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Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 2318 Neumünster

Auf Blatt Neumünster ist das Norddeutsche Tiefland mit dem Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer erfasst. Bei Brunsbüttel münden der Nord-Ostsee-Kanal und die Elbe in die Nordsee. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt. Zu den glazialen Ablagerungen der Elster-, Saale- bzw. Weichselkaltzeit zählen glazilimnische Beckensedimente, Geschiebelehm der Grundmoränen, fluviatile und glazifluviatile Ablagerungen sowie äolische Sande. Im Küstenbereich wird die Sedimentverteilung von holozänen Lockergesteinen verschiedener Faziesbereiche dominiert: Meeresboden, Hallig- und Strandbereich sowie Watt- und Marschgebiete. In den Flusstälern der Elbe, Eider, Oste und Stör reichen die brackischen Ablagerungen des Holozäns weit in das Festland hinein. Die Aufbrüche von älteren Sedimentgesteinen sind an die Dynamik der Zechstein-Salze im Untergrund gebunden. In Folge des Salzauftriebs kam es zum Aufbeulen der überlagernden (mesozoischen und känozoischen) Schichten, zu tektonischen Brüchen und Verwerfungen. So tritt beispielsweise Oberkreide in der Gegend südlich von Itzehoe unter der quartären Deckschicht zu Tage; Tonsteine des Rotliegenden sind südöstlich von Elmshorn aufgeschlossen. Neben der Legende, die über Alter, Petrographie und Genese der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologischer Schnitt zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Das Nordwest-Südost-Profil schneidet die Salzstöcke von Westerhever, Oldenswort, Heide, Süderhastedt, Krempe, Elmshorn und Quickborn und veranschaulicht die Dynamik der Zechstein-Salze.

Moorkartierung Hamburg

Der Datensatz beschreibt die Ergebnisse der Hamburger Moorkartierung aus dem Jahr 2016. Es werden die Verbreitung von Torfvorkommen und Mooren im Hamburger Raum in einer Karte dargestellt und die Mächtigkeit der oberflächennahen anstehenden Torfschichten in den Hamburger Mooren beschrieben. Der Datensatz besteht aus 4 Layern. Layer 1 zeigt die Moorböden Hamburgs. Layer 2 zeigt die im ersten Meter unter einer geringen Bedeckung vorkommenden Böden mit Torfen. Das 3. Layer zeigt Orte mit Torfschichten im tieferen Untergrund. Layer 4 zeigt Gebiete mit Aufschüttungen, die die natürlichen Böden überdecken.

Graduiertenkolleg (GRK) 1398: Non-linearities and upscaling in porous media, GRK 1398: Nichtlinearitäten und Upscaling in porösen Medien

Der Umgang mit Nichtlinearitäten und die Frage des Upscaling stellen eine der größten Herausforderungen für technische und umweltrelevante Anwendungen im Gebiet der Strömungs- und Transportphänomene in porösen Medien dar. Eine Vielzahl hierarchischer (räumlicher und zeitlicher) Skalen können in porösen Medien identifiziert werden, die im Allgemeinen mit deren Heterogenitätsstrukturen zusammenhängen. Strömungs- und Transportphänomene können von gekoppelten Mechanismen verursacht oder beeinflusst werden, die von einem nichtlinearen Zusammenspiel von physikalischen, (geo-)chemischen und/oder biologischen Prozessen herrühren. Um Probleme auf diesem Feld sinnvoll angehen zu können, ist eine interdisziplinäre Umgebung unerlässlich. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeichnen sich in den unterschiedlichsten Arbeitsgebieten aus: angewandte Mathematik, Umwelt- und Bauingenieurwesen, Geowissenschaften und Erdölingenieurwissenschaften. Die gemeinsamen niederländisch-deutschen Forschungsprojekte werden an der TU Delft, der TU Eindhoven, der Universität Utrecht und der Universität Stuttgart durchgeführt. Grundlagenforschung, so wie etwa die Anwendung stochastischer Modelle und die Entwicklung effizienter numerischer Methoden, soll mit angewandter Forschung auf Feldern wie der Optimierung von Brennstoffzellen, Sequestrierung von CO2 oder der Vorhersage von Hangrutschungen verbunden werden. Als mögliche weiterführende Themen werden auch Anwendungen in der Papierherstellung oder der Biomechanik angestrebt. Ein zentraler Aspekt des Internationalen Graduiertenkollegs ist ein Lehrprogramm, das die Unterstützung von Lehre und Forschung von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zum Ziel hat. Dies soll erreicht werden, indem anspruchsvolle Kurse angeboten werden, die typischerweise die Fragestellungen der jungen Wissenschaftler abdecken. Außerdem soll alle vier Wochen via Videokonferenz ein Graduiertenseminar zur Diskussion von Forschungsergebnissen stattfinden. Es soll weiterhin ein Austauschprogramm geben, das Doktorandinnen und Doktoranden erlaubt, sechs bis neun Monate im Partnerland zu verbringen. Das somit entstehende internationale und interdisziplinäre Umfeld wird es Doktorandinnen und Doktoranden ermöglichen, effizient Spitzenforschung auf dem Feld der Nichtlinearitäten und des Upscaling im Untergrund durchzuführen.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 3902 Lingen (Ems)

Blatt Lingen bildet das Norddeutsche Tiefland im Grenzgebiet zwischen Deutschland und den Niederlanden ab, wobei in der Südost-Ecke des Kartenauschnitts die Münstersche Kreidsenke angeschnitten ist. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt. Zu den Ablagerungen des Elster-, Saale- und Weichsel-Glazials zählen Aufschüttungen der Endmoränen, Geschiebelehm/-mergel der Grundmoränen, fluviatile und glazifluviatile Sande, glazilimnische Beckenschluffe sowie äolische Bildungen wie Löss- und Flugsande. Die glazialen Relikte werden in den Flussniederungen und Senken z. T. von holozänen Fluss-, Moor- oder Seesedimenten überlagert. In der Südost-Ecke des Kartenblattes ist das Münstersche Kreidebecken erfasst, das mit bis zu 2000 m mächtigen Sedimentschichten der Kreide verfüllt ist. Die Muldenstruktur bewirkt, dass vom zentralen Teil des Beckens nach außen immer ältere Gesteine ausbeißen. Dem Campan im Beckenzentrum folgen Ausbisse von Santon, Coniac, Turon, Cenoman (Oberkreide) sowie Alb, Apt, Barreme, Hauterive und Valangin (Unterkreide) am Beckenrand. Auch in diesem Bereich sind Überlagerungen von quartären Lockersedimenten weit verbreitet. Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologisches Profil zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Der Süd-Nord-Schnitt kreuzt die Münstersche Kreidesenke und das Norddeutsche Tiefland.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 3142 Neubrandenburg

Blatt Neubrandenburg wird vollständig vom Norddeutschen Tiefland abgedeckt, wobei die Mecklenburger Seenplatte im Westen des Kartenausschnitts angeschnitten ist. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt. Da sich z. T. mehrere glaziale Serien (Grundmoräne, Endmoräne, Sander, Urstromtal) überlagern, gestaltet sich die Landschaft formenreich mit einer Vielzahl von Seen. Bei den eiszeitlichen Ablagerungen der Saale- und Weichselkaltzeit handelt es sich um Geschiebemergel/-lehm der Grundmoränen, Aufschüttungen der Endmoränen, glazilimnische Beckenschluffe, fluviatile und glazifluviatile Sande sowie äolische Flug- und Dünensande. In den Niederungen werden die pleistozänen Ablagerungen z. T. von holozänen Fluss-, Moor- und Seesedimenten überlagert. Die quartäre Sedimentdecke ist im Bereich des Norddeutschen Tieflandes sehr mächtig. Nur vereinzelt und regional eng begrenzt treten tertiäre oder kreidezeitliche Schichten des Untergrundes zu Tage. Neben der Legende, die über Alter, Petrographie und Genese der geologischen Einheiten informiert, fasst ein Überlagerungsschema alle oberflächennahen Überlagerungen übersichtlich zusammen. Zwei Profilschnitte gewähren zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Im Ost-West-Verlauf sind verschiedene Salzstrukturen angeschnitten. Das erste Profil erstreckt sich in der Nordhälfte des Kartenblattes und kreuzt den Salzstock Wesenberg sowie das Salzkissen Brunstorf. Das zweite Profil, in der Südhälfte der Karte, schneidet die Salzstöcke Netzeband, Zühlen, Storkow sowie die Salzkissen Gransee, Klaushagen-Flieth und Gramzow.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 3134 Wittenberge

Blatt Wittenberge wird vollständig vom Norddeutschen Tiefland eingenommen, wobei die Mecklenburger Seenplatte im Nordosten des Kartenausschnitts angeschnitten ist. Die Morphologie des Norddeutschen Tieflandes ist eiszeitlich geprägt. Da sich z. T. mehrere glaziale Serien (Grundmoräne, Endmoräne, Sander, Urstromtal) überlagern, gestaltet sich die Landschaft formenreich mit einer Vielzahl von Seen. Das dargestellte Gebiet zwischen Elbe im Südwesten und Mecklenburger Seenplatte im Nordosten wird von einer quartären Sedimentdecke überzogen. Zu den pleistozänen Ablagerungen der Saale- und Weichselkaltzeit zählen: glazilimnische Beckenschluffe, Geschiebelehm der Grundmoränen, Aufschüttungen der Endmoränen, fluviatile und glazifluviatile Ablagerungen sowie äolische Flug- und Dünensande. Interglaziale Warmzeiten (Eem und Holstein) sind durch limnische Sedimente wie Kalk- und Detritusmudde belegt. In den Niederungen werden die pleistozänen Ablagerungen z. T. von holozänen Fluss-, Moor- und Seesedimenten überlagert. Die quartäre Sedimentdecke ist im Bereich des Norddeutschen Tieflandes sehr mächtig. Nur vereinzelt und regional eng begrenzt treten ältere Schichten des präquartären Untergrundes (tertiäre oder kreidezeitliche Sedimente) zu Tage. Neben der Legende, die über Alter, Petrographie und Genese der geologischen Einheiten informiert, fasst ein Überlagerungsschema alle oberflächennahen Überlagerungen übersichtlich zusammen. Zwei Profilschnitte gewähren zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes, wobei verschiedene Salzstrukturen angeschnitten werden. Das erste Profil kreuzt in seinem Nordwest-Südost-Verlauf die Salzstöcke von Krask, Werle, Helle und Netzeband. Der zweite Schnitt beginnt im Süden und schneidet in nördliche Richtung den Salzstock Werle und das Salzkissen Schlieven.

Seismisches Geschwindigkeitsmodell auf Basis des Geotektonischen Atlas im Bereich der zentralen deutschen Nordsee (Projekt TUNB)

Die im Rahmen der Arbeiten zum Geotektonischen Atlas (Baldschuhn et al., 1996) erstellten Geschwindigkeitsmodelle von Groß (1986) und Jaritz et al. (1991) wurden im Verbundprojekt „Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken“ (kurz: Tieferer Untergrund Norddeutsches Becken, TUNB) von der BGR auf Basis vorliegender analoger Daten für die zentrale Deutsche Nordsee sowie die unmittelbar angrenzenden Gebiete in Niedersachsen und Schleswig-Holstein rekonstruiert und in digitale Formate überführt. Für die Rekonstruktion wurden maßgeblich die den Publikationen von Groß (1986) sowie Jaritz et al. (1979, 1991) beigefügten Kartenblätter (Isolinienblätter) genutzt. An den Übergangen zwischen den beiden Kartenwerken wurden bestehende Lücken im Geschwindigkeitsmodell geschlossen und die zugrundeliegenden Daten harmonisiert. Detaillierte Informationen zur Rekonstruktion des Geschwindigkeitsmodells und dessen Umsetzung in ein seismisches Volumenmodell (Seismic Velocity Volume) sind in Bense et al. (2022) zu finden. Baldschuhn, R., Frisch, U. & Kockel, F. (Hrsg.) (1996): Geotektonischer Atlas von NW-Deutschland 1 : 300 000. 19 Karten und 7 Tafeln mit Profilschnitten S.; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe). Bense, F., Deutschmann, A., Dzieran, L., Hese, F., Höding, T., Jahnke, C., Lademann, K., Liebsch-Dörschner, T., Müller, C.O., Obst, K., Offermann, P., Schilling, M., Wächter, J. (2022): Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken (TUNB) - Phase 2: Parametrisierung. Abschlussbericht. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), p. 193. Groß, U. (1986): Gaspotential Deutsche Nordsee – Die regionale Verteilung der seismischen Anfangsgeschwindigkeiten in der Deutschen Nordsee. 58; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)). Jaritz, W., Best, G., Hildebrand, G. & Juergens, U. (1991): Regionale Analyse der seismischen Geschwindigkeiten in Nordwestdeutschland. Geologisches Jahrbuch, Reihe E, 45: 23-57. Jaritz, W., Best, G., Hildebrand, G. & Jürgens, U. (1979): Regionale Analyse der seismischen Geschwindigkeiten in Nordwestdeutschland. 37; Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)).

Mittlere Wärmeleitfähigkeiten des Untergrundes für den Tiefenbereich 0-50m

Für die Erstellung der Potentialkarte wurden die Schichtenverzeichnisse von insgesamt 28742 Bohrungen verwendet. Den einzelnen Schichten wurden die oben genannten Wärmeleitfähigkeitswerte für die wassergesättigte und trockene bzw. teilgesättigte Zone unter Berücksichtigung des Grundwasserflurabstandes zugeordnet. Mit Hilfe rechnerischer Verfahren wurden die effektiven Wärmeleitfähigkeitswerte für die Tiefenabschnitte 0m - 50m und 0m - 100m gewichtet ermittelt und zwischen den Bohrungen interpoliert. Die Darstellung der Wärmeleitfähigkeiten erfolgt daher auf zwei Karten. Die verwendeten Werte der Wärmeleitfähigkeiten wurden konservativ angesetzt, um die Gefahr einer Unterdimensionierung von Erdwärmesonden zu vermeiden. Zusätzliche Effekte z.B. durch Grundwasserströmung wurden nicht berücksichtigt. Daher können die aus Geothermal Response Tests abgeleiteten Werte zur Wärmeleitfähigkeit höher liegen.

Mittlere Wärmeleitfähigkeiten des Untergrundes für den Tiefenbereich 0-100m

Für die Erstellung der Potentialkarte wurden die Schichtenverzeichnisse von insgesamt 28742 Bohrungen verwendet. Den einzelnen Schichten wurden die oben genannten Wärmeleitfähigkeitswerte für die wassergesättigte und trockene bzw. teilgesättigte Zone unter Berücksichtigung des Grundwasserflurabstandes zugeordnet. Mit Hilfe rechnerischer Verfahren wurden die effektiven Wärmeleitfähigkeitswerte für die Tiefenabschnitte 0m - 50m und 0m - 100m gewichtet ermittelt und zwischen den Bohrungen interpoliert. Die Darstellung der Wärmeleitfähigkeiten erfolgt daher auf zwei Karten. Die verwendeten Werte der Wärmeleitfähigkeiten wurden konservativ angesetzt, um die Gefahr einer Unterdimensionierung von Erdwärmesonden zu vermeiden. Zusätzliche Effekte z.B. durch Grundwasserströmung wurden nicht berücksichtigt. Daher können die aus Geothermal Response Tests abgeleiteten Werte zur Wärmeleitfähigkeit höher liegen.

Einfluß von Kolloiden und Partikeln auf den medienübergreifenden Transport von Schadstoffen im Untergrund

Partikel in den Größen von wenigen Mikrometern bis in den makromolekularen Bereich kommen in allen natürlichen (Grund-)Wässern vor. Durch ihre Beweglichkeit können sie die Mobilität solcher partikelgebundener Substanzen entscheidend erhöhen, die in wässrigen Lösungen sonst schwer- oder unlöslich sind (v.a. Schwermetalle und PAK). Da Partikel und Kolloide sensibel auf Milieuveränderungen reagieren, untersucht diese Arbeit die Auswirkungen, die die Entnahme von Wasserproben aus dem Aquifer und der anschließende Umgang mit den Proben auf den Partikelinhalt hat. Ziel ist die Entwicklung eines praxistaun aber noch relativ schonenden Verfahrens, das anschließend an Grundwässern aus verschiedensten Lithologien erprobt werden soll. Vor allem im Hinblick auf Schadstoffmobilitäten ist es nötig, zukünftige Partikelbewegungen unter geänderten Rahmenbedingungen einschätzen glichezu können. Dafür sollen Faktoren, die Partikelvorkommen und -bewegung im Untergrund steuern, identifiziert werden. Dies soll zukünftig eine Simulation der Partikelbewegung im Untergrund ermöglichen.

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