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.
Das Ziel des Antrags ist ein Modell der tiefen Fluidbewegung und ihrer Wegsamkeiten in dem Eger Rift zu entwickeln. Wir planen zum ersten Mal mechanische Modellierung (numerische Simulationen und unterstützende analoge Laborexperimente) mit sogenannten constrained Magnetotellurischen Inversionen und mit geochemischen Modellen zu verbinden. Dieser Prozess soll interaktiv geschehen, so dass das Resultat der einen Methode als Rahmenbedingung der anderen verwendet werden kann.Die Schwarmbeben im Vogtland/Westböhmen sind ein Beispiel für krustale Seismizität, bei der Fluide eine bedeutende Rolle spielen. Bezüglich der Schwarmbeben und ihrer Prozesse gibt es kontroverse Ansichten und unbeantwortete Fragen: F1) Welche Rolle spielt die regionale intrakontinentale Tektonik? Die Umgebung stellt eine Paleozoische Suturzone da, die in der Erdneuzeit durch post-orogene Extension reaktiviert wurde und dabei die Eger und Cheb-Domazlice Graben gebildet hat. Starke und räumlich verbreiteter alkalischer Vulkanismus ist ebenso mit dieser Region assoziiert. Durch was wurden die räumliche Ausbreitung und die geochemische Zusammensetzung des Vulkanismus kontrolliert? Welche Verbindung gibt es zwischen der Seismizität und dem Vulkanismus?F2) Welche Rolle spielen tiefe Fluidwegsamkeiten? Isotopenverhältnisse zeigen einen hohen aus dem oberen Erdmantel stammenden CO2 Fluss, der die Erdoberfläche in Form von CO2 angereicherten Mofetten und hydrothermaler Aktivität erreicht. Welche Wegsamkeiten existieren, entlang derer Magma und andere Fluide aufsteigen können; durch welche Faktoren werden sie kontrolliert? Welche Zusammensetzung und physikalisch- chemische Eigenschaften haben diese Fluide insbesondere auch während des Aufstiegs?F3) Welche Rolle spielen existierende Störungszonen, um Fluide zu kanalisieren und Seismizität zu triggern? Wie lassen sich die mechanischen Eigenschaften dieser Hochdruckfluide beschreiben, die in diese Störungszonen eindringen? Welche Prozesse und welche Mechanismen unterstützen diese Fluidbewegung? Wie ist die Zusammensetzung dieser krustalen Fluide, die in die seismisch aktiven Regionen vordringen? Was sind ihre physikalischen Eigenschaften und wie ist ihre zeitliche Entwicklung?Diese miteinander verbundenen Fragen stehen im Zentrum des ICDP Eger Rift Projekts. Wir werden numerische und analoge mechanische und geochemische Simulationen entwickeln. Dazu soll der Modellraum von 2D/3D MT Inversionsmodelle über das Gebiet der Schwarmbeben und Mofetten durch constrained Inversionen durch mechanische Simulationsergebnisse eingeschränkt werden. Vorhandene tiefe krustale Seismikdaten sowie MT Daten, die entlang von 2 senkrecht zueinander stehenden Profilen (Herbst 2015) und auf einem dichten Gitter (Frühjahr 2016) gemessen wurden, bilden hierbei die Datenbasis. Ein solcher Ansatz ist neu und zukunftsweisend für eine bessere Integration der Ergebnisse.
Blatt Dresden erfasst das Erzgebirge und sein Umland: im Südosten die Nordböhmische Kreidesenke, im Nordosten die Elbezone, im Nordwesten die Erzgebirgssenke, das Granulitmassiv und den Nordwestsächsischen Eruptivkomplex. Die Pultscholle des Erzgebirges wird von metamorphen Gesteinen aufgebaut. Während der cadomischen und variszischen Faltung wurden präkambrische Grauwacken zu Paragneisen und altpaläozoische Sand- und Tonsteine zu Glimmerschiefern und Phylliten umgebildet. Die Paragneise kombiniert mit Anatexiten bilden den klassischen Graugneis-Komplex des Erzgebirges, der sich östlich der Linie Oederan Annaberg-Buchholz erstreckt. Bei den syn- und postvariszisch intrudierten Graniten des Erzgebirges wird zwischen den Intrusivkomplexen des West- und Ostererzgebirges unterschieden. Im Osterzgebirge drangen zudem saure Vulkanite (Porphyre, Rhyolithe) auf. Nach Nordosten wird das kristalline Grundgebirge des Erzgebirges von den Molassesedimenten der Vorerzgebirgssenke (Rotliegendes) überlagert. Das nördlich gelegene Granulitgebirge besteht aus variszischen Metamorphiten (Granuliten, Schiefern), die in den Flussniederungen von Zwickauer Mulde, Chemnitz bzw. Zschopau zu Tage treten. Ansonsten wird der kreidezeitlich gehobene Komplex von känozoischen Deckschichten verhüllt. Im Profilschnitt ist der eingelagerte, synvariszisch intrudierte Granit von Mittweida gut zu erkennen. Im Nordwestsächsischen Eruptivkomplex zeugen die Vorkommen von Vulkaniten und Ignimbriten, wie der Rochlitzer Porphyrtuff oder der Ignimbrit von Leisnig, von einem starken Vulkanismus im Perm. Zwischen Erzgebirge und Lausitzer Überschiebung ist die Elbezone angeschnitten. In der Südost-Ecke des Kartenblattes sind die Nordböhmische Kreidesenke und der Eger-Graben abgebildet. Hier lagern tertiäre Lockersedimente und Vulkanite (Phonolith, Trachyt, Basalt) sowie Sedimentgesteine der Kreide. Ein geologischer Schnitt quert in seinem Nordwest-Südost-Verlauf den Nordwestsächsischen Eruptivkomplex, das Granulitmassiv, das Erzgebirge sowie den Eger-Graben und die Nordböhmische Kreidesenke. Eine ausführliche Legende informiert über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten.
Die Idee, das Quartär Europas in einer Karte darzustellen, wurde erstmals 1932 auf dem 2. Kongress der INQUA (International Union for Quaternary Research) in Leningrad (St. Petersburg) diskutiert. Im Jahre 1995, also über 50 Jahre später, wurde unter Federführung der INQUA schließlich die Internationale Quartärkarte von Europa 1 : 2 500 000 (IQE2500) von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) fertig gestellt. Die gemeinschaftlich von der BGR und INQUA herausgegebene Karte bildet verschiedene quartäre Einheiten wie Endmoränen, Grundmoränen, Kames, Drumlins, Oser und Eisrandlagen ab. Zusätzlich sind die Richtungen der Eisbewegungen, Grenzen der marinen Transgressionen und tektonische Störungen eingetragen. Bedeutende Typlokalitäten der Quartärforschung, bathymetrische Linien und die rezente Sedimentverteilung am Meeresboden werden ebenfalls dargestellt. Die Legende auf jedem der 14 Kartenblätter ist in Deutsch und, in Anhängigkeit des abgebildeten Territoriums, in Englisch, Französisch oder Russisch. Auf Blatt 15 findet sich die Generallegende für das gesamte Kartenwerk.
Die Idee, das Quartär Europas in einer Karte darzustellen, wurde erstmals 1932 auf dem 2. Kongress der INQUA (International Union for Quaternary Research) in Leningrad (St. Petersburg) diskutiert. Im Jahre 1995, also über 50 Jahre später, wurde unter Federführung der INQUA schließlich die Internationale Quartärkarte von Europa 1 : 2 500 000 (IQE2500) von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) fertig gestellt. Die gemeinschaftlich von der BGR und INQUA herausgegebene Karte bildet verschiedene quartäre Einheiten wie Endmoränen, Grundmoränen, Kames, Drumlins, Oser und Eisrandlagen ab. Zusätzlich sind die Richtungen der Eisbewegungen, Grenzen der marinen Transgressionen und tektonische Störungen eingetragen. Bedeutende Typlokalitäten der Quartärforschung, bathymetrische Linien und die rezente Sedimentverteilung am Meeresboden werden ebenfalls dargestellt. Die Legende auf jedem der 14 Kartenblätter ist in Deutsch und, in Anhängigkeit des abgebildeten Territoriums, in Englisch, Französisch oder Russisch. Auf Blatt 15 findet sich die Generallegende für das gesamte Kartenwerk.
Stratosphärisches Sulphataerosol ist von großer Bedeutung für das Klimasystem, weil es solare Strahlung streut und damit die planetare Albedo der Erde erhöht. Es ist außerdem wichtig für die Chemie der Stratosphäre, weil die Aerosolpartikel an der Chloraktivierung - sogar außerhalb der Polarwirbel - sowie bekanntermaßen an der Bildung polarer stratosphärischer Wolken beteiligt sind. Darüber hinaus ist stratosphärisches Aerosol laut dem 5. Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change mitverantwortlich für die gegenwärtige Erwärmungspause. Boden-gestützte Lidar-Beobachtungen stellen eine der genauesten Methoden zur Fernerkundung stratosphärischer Aerosole dar. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Forschungsprojekts sollen Lidar-Messungen an 3 unterschiedlichen Orten - die bisher noch nicht zur Untersuchung stratosphärischer Aerosole verwendet wurden - genutzt werden. Die Lidar Systeme werden vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP) e.V. an der Universität Rostock in Kühlungsborn betrieben und befinden sich im ALOMAR Observatorium in Andenes (Norwegen), auf der Davis Forschungsstation (Antarktis), sowie in Kühlungsborn. Zwei der Lidar-Messreihen decken gegenwärtig einen Zeitraum von 20 Jahren ab und die Lidar-Messungen in Alomar werden bei mehreren Wellenlängen durchgeführt, was die Ableitung von Teilchengrößen der stratosphärischen Aerosolpartikel erlaubt. Ein Alleinstellungsmerkmal der Lidar-systeme ist ihre Tageslichtfähigkeit, d.h., die Messungen können nicht nur nachts durchgeführt werden, was erstmals die Messung stratosphärischer Aerosole im polaren Sommer erlaubt. Die Lidar-Rohdaten werden in der ersten Phase des Projekts in vertikale Profile des Rückstreukoeffizienten und/oder der Aerosolextinktion konvertiert. Darüber hinaus werden aus den Mehrfarbenmessungen in ALOMAR Aerosolteilchengrößen bestimmt. In der zweiten Projektphase werden die abgeleiteten Aerosolzeitreihen verwendet, um deren zeitliche Variabilität sowie Langzeittrends über einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren zu untersuchen und zu quantifizieren. Hierbei spielen saisonale Variationen, Einflüsse der QBO (Quasi-Biennial-Oscillation) und von Vulkanausbrüchen eine entscheidende Rolle. Die abgeleiteten Aerosolteilchengrößen liefern außerdem dringend benötigte Randbedingungen für die Ableitung der stratosphärischen Aerosolextinktion aus Satellitenmessungen des Horizont-gestreuten Sonnenlichts. Diese Messmethode wurde in der Vergangenheit zur Auswertung verschiedener Satellitendatensätze (z.B. OSIRIS/Odin, SCIAMACHY/Envisat, OMPS-LP/Suomi) verwendet und basiert auf a priori Wissen der Größenverteilung stratosphärischer Aerosole. Die zu erwartenden Ergebnisse liefern wichtige neue Kenntnisse über die Variabilität und Langzeittrends stratosphärischer Aerosolparameter (Extinktion, optische Dichte und Teilchengröße) sowie des Strahlungsantriebs des stratosphärischen Aerosols in mittleren und hohen nördlichen Breiten und über dekadische Zeitskalen.
Die mineralhaltigen Waesser in Hessen besitzen neben hohen Ionenkonzentrationen oft auch hohe Kohlensaeuregehalte. Sie sind durch Bohrungen erschlossen und treten in Form von Quellen oder Brunnen auf. Viele dieser Waesser werden als Trink-, Mineral-, Heil- und Badewasser genutzt. Die Herkunft der zum Teil grossen CO2-Mengen wurde bereits frueher von den in dieser Region vorkommenden Basalten abgeleitet. Da jedoch keine rezente vulkanische Aktivitaet existiert, konnte letztlich nicht geklaert werden, wie das CO2-Gas, das bis heute stetig in den Kohlensaeuerlingen gefoerdert wird, ueber den langen Zeitraum fixiert werden konnte. Anhand der durchgefuehrten chemischen und 13C/12C-isotopenchemischen Untersuchungen liess sich bereits zeigen, dass vulkanogenes CO2 mit hoher Wahrscheinlichkeit in den Evaporit-Gesteinen des Zechsteins gebunden sein kann. In fortgesetzten Arbeiten wird das Untersuchungsgebiet erweitert. Hierbei sind andere moegliche Lagerungsformen von vulkanogenem CO2-Gas zu beachten. Die Zusammensetzung der Waesser wird im wesentlichen durch die Zusammensetzung der im Gesteinsverband vorkommenden Minerale bestimmt. Die im Vergleich zum Input-Wasser des Aquifers angereicherten Spurenelemente spiegeln die Aufloesungsprozesse sowie die Verweilzeit der Waesser im Gesteinsuntergrund wider. Die 18O/16O-Signatur des geloesten Gesamtkarbonats zeigt eindeutig die Anwesenheit von meteorischem Wasser.
Während der IODP Expeditionen wurden Sedimente mit diskreten Tephralagen erbohrt und beprobt, die bis ins Campan zurückreichen. Die Bohrlokationen befinden sich ca. 800 km westlich der Vulkanfront des Sunda Vulkanbogens im Indischen Ozean. Das Hauptziel der einen Expedition war es die Veränderungen des Indischen Monsuns zu untersuchen, wohingegen sich die andere Expedition zum Ziel gesetzt hatte, die Materialeigenschaften der subduzierten Sedimente zu analysieren, die für das 'seismogene Rutschen' der Platten verantwortlich sind. In diesem Projekt soll eine umfassende marine Tephrostratigrahie für die Region durch Korrelationen von Tephren entstehen, welche, wenn möglich, mit Ablagerungen an Land unterstützt werden sollen. Für einen möglichst kompletten Datensatz werden wir deshalb zusätzlich zu den Sedimenten und Tephren der Expeditionen auch Tephren von älteren ODP Bohrprojekten im gesamten Indischen Ozean, aber insbesondere auch der Bohrungen auf dem Ninetyeast Rücken analysieren.Um quantitative und qualitative Aussagen über die Herkunft und Eruptionsabfolge machen zu können, werden wir geochemische, petrologische, sowie vulkanologische Herangehensweisen und Methoden anwenden. Diese sollen durch absolute Alterdatierungen unterstützt werden um die existierenden Altersmodelle zu bestätigen. Diese stabilen Altersmodelle sind wichtig um räumliche Veränderungen von Eruptionsprozessen, Magnituden und Frequenzen von großen Vulkaneruptionen des Sunda Vulkanbogens oder anderen bisher unbekannten vulkanischen Quellen zeitlich untersuchen kann. Es ist zu Erwarten das wir dadurch mehr über die zeitliche Entwicklung von unterschiedlichen Vulkansystemen erfahren und lange Zeitreihen von explosivem Vulkanismus in dieser Region aufstellen können. In unserem Datensatz werden wir große, bereits bekannte, sowie bisher unbekannte Ausbrüche ausfindig machen, die es uns ermöglichen werden, das periodische Auftreten sowie Zyklizitäten von Ausbrüchen der Pleistozänen Vulkanzentren des Sumatra Vulkanbogens zu ergründen. Abschließend werden wir auch die Miozäne bis Pleistozäne Sedimentabfolge des Nicobar Fans untersuchen, um darin verborgene Episoden von vulkanischer Aktivität oder einzelne Ausbrüche zu entdecken.Die Anteile und Eigenschaften des vulkanischem Materials in den Sedimenten sind von besonderem Interesse, da dieses Material in der seismogenen und tsunamogenen Zone des konvergenten Kontinentalrands Sumatras subduziert wird und bestimmt wie sich die Sedimente dann verformen.
Die kürzlich beendete IODP Exp. 385 (Guaymas Basin Tectonics and Biosphere, Sept.-Nov. 2019) bohrte acht Stellen im Guaymas Basin, einem jungen Rift Becken im Golf von Kalifornien, das sich durch aktiven Vulkanismus und hohe Ablagerungsraten von organisch reichen Sedimente auszeichnet, bedingt durch die hohe Primärproduktivität im darüber liegenden Wasser, sowie dem starken Eintrag von terrigenen Sedimenten. Die Expedition erbohrte Kerne mit organisch reichen Sedimenten die von vulkanischen Sills unterbrochen werden. Die Mikrobiologie war eines der zentralen Forschungsthemen dieser Expedition. Ein großer Probensatz zur Quantifizierung von Sulfatreduktionsraten, dem quantitativ wichtigsten Elektronenakzeptorprozess in marinen Sedimenten, wurde gesammelt und befindet sich nun am GFZ. Das vorgeschlagene ThermoSill-Projekt wird sich zunächst auf die allgemeinen Eigenschaften der mikrobiellen Sulfatreduktion in diesen Kernen sowie auf die Auswirkungen von Druck und Temperatur konzentrieren. Die Bohrkerne wiesen sehr unterschiedliche geothermische Gradienten von 200 bis über 800 Grad C / km auf, und die an Bord gemessenen geochemischen Daten weisen bereits auf eine große Vielfalt biogeochemischer Prozesse hin. In Tiefseesedimenten, insbesondere solchen, die solche in großer Sedimenttiefe und daher hoher in-situ Temperatur, sind organische Substrate wie kurzkettige organische Säuren im Allgemeinen ein begrenzender Faktor. Da die Sedimente im Guaymas-Becken hydrothermal beeinflusst werden, liefert die thermogene Aufspaltung von makromolekularen organischen Substanzen im Sediment reichlich mikrobielle Substrate. ThermoSill wird untersuchen, ob dieses große Angebot an Substraten zu einem bevorzugten Abbau bestimmter Substrate führt und damit wird damit einen Beitrag zum Verständnis der Prozesse an der oberen Temperaturgrenze des Lebens liefern. Besonderes Augenmerk wird auf die anaerobe Oxidation von Methan gelegt. Im letzten Teil des Projekts wird das Eindringen von Sills in Sedimente und der damit einhergehende Temperaturanstieg im umgebenden Sediment durch Heizexperimente simuliert. Diese Experimente werden von Pyrolyseexperimenten und kinetischen Modellen begleitet, um zu testen, ob eine solche kurzzeitige Erwärmung die mikrobielle Gemeinschaft über geologische Zeitskalen hinweg beeinflussen kann. Das vorgeschlagene Projekt ist direkt relevant für die Ziele der Expedition. Es ist auch eine Ergänzung zu einem laufenden Projekt, das die Auswirkungen von Druck und Temperatur auf die mikrobielle Sulfatreduktion in nicht hydrothermal beeinflussten Sedimenten aus dem Nankai-Trog (IODP. Exp. 370) untersucht.
Die Idee, das Quartär Europas in einer Karte darzustellen, wurde erstmals 1932 auf dem 2. Kongress der INQUA (International Union for Quaternary Research) in Leningrad (St. Petersburg) diskutiert. Im Jahre 1995, also über 50 Jahre später, wurde unter Federführung der INQUA schließlich die Internationale Quartärkarte von Europa 1 : 2 500 000 (IQE2500) von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) fertig gestellt. Die gemeinschaftlich von der BGR und INQUA herausgegebene Karte bildet verschiedene quartäre Einheiten wie Endmoränen, Grundmoränen, Kames, Drumlins, Oser und Eisrandlagen ab. Zusätzlich sind die Richtungen der Eisbewegungen, Grenzen der marinen Transgressionen und tektonische Störungen eingetragen. Bedeutende Typlokalitäten der Quartärforschung, bathymetrische Linien und die rezente Sedimentverteilung am Meeresboden werden ebenfalls dargestellt. Die Legende auf jedem der 14 Kartenblätter ist in Deutsch und, in Anhängigkeit des abgebildeten Territoriums, in Englisch, Französisch oder Russisch. Auf Blatt 15 findet sich die Generallegende für das gesamte Kartenwerk.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 422 |
| Europa | 29 |
| Land | 81 |
| Weitere | 12 |
| Wissenschaft | 254 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 3 |
| Ereignis | 4 |
| Förderprogramm | 343 |
| Gesetzestext | 1 |
| Hochwertiger Datensatz | 4 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Text | 83 |
| Umweltprüfung | 4 |
| unbekannt | 48 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 110 |
| Offen | 379 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 430 |
| Englisch | 109 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 19 |
| Bild | 7 |
| Datei | 11 |
| Dokument | 56 |
| Keine | 189 |
| Multimedia | 1 |
| Unbekannt | 3 |
| Webdienst | 19 |
| Webseite | 243 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 491 |
| Lebewesen und Lebensräume | 463 |
| Luft | 279 |
| Mensch und Umwelt | 491 |
| Wasser | 348 |
| Weitere | 491 |