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.
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.
Prinzipielles Ziel ist die Entwicklung eines Triaxialsystems zur Analyse von Gashydratkernen unter in situ Bedingungen mittels hochauflösender Mikro-CT. Mit diesem System wird es erstmals möglich sein, Proben unter hohem Druck (hier 400 bar), Reservoir-Temperaturen (hier 0°C) im Mikrometerbereich zu analysieren. Im ersten Schritt des Projektes wird die prinzipielle Auslegung des Systems festgelegt. Dazu gehören die Dimensionierung der mechanischen, elektromechanischen und hydraulischen Komponenten, die Anpassung des innenliegenden Injektionssystems, als auch die daraus resultierende Konstruktion des CT-Systems. In diesen Zeitraum fällt auch die Entwicklung der Composite-Zelle, des Transfersystems (Corsyde), des Injektionssystems und der neuartigen CO2-Gas-/Fluidpumpe. Zu Beginn des Projektes sind CT-Testmessungen und Simulationen an Proben geplant, die eine ähnliche Struktur/Chemismus haben wie ein Hydratsystem, z.B. Sand/Eiswassergemische, um die prinzipielle Auslegung von Röntgenquelle und -detektor zu ermitteln. Aufgrund dieser Versuche und Simulationen wird das Setup und Design der Anlage in Abhängigkeit von den vorgegebenen Dimensionen des Triaxialsystems ermittelt. Anschließend muss ein Zeitraum von 4-8 Monaten für die Lieferung der Röntgenquelle und des Detektors eingeplant werden, in dem auch die Kinematik zur Führung des CT-Systems geplant und konstruiert wird. Nach der Planung der Gesamtkonstruktion des Triaxialsystems fällt eine mehrmonatige Phase der Fertigung der Einzelkomponenten an, an die eine je 4 wöchige Montage- und Testphase angeschlossen. In der Optimierungsphase werden die einzelnen Komponenten auf die speziellen Anforderungen in diesem Projekt angepasst. Die mögliche Dekomposition der Probe während des Versuchsablaufs erfordert eine Optimierung von mechanischen und elektromechanischen Komponenten, der Steuerungssoftware als auch des CT-Systems. Diese Phase wird in enger Kooperation mit dem GEOMAR durchgeführt.
Das übergeordnete Projektziel der Hochschule Bochum besteht in der Anpassung von konventioneller Coiled-Tubing Bohrtechnik aus dem Erdöl-/Erdgasbereich an die besonderen Rahmenbedingungen bei der Erkundung und Erschließung von Gashydratreservoirs. Hierzu zählen Komponentenentwicklungen bei a) der Antriebstechnik (Motoren, Hämmer), b) der CT-basierten Stimulationstechnik und c) der Rohre. Ein wichtiges Augenmerk liegt dabei auch auf dem Sektor neuer Werkstoffe (z.B. Thermoplastic Composite Pipes). Die Entwicklungen sollen im Übergangsbereich vom Labor- zum Technikumsmaßstab (Demonstrator) erfolgen. Dazu werden die angepassten oder neu entwickelten CT-Komponenten unter betriebsnahen Bedingungen im in-situ Labor der Hochschule Bochum getestet. Beim Einsatz von Coiled Tubing Bohrtechnik zur Erschließung von Gashydratlagerstätten werden viel Know-how und technische Neuerungen / Weiterentwicklungen aus den Disziplinen Coiled Tubing drilling, Coil Materialien und deren Herstellung, hydraulische DTH Mudhammertechnik, Mud Motoren, und Bohrtechnik eingefordert und symbiotisch miteinander gekoppelt. Insbesondere der Einsatz neuer Materialien für Coils, hier z.B. TCP (Thermoplaste, Komposite), und deren Verhalten beim Bohren incl. der Erschließung von Gashydratlagerstätten mittels Druck, Dampf, Chemikalien etc. stehen unter anderem im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes.
Das Teilprojekt 2: 'Explorationsbohrtechnik' des Forschungsvorhabens SUGAR III hat als Zielsetzung, ein submarines Explorationsbohrgerät zu entwickeln, welches die Anforderungen einer industriellen Exploration im Vorfeld einer kommerziellen Methangashydrat-Förderung erfüllt. Das Ziel der BAUER Maschinen GmbH ist dabei die Entwicklung einer automatisierten und industriell einsetzbaren Steuerung für ein solches Explorationsbohrgerät für Gashydrat-Lagerstätten. Prototypisch wird diese Automatisierung im Rahmen des Projekts für das bei MARUM verfügbare MeBo200 entwickelt und umgesetzt. Die erarbeitete Systemarchitektur und die entwickelten Automatisierungsansätze werden aber allgemein auf maritime Explorations-Bohrgeräte übertragbar sein. Auf dem Weg zu diesem Gesamtziel sollen folgende Teilziele erarbeitet werden: - Entwicklung einer industriell nutzbaren und effizienten Basisteuerung für MeBo in Kooperation mit MARUM - Einbindung der Steuerung und der Datenerfassung/-anzeige in die Peripherie (Schiff, Winde, ) - Umsetzung eines industriell einsetzbaren Sicherheitssystems für den Betrieb an Deck und die Fahrer - Implementierung eines für die Rohstoffexploration angepassten Monitorings des Bohrablaufs - Automatisierung von Gestänge-Handling, Ziehen des Bohrstrangs und Kameraüberwachung. Die Automatisierung weiterer Prozesse wird im kleinen Rahmen ebenfalls untersucht.
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.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 54 |
| Europa | 1 |
| Wissenschaft | 46 |
| 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 |