Als Voraussetzung für IODP-Bohrungen am Belize Barrier Reef ist eine detaillierte bathymetrische Studie geplant. Diese soll mit Hilfe von Multibeam und flachseismischer Technik entlang ausgewählter Abschnitte im Außenriff (Wassertiefen 20-150 m) durchgeführt werden. Es existieren bislang keine detaillierten und GPS-gestützten Bathymetrie- und Seismik-Daten des Außenriffbereichs. Basierend auf den zu gewinnenden Daten sollen potentielle Bohrlokationen für das IODP gefunden werden. Unsere Arbeitshypothese geht davon aus, daß postglaziale Riffe deutliche topographische Lineamente bzw. Terrassen entang des Plattformrandes bilden. Wir beabsichtigen, Lokationen zu identifizieren, die geeignet sind, postglaziale (20-10 kyr BP) und darunterliegende, ältere pleistozäne Ablagerungen entlang einer Reihe von Bohrtraversen zu gewinnen. Außerdem ist ein internationaler Workshop mit interessierten Kollegen geplant, um die Möglichkeiten zu diskutieren, einen IODP-Antrag zu entwickeln. Der darauf aufbauende IODP-Antrag könnte vier potentielle Ziele haben: (1) Rekonstruktion des postglazialen Meeresspiegel-Anstiegs, (2) Analyse und Quantifizierung der postglazialen Riff-Zusammensetzung und -Architektur, (3) Gewinnung von Temperatur- und Karbonat-Sättigungs-Daten während dieses Zeitfensters. (4) Außerdem können Aspekte der pleistozänen Riff-Initiation und Paläökologie untersucht werden, abhängig vom Kerngewinn in älteren pleistozänen Abfolgen. Vor dem Hintergrund der modellierten Zunahme der Meeresspiegeanstiegsrate im 21. Jahrhundert, können postglaziale, ertrunkene Riff-Abfolgen für zukünftige Meeresspiegel-Projektionen genutzt werden. Im Unterschied zu hochauflösenden und robusten, Riff-basierten postglazialen Meeresspiegelkurven im Indo-Pazifik (Huon, Tahiti, Great Barrier Reef), existiert nur ein vergleichbares Archiv im westlichen Atlantik (Barbados). Das Barbados-Archiv ist insoweit merkwürdig als von den Schmelzwasser-Ereignissen (MWP) 1A und 1B in Tahiti (IODP 310) und NE-Australien (IODP 325) nur MWP 1A nachgewiesen wurde. Außerdem wurden, wie auch in anderen früh-holozänen Riffabfolgen, Mikrobialithe in großer Häufigkeit gefunden. Diese fehlen aber offensichtlich in Barbados aus bislang ungeklärten Gründen. Besonders die Häufigkeit (Dicke, Volumen) der Mikrobialith-Fazies in postglazialen Riffen ist von Bedeutung als Umwelt-Proxy, da die vergleichsweise einfachen Organismen (Bakterien) in großem Maße von Umwelt-Veränderungen abhängig sind, und daher einfacher zu interpretieren sind als Proxy-Daten (Sklerochronologie, d18O, Sr/Ca) von enzymatisch kontrollierten Skelettbildnern wie Korallen. Es wird diskutiert, ob die Mikrobialith-Häufigkeit von der Art des Hinterlandes, der Karbonatsättigung oder der Rate des Meeresspiegel-Anstiegs gesteuert wird. Ein neues, postglaziales Korallenriff-Archiv aus dem tropischen Atlantik würde helfen, diese offenen Fragen zu beantworten und den Verlauf des Meeresspiegel-Anstiegs im westlichen Atlantik zu konkretisieren.
Die kinematische Entwicklung kontinentaler Rifts und der Einfluß tektonischer und klimatischer Faktoren auf Oberflächenprozesse erfordert einen ganzheitlichen analytischen Forschungsansatz bei der Entschlüsselung von Paläo-Umweltveränderungen aus Bohrlochdaten. Da Erosionsprozesse und Sedimenttransport von topographischen, klimatischen, und lithologischen Faktoren stark abhängig sind, ist bei die Rekonstruktion der tektonogeomorphologischen Charakteristika des sedimentären Beckensystems notwendig. Unser Vorhaben im Umfeld der ICDPBohrloch im Chew Bahir hat das Ziel, die Beziehungen zwischen der tektonisch-geomorphologischen Entwicklung des Beckens, dem Sedimenttransportsystem und den Ablagerungsbedingungen am Bohrlochstandort zu charakterisieren, um Paläo-Umweltindikatoren aus den zukünftigen Bohrkernen besser interpretieren zu können. Der Bohrkern wird den Zeitraum der letzten 800-1,200 ky abdecken und somit wertvolle Daten zu Umweltveränderungen und letztendlich zur Evolution und den Lebensbedingungen der Hominiden liefern. Durch die Integration unserer Studie des Einzugsgebiets mit den Bohrlochdaten soll der Einfluss klimatischer und tektonischer Kontrollmechanismen auf das Sedimenttransport- und Ablagerungsmilieu entziffert werden. Unsere Ergebnisse werden einen Beitrag zum Verständnis von Sedimentablagerungen in Extensionsbecken hinsichtlich der folgenden Aspekte liefern: 1) tektono-geomorphologische Kontrollmechanismen der Landschaftsentwicklung; 2) Sedimentproduktion und Ablagerung; und 3) Signale von Umweltänderungen in sedimentären Ablagerungen in einem für die Hominiden-Entwicklung wichtigen räumlichen und zeitlichen Abschnitt des Ostafrikanischen Rifts. Wir verfolgen wir einen vierstufigen Forschungsansatz: I) Identifikation räumlichzeitlicher Variationen von Sedimentquellen und Transportwegen durch Provenanzanalyse und Datierung von fluvialen Terrassen; II) Quantifizierung von erosionsraten durch kosmogene Nuklide und Sedimentvolumen durch Auswertung von Reflektion-seismische Profilen; III) zeitliche Einordnung von Änderungen im Entwässerungsnetz; und IV) Herstellung einer Grundlage für die Verbindung zwischen der tektono-geomorphologischen Entwicklung des Sedimentbeckens und dem ICDP-Bohrkernarchiv. Bei der Provenanzanalyse werden sedimentologische Ansätze angewendet. Altersbestimmungen von Terrassenablagerungen werden mittels kosmogener Nuklide, und 14C-Datierungen durchgeführt, um ein möglichst breites Altersspektrum abzudecken. Die tektonischgeomorphologische Analyse erfolgt auf Basis eines 12-m- Höhenmodells aus TanDEM-X Daten. Vor dem Hintergrund aktiver Tektonik und frequenten Auswirkungen veränderter Klimaänderungen ist dieser Ansatz notwendig und wird einzigartige Datensätze liefern, die einen direkten Bezug zu den Bohrkernen herstellen und unser Verständnis über die Beziehungen zwischen Umweltveränderungen, Änderungen im Oberflächen-Prozessregime und der Evolution den Hominiden erweitern werden.
Ziele: Das Verbundprojekt GeoArchives wird im Rahmen des Programms 'SPACES' (Science Partnerships for the Assessment of Complex Earth System Processes) gefördert. In dessen Mittelpunkt steht die Durchführung von wissenschaftlichen Kooperationsprojekten die zur Formulierung wissenschaftsbasierter Managementempfehlungen für die Region Südliches Afrika beitragen sollen, um langfristig eine nachhaltige Nutzung und den Erhalt von Ökosystemdienstleistungen zu sichern. Im SPACES-Programm werden intensive wissenschaftliche Kooperationen mit Partnereinrichtungen in Namibia und Südafrika angestrebt. Klimatische Veränderungen führen insbesondere im Verbund mit dem Überschreiten des Tragfähigkeitspotentials von Landschaften unmittelbar zur Mobilisierung und Umlagerung von Sedimenten. Sedimentarchive sind eine wesentliche Datenquelle zur Validierung prognostischer Modellansätze, da sie einer ständigen Veränderung im Zuge klimatischer Variabilität unterliegen. Insbesondere die Interpretation der sedimentären Abfolge gibt wichtige Hinweise auf Art, Richtung und Intensität der verschiedenen Prozesse. Hierfür wurden hoch auflösende Geoarchive (Hänge, Schuttfächer/ Schwemmkegel, Terrassen, Lagunen und Pfannen) unterschiedlicher Regionen und Ablagerungsbereiche ausgewählt, die die jüngste Vergangenheit dokumentieren. Zugleich ermöglicht die Fernerkundung auf Grundlage geochemischer und physikalischer Parameter die direkte und indirekte Analyse von Sedimenten, Böden und Landschaftsformen auf unterschiedlichen Skalen. Die Untersuchungsgebiete des Projektes befinden sich a.) im Bereich des Zusammenflusses von Molopo und Oranje, b.) im Unterlauf des Molopo (SW Kalahari; Bereich des Zusammenflusses von Auob und Nossob), c.) im Tsauchabtal (Namib, Große Randstufe) und d.) an der Skelettküste Namibias.
Mit Hilfe der Geoarchivanalyse dreier ineinandergreifender Systeme sollen aktuelle Fragen nach den Auswirkungen des Klima- und Nutzungswandels auf die heutigen Landschaftsökosysteme beantwortet werden, um geeignete zukunftsorientierte Landnutzungsstrategien mit fundierter geowissenschaftlicher Untermauerung formulieren zu können. Das Projekt steht somit in direktem Bezug zu den Kerninhalten des SPACES Programms unter besonderer Berücksichtigung (i) des Materialtransports in Flüssen, (ii) der charakteristischen Systemreaktionen sowie der Veränderung von Landschaften und hydrologischen Bedingungen auf den unterschiedlichen Zeit- und Raumskalen und die damit verbundene Entwicklung von Ökosystemen und Landnutzungssystemen, (iii) der Ableitung und Nutzbarmachung von Proxydaten zur Wiederherstellung anthropogen wie natürlich gestörter bzw. veränderter Ökosysteme und somit (iv) die Analyse kontinentaler Geoarchive hinsichtlich vergangener Klima- und Landnutzungsveränderungen ebenso wie ihre Anbindung an den Systemkomplex Ozean über den fluvialen Transportpfad. Das umfassende Verständnis von Landschaftsökosystemen und deren Reaktion auf abrupte oder schleichende klimatische Veränderungen oder Veränderungen der anthropogenen Landnutzung ist letztlich der Schlüssel für ein adäquates, nachhaltiges Landschaftsmanagement und folglich für den Erhalt von ecosystem services. Die Untersuchungsgebiete des Projektes befinden sich a) im Bereich des Zusammenflusses von Molopo und Oranje, b) im Unterlauf des Molopo (SW Kalahari; Bereich des Zusammenflusses von Auob und Nossob), c) im Tsauchabtal (Namib, Große Randstufe) und d) an der Skelettküste Namibias.
Fluviale Systeme in proglazialen Gebieten der Hochgebirge sind rezent von starken Veränderungen betroffen. Große Mengen an Lockmaterial sind durch das Abschmelzen der Gebirgsgletscher für den fluvialen Transport verfügbar. Die Variabilität des Abflussverhaltens der gletschergespeisten Bäche spiegelt sich in den abgelagerten Sedimenten der Schwemmkegel und Terrassen wider. Mitunter kommt es dort zu sehr kurzfristigen Laufveränderungen (braided river system). In den unterstrom liegenden Bachabschnitten ist oft die für Hochgebirgsbäche typische step-pool-Sohlmorphologie der Bachsohle entwickelt. Die Untersuchungen der funktionalen Abhängigkeiten zwischen fluvialem Sedimenttransport und Sohlmorphologie bzw. Laufmuster proglazialer Gerinne sollen zu einem besseren Verständnis der Funktionsweise proglazialer Fließgewässersysteme führen. Zusätzlich wird der Ansatz eines ganzheitlichen Sedimenthaushaltes (holistic sediment budget) verfolgt. Dabei sollen erstmalig die klassischen Ansätze der Fluvialgeomorphologie mit innovativen nicht invasiven hochauflösenden Methoden (ALS, TLS, GPR, DGPS) gekoppelt werden.
For centuries sophisticated oasis agriculture and ocean fishery provided the living of the sedentary population in the mountainous desert country of Oman. Since the early 1970s, the country's political opening and commercial oil exploitation led to fundamental changes in the conditions for agricultural production. Being part of an interdisciplinary programme comprising research in social and natural sciences, the overall aim of this subproject is to quantify the bio-physical processes and socio-economic variables that determine the current crop-livestock husbandry in Omani mountain oasis settlements. To this end, nutrient and water use efficiencies in the cropping system are determined along with feeding strategies in livestock husbandry, labour needs and financial in- and outputs related to the various activities. Through bio-economic modelling land use options that are biologically and economically sustainable are identified and scenarios are developed for a socially acceptable future agricultural use of the millennia-old terrace systems with their high cultural value.
Lake Ohrid at the Macedonian/Albanian border is one of the oldest lakes in Europe and was tectonically formed probably during the Tertiary. Lake Ohrid houses large concentrations of endemic taxa and represents a first class site to investigate the link between geological and biological evolution in lakes. Lake Ohrid was included as a target area of ICDP already in 1993 but appropriate site survey data were lacking. In the first phase of the project detailed on- and offshore investigations were carried out in order to reveal the Neogene depositional and tectonic history of Lake Ohrid and to evaluate the potential for deep drilling. The new seismic data show numerous sedimentary features such as terraces, clinoforms, mass movement deposits and areas of extensive faulting, but also a deep central basin with undisturbed sediments. Sediment thickness on top of the basement is up to almost 700m. Based on the acoustic data, five primary sites were chosen as potential drilling targets. The onshore work concentrated on detailed paleostress analyses including morphotectonics, which lead to a preliminary stress history with three individual phases. The results of the first project phase are essential parts of drilling proposal 'Scientific Collaboration On Past Speciation Conditions in Lake Ohrid (SCOPSCO), which was submitted to ICDP in January 2009. Planned work in this prolongation proposal mainly aims in i) studying the depositional history of Lake Ohrid, reflecting environmental changes, and ii) performing detailed structural and fault analyses of Lake Ohrid and its surrounding.
Das Vorhaben hat die erstmalige geodätische Bestimmung der Geometrie und Höhe von Paläoseeterrassen im Gebiet des Lago Argentino sowie deren Nutzung als Indikatoren für Krustendeformationen zum Ziel. Es erschließt unikale quantitative Informationen über glazial-isostatischen Ausgleichsbewegungen im Gebiet der Patagonischen Eisfelder seit dem Spätpleistozän sowie über neotektonische Deformationen. Zu diesem Zweck werden mit kinematischen GPS-Messungen Höhenprofile der Terrassen aufgenommen und der rezente mittlere Seespiegel bestimmt. Die Ergebnisse tragen zur Erforschung der regionalen Vereisungsgeschichte und Klimaentwicklung sowie zur Beurteilung des Potentials seismo-tektonischer Naturkatastrophen bei.
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