average Ba burial rates approximately tripled during the PETM, which may require an additional source of Ba to the ocean. Although the precipitation pathway is not well constrained, dissolved Ba stored in sulfate-depleted pore-waters below methane hydrates could represent an additional source. We speculate the most complete explanation for early warming and rise in Ba supply is that hydrate dissociation acted as a positive feedback and caused the CIE. This could imply hydrates are more temperature-sensitive than previously considered, and may warrant reconsideration of the political assignment of 2 °C warming as a safe future scenario.
Ziel des Teilprojekts 2 'Explorationsbohrtechnik' des Forschungsvorhabens Sugar III ist die Entwicklung eines submarinen Explorationsbohrgeräts, welches die industriellen Anforder-ungen der Vorerkundung kommerzieller Methangashydrat-Förderung erfüllt. Das Ziel der ANTARES Datensysteme GmbH ist die Entwicklung einer automatischen Memory-Akustiksonde, die in verschiedenen Meeresbodenbohrgeräten zur Methangashydratexploration eingesetzt werden kann. Akustische Bohrlochmessverfahren sind als Wireline-Messverfahren in der Erdöl- und Rohstoffexploration etabliert und liefern einen wichtigen Datensatz für die Exploration von Gashydraten. Die Verwendung der akustischen Messsonden in Meeresbodenbohrgeräten erfordert ein neu zu entwickelndes Verfahren zur Memory-Datenaufzeichnung. Das geplante Projektvorhaben im Arbeitspaket AP1 umfasst die Entwicklung eines neuen Memory Adapters und einer Memoryakustiksonde geeignet für die Verwendung in verschiedenen Meeresbodenbohrgeräten. Im AP3 werden weitere geeignete geophysikalische Messverfahren analysiert. Das geplante Projektvorhaben umfasst die folgenden Teilziele: 1) Entwicklung eines neuen Leistungsstarken Memory Adapters für die Energieversorgung und automatischen Steuerung einer Akustiksonde. 2) Entwicklung einer Akustiksonde angepasst an die Anwendung in Meeresbodenbohrgeräten mit Schwerpunkt auf den folgenden Unterpunkten: - Verkürzung der Sonde für die Anwendung in automatischen Meeresbodenbohrgeräten - Entwicklung energiesparender Elektronik, - Entwicklung neuer erweiterter Datenspeichermodus und automatisierte Berechnung, Anwendung und Autoaktualisierung von Steuerparametern für die Messung, - Erhöhung der vertikalen Auflösung. - Entwicklung eines neuen akustischen Isolators. 3) Bau eines Prototyps für das MeBo200, Feldtest im Rahmen des MeBo200 Einsatz. 4) Untersuchung weiterer geophysikalische Messverfahren für Gashydratlagerstätten.
The MIDAS project addresses fundamental environmental issues relating to the exploitation of deep-sea mineral and energy resources; specifically polymetallic sulphides, manganese nodules, cobalt-rich ferromanganese crusts, methane hydrates and the potential mining of rare earth elements. These new industries will have significant impacts on deep-sea ecosystems, in some cases extending over hundreds of thousands of square kilometres. Scientific knowledge is needed urgently to develop guidelines for industry ensuring wealth creation and Best Environmental Practice. MIDAS will assess the nature and scales of the potential impacts including 1) physical destruction of the seabed by mining, the creation of mine tailings and the potential for catastrophic slope failures from methane hydrate exploitation, 2) the potential effects of particle-laden plumes in the water column, and 3) the possible toxic chemicals that might be released by the mining process. Knowledge of the impacts will be used to address the key biological unknowns, such as connectivity between populations, impacts of the loss of biological diversity on ecosystem functioning, and how quickly the ecosystems will recover. The information derived will be used to guide recommendations for best practice, iterating with MIDAS industry partners and the wider stakeholder community to ensure that solutions are practical and cost-effective. We will engage with European and international regulatory organisations to take these recommendations forward into legislation in a timely fashion. A major element of MIDAS will be to develop methods and technologies for 1) preparing baseline assessments of biodiversity, and 2) monitoring activities remotely in the deep sea during and after exploitation (including ecosystem recovery). The MIDAS partnership represents a unique combination of scientists, industry, social scientists, legal experts, NGOs and SMEs.
Methan wirkt als starkes Treibhausgas, wenn es in die Atmosphäre gelangt. In den vergangenen Jahren wurden an vielen Kontinentalrändern weltweit submarine Methanquellen am Meeresboden mit Methanhydratabbau in den Sedimenten aufgrund von Temperaturerhöhungen in Zusammenhang gebracht. Ziel des Vorhabens ist es, das Wechselspiel von Gasblasenaustritten und Vorkommen von Gashydraten in einer Schlüsselregion, dem Hydratrücken nordwestlich der USA zu verstehen und die Menge an austretenden Gas zu bestimmen. Dazu sollen Sonar-Systeme sowie eine Kamera und eine CTD (Messung von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff) am Meeresboden installiert und an das NSF finanzierte Tiefseekabelnetzwerk, der Ocean Observatory Initiative (OOI) angeschlossen werden. Damit sind langfristige Methanemissionsmessungen auf dem südlichen Hydratrücken erstmals möglich und werden hier vorgeschlagen. Gesamtziel des Vorhabens ist es, mittels modernster Sonarsysteme die Veränderungen der Gasblasenaustritte in Echtzeit zu dokumentieren und die Menge an austretenden Methan abzuschätzen. Das Projekt ist eine technologische Innovation und bindet sich ein in ein weltweit einmaliges Vorhaben, die Veränderungen in der Tiefsee mittels verkabelter Observatorien kontinuierlich zu beobachten. Es ist geplant zwei Sonarsysteme am Meeresboden zu installieren, um die Gasblasenaustritte am Hydratrücken kontinuierlich zu registrieren und zu quantifizieren. Die hochwertigen Geräte müssen in Rahmenkonstruktionen integriert und mit elektronischen Zusatzkomponenten für die Einbindung in das OOI Tiefseenetzwerk versehen werden. Die Geräte werden mit Hilfe eines Tauchroboters am Meeresboden installiert und in das Tiefseenetzwerk eingebunden, damit ist die kontinuierliche Messung in Echtzeit möglich. Weiterhin soll eine Visualisierung der Sonardaten in Echtzeit im Internet realisiert werden. Die kontinuierlichen Messungen am Meeresboden werden ergänzt durch Begleituntersuchungen im Rahmen von Schiffsexpeditionen.
Die Untersuchungen im Rahmen des Projektes SUGAR zielen darauf ab, in einem konzertierten Verbund von nationalen Industriepartnern und führenden Forschungseinrichtungen neue Ansätze, Geräte und technische Verfahren zur Erkundung von Hydrat-Lagerstätten am Meeresboden und Konzepte für die Speicherung von Kohlendioxid in marinen Sedimenten zu entwickeln. Der in SUGAR-A behandelte Themenkomplex zur Exploration von Gashydratvorkommen ergänzt die vom BMWi geförderten Arbeiten zum Abbau von submarinen Gashydratvorkommen und Transport von Erdgas (SUGAR-B); die gesamte potentielle Hydratverwertungskette wird erfasst und um Aspekte einer umweltverträglichen Lagerung des Klimagases Kohlendioxid erweitert. Das IfM GEOMAR plant im Rahmen des Verbundvorhabens die Entwicklung neuer Visualisierungs- und Datenverarbeitungstechniken sowie neuer Algorithmen, die eine Erkennung von Gasblasen in der Wassersäule deutlich verbessern und damit eine signifikant verbesserte Erkundung von Methanhydraten ermöglichen. Ziel der Fa. SEND ist es, in Deutschland die Systemtechnologie für tief geschleppte Streamer (DTMCS) zu etablieren. Im Vorhaben der IES GmbH soll die Bildung von Methanclathraten und ihre räumliche Verteilung in klastischen Ablagerungen am Kontinentalhang umfassend quantifiziert und modelliert sowie Algorithmen und Computerapplikationen zur Auswertung verfügbarer Datensätze entwickelt werden. Aufgabe der Fa. L-3 Communications ELAC Nautik GmbH ist die Entwicklung neuer Visualisierungs- und Datenverarbeitungstechniken sowie von neuen Algorithmen, die eine Erkennung von Gasblasen in der Wassersäule deutlich verbessern und damit eine signifikant verbesserte Erkundung von Methanhydraten ermöglichen. Die BGR Hannover ist für die Bewertung submariner Methanhydratvorkommen mit elektromagnetischen Verfahren zuständig. Die Verteilung (insbesondere die laterale Variationen) und Konzentration der Klathrate in der Sedimentmatrix ist für eine Abschätzung der Höffigkeit von Vorkommen von Interesse. (Text gekürzt)
Sowohl das Ausmaß und die Verbreitung natürlicher Methanhydratvorkommen, als auch die Freisetzung von gasförmigem Methan beim Zerfall der Methanhydrate, werden maßgeblich von den unterirdischen Druck- und Temperaturbedingungen bestimmt. Bislang sind thermische Daten von Gashydratvorkommen jedoch nur in sehr geringen Umfang vorhanden. Im Rahmen des Mallik 2002 Forschungsbohrprogramms wurden drei 1200 m tiefe Bohrungen, die ein kontinentales Gashydratvorkommen unter Permafrost durchteufen, erfolgreich mit faseroptischen Messkabeln zur ortsverteilten Temperaturmessung ausgestattet. Über einen Zeitraum von 21 Monaten nach der Fertigstellung der Bohrungen wurden Temperaturmessungen durchgeführt. Erstmals wurden die Auswirkungen von Phasenübergängen innerhalb eines natürlichen Gashydratvorkommens in situ beobachtet. Anhand der beobachteten Anomalien des Temperaturgradienten wurden die Tiefenlagen der Basis der Gashydratvorkommen und des Permafrosts jeweils bei rund 1103-1104 plus/minus 3.5 m, bzw. 599-604 plus/minus 3.5 m unterhalb der Geländeoberkante bestimmt. Die gemeinsame Interpretation der geothermischen Daten mit den geophysikalischen Bohrlochmessdaten weist darauf hin, dass Veränderungen der Wärmeleitfähigkeit im Wesentlichen durch lithologische Wechsel verursacht werden. Der Einfluss der Hydratsättigung ist nur von untergeordneter Bedeutung für die effektive Wärmeleitfähigkeit des Gesteins. Das durchgeführte Online-Temperaturmonitoring lieferte die entscheidenden Informationen während der Durchführung des fünftägigen thermischen Stimulationsexperiments. Die Messergebnisse wurden zur Kalibrierung und Validierung numerischer Reservoirsimulatoren zur Berechnung gekoppelter thermo-hydraulischer Prozesse bei der Zersetzung von Gashydrat eingesetzt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 54 |
| Europa | 1 |
| Wissenschaft | 48 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 3 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 53 |
| Taxon | 2 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 58 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 51 |
| Englisch | 8 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Datei | 1 |
| Keine | 10 |
| Unbekannt | 2 |
| Webseite | 45 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 58 |
| Lebewesen und Lebensräume | 53 |
| Luft | 41 |
| Mensch und Umwelt | 58 |
| Wasser | 52 |
| Weitere | 58 |