Traditionelles Forschungsobjekt im kontinentalen Jungpaläozoikum sind Feuchtbiotope in Graufazies. Im Unterperm finden sich dort jedoch nur konservative, verarmende Biozönosen karbonischen Charakters. Moderne, zum Mesozoikum überleitende Faunen- und Floren entwickeln sich in trockeneren Arealen der Rotfazies bzw. instabilen Environments. Das schmale, nur 22 x 6 km große Döhlen-Becken, ein syn-depositional basin im Bereich des Elbe-Lineament, liefert mit der direkten Nachbarschaft von 'lowland', 'upland' und 'extra-basinal' Biotopen ein singuläres Forschungsobjekt für die Interaktion von Klima, Geomorphologie und Vulkanismus im Kontext zu globalen Klimaprozessen und der Evolution von Floren und Faunen im Übergang zum Mesophytikum/Mesozoikum. Die zu untersuchenden, von vulkanischen Aschefällen (bis zu 50 Prozent der Sedimente) dominierten Bio- und Lithofaziesmuster sollen zusammen mit geochemischen Signalen in Siliciten, Kohlen und Bitumina Aufschluss über obige Interaktion zwischen abiotischen und biotischen Faktoren und Prozessen geben. Schwerpunkt sind Genese und Fossilführung von Pyroklastiten und Cherts.
Eisen ist ein limitierender Nährstoff für das Wachstum von Phytoplankton im Oberflächenwasser der Ozeane und beeinflusst damit den globalen C-Kreislauf. Vulkanischen Produkten wird ein starker Einfluss auf das Fe-Budget in einigen Teilen der Ozeane zugeschrieben. So gibt es einen deutlichen Anstieg des Fe-Gehaltes im Oberflächenwasser um Hawaii und anderer Vulkaninseln. Für die quantitative Abschätzung des Fe-Eintrages in die Ozeane ist das Wissen über die komplexen, grenzflächengesteuerten Prozesse der Fe-Freisetzung und -Löslichkeit derzeit zu begrenzt (Ayris & Delmelle, 2012). Offen ist auch die Frage, ob mikrobielle Aktivität einensignifikanten Beitrag liefern kann. Es ist zu erwarten, dass die durch Grundwasserflüsse aus dem Boden und dem Meer erhöhte Bioaktivität, die Alteration der Gesteine beschleunigt und organische Komplexbildner liefert, die die Fe-Mobilität in der wässrigen Phase erhöhen. Die Proben der ICDP Bohrung HSDP2 bietet ein einzigartiges Archiv für verschiedene schwach bis stark alterierte vulkanische Gesteine bestehend aus Aschen, Lava und Kissenbasalten. Ein Vergleich dieser Proben mit Laborversuchen wird wichtige neue Erkenntnisse zu den Mechanismen der Fe- Mobilisierung liefern. Im ersten Jahr des Projektes wurden geeignete Proben ausgewählt. Die verschiedenen Bindungsformen von Eisen in den Bohrproben wurden durch sequentielle Extraktion identifiziert und quantifiziert. Es zeigte sich, dass Proben aus dem Süsswasserbereich deutlich besser kristallisiert sind als solche aus dem Salzwasserbereich. Besiedlungsexperimente mit dem Bakterienstamm Burkholderia fungorum führten zu einem sehr veränderten Freisetzungsverhalten von Eisen und anderen Elementen im Vergleich zu abiotischen Bedingungen. In Experimenten mit synthetischen Gläsern konnte gezeigt werden, dass spannungsreiche und Fe(II)reiche Gläser besonders leicht besiedelt werden. Im zweiten Jahr des laufenden Projektes werden wichtige Daten über die spezifische Oberfläche der Proben und deren Zetapotential in Abhängigkeit von Lösungszusammensetzung, Temperatur und Zeit ermittelt. Im dritten Jahr soll die Charakterisierung der Proben und deren Freisetzungscharakteristik für Eisen fortgesetzt werden. Hierfür sind u.a. Porenvolumen und -konnektivitätsbestimmungen mittels temperaturabhängiger Karl-Fischer Titration, Einbringen von Woods Metall und Quecksilberporosimetrie geplant. Diese Wasserfreisetzungsversuche liefern auch Informationen über Gehalte von Sekundärmineralen. Kombiniert mit tomographischen und spektroskopischen Methoden sowie Leachingversuchen werden diese Untersuchungen helfen, den Unterschied zwischen Süss- und Seewasserbedingungen auf die Entwicklung der Gesteine und die Mobilisierung von Fe besser zu verstehen.
The South Atlantic continental margins are subjects of intensive research within the scope of DFG priority program SAMPLE. Breakup processes and formation of initial oceanic crust can be studied in a regional as well as an exemplary manner on the conjugated African and South American margins.In the proposed study, a high resolution image of the crustal structures of both continental margins alongside a tight fit plate reconstruction model especially for the earliest rifting phase are supposed to be created based on existing marine geophysical data (reflection and refraction seismic data, potential field data). Precisely conjugated segments will be focal points of the study, helping to draw conclusions regarding the processes, forces and other influences on continental breakup. The work is based on our image of the margin structures, the comparison of systematic variations along the continent-ocean-transition (segmentation) and the symmetries and asymmetries of the conjugated segments. Furthermore, the influence of mantle processes on the structure of continental margins will be investigated. In the first phase of this project, previously unpublished reflection seismic data from the southern African continental margins were newly processed and integrated with further seismic data available to us to form a structural map and overview of the margin. This research has recently been submitted for publication. The volcanic extrusives are imaged in seismic data as prominent seaward dipping reflector sequences. Volcanic and non-volcanic segments can be distinguished and several segments within the volcanic part have to be integrated into breakup models. Various phases of volcanic activity are imaged and it is likely that pre-rift inherited structures heavily influenced the distribution of volcanics. Many of the findings from the African continental margin are comparable to what has been described for the American side but they cannot simply be called symmetrical as structural differences are abundant. The detailed comparison of both margins and the conclusions drawn from these investigations are meant to be the topic of this renewal proposal. Specifically, a tight-fit chrono-spatial reconstruction of the earliest phases of the South Atlantic breakup is an important priority. Previously existing models featuring a South to North un-zipping model for the breakup seem to be confirmed but, partly due to a more global scope of the reconstructions, previous reconstruction are not fully compatible to our data so far. We expect our investigations, together with the diverse research within the SAMPLE-group, to contribute to the clarification of important questions. These are the differentiation and validation of different rift-models, identification of mechanisms for the emplacement of volcanics and the influence of mantle processes on the breakup as well as to add crucial data for the earliest phase of rifting to existing plate reconstruction models.
Im Projekt I-GET (Integrierte Geophysikalische Technologie zur Erkundung geothermaler Lagerstätten) wird ein innovativer Ansatz zur Erkundung geothermischer Reservoire mit einer Kombination von seismischen und magnetotellurischen Messungen entwickelt und erprobt. Das Ziel ist die Erkennung wasserhaltiger Zonen in natürlichen oder künstlich geklüfteten Lagerstätten vor dem Bohren. Der neu entwickelte Ansatz wird an vier europäischen Geothermiestandorten mit unterschiedlichen geologischen und thermodynamischen Rahmenbedingungen zum Einsatz gebracht: Die Hochenthalpie-Lagerstätten Travale/Italien (in metamorphen Gesteinen) und Hengill/Island (in vulkanischen Gesteinen), sowie zwei mittlerer Enthalpie in tiefen Sedimentgesteinen (Groß-Schönebeck/Deutschland und Skierniewice/Polen). Die Feldmessungen in allen vie Standorten sind abgeschlossen, die Interpretation der großen Datenmengen ist weit gediehen. Erste Ergebnisse sowohl in Italien und Island als auch in Groß Schönebeck sehen vielversprechend aus, sind aber noch nicht abschliessend bewertet. Auch die petrophysikalischen Arbeiten im Labor zur Bestimmung der physikalischen und geomechanischen Eigenschaften der Reservoirgesteine von den jeweiligen Standorten erbringen bisher wertvolle Erkenntnisse über die Veränderung der geophysikalischen Messwerte mit sich ändernden Parametern wie Druck, Porendruck, Temperatur und Salinität des Porenfluids. Alle Messergebnisse aus Feld und Labor werden gegenwärtig zu integrierten Reservoirmodellierungen verwendet.
Das hier beantragte Projekt befaßt sich mit der Bestimmung natürlicher Abkühlraten glasiger submariner Vulkanite. An Hyaloklastit- und Lavaproben der Bohrkerne des Hawaii Scientific Drilling Project soll mittels Relaxationsgeospeedometrie deren thermische Geschichte beim Übergang Schmelze zu Glas quantifiziert werden. Die Methode basiert auf kalorimetrischen Messungen an Glasproben, wobei die Abkühlungsgeschwindigkeit anhand des Relaxationsverhaltens der Enthalpie modelliert wird. Basierend auf der detaillierten Stratigraphie in den Bohrkernen, besteht erstmalig die Möglichkeit, Abkühlungsgeschwindigkeiten definierten submarinen Eruptionstiefen zuzuordnen. Zudem soll untersucht werden, welche thermische Geschichten während verschiedener submariner Eruptionsprozesse auftreten.
The Campi Flegrei Deep Drilling Project (CFDDP) offers the unique opportunity to sample a substantial sequence of volcanic rocks and ashes of the restless CF caldera. Experimental simulation of Campanian Ignimbrite (CI) magma storage and ascent and comparison with texture and structure analysis of drilled natural samples will give deep insight into the mechanisms of the CI super eruptions. In these coordinated projects at Hannover and Tübingen we will simulate the relevant magmatic processes experimentally at elevated P and T. Both projects are closely interrelated (i.e. same materials are studied), but covers different aspects. While the major focus in Hannover is on studies of thermodynamic properties of CI magmas (phase equilibria, volatile solubilities), the major focus in Tübingen will be on kinetics (i.e. behaviour of CI magmas under controlled decompression). Phase relations and decompression induced degassing and crystallization significantly affect dynamic properties of ascending and erupting magmas which are recorded in the textural patterns of the CI volcanic rocks and ashes. The experimental data will provide useful constraints for the interpretation of drilled CI rock and ash samples, providing useful tools for volcanic hazard assessment at the high risk Campanian Volcanic District and comparable volcanic systems.
Mit dem Forschungsvorhaben SO-233 WALVIS II sollen vulkanische Strukturen und Gesteine sowie marine Organismen am Walvisrücken im südöstlichen Atlantik untersucht werden, um neue Erkenntnisse über Ursachen, Entwicklungen und Auswirkungen von Intraplattenvulkanismus im ozeanischen Bereich und die Biodiversität im Südatlantik zu erlangen. Durch morphologisch-vulkanologisch-petrologisch-geochemische Untersuchungen am Walvisrücken wird (1) eine räumliche Altersprogression des Vulkanismus überprüft, (2) zwischen klassischem Hotspot- oder Bruchzonen-Vulkanismus unterschieden und (3) die Herkunft sowie zeitliche und räumliche Entwicklung von Schmelzbedingungen und Quellkomponenten, insbesondere des EM-I Endgliedes und die Zonierung von Mantelplumes, eingegrenzt. Das biologische Beiprogramm untersucht die Diversität benthischer Wirbelloser des Walvisrückens und deren Konnektivität zu vergleichbaren Lebensgemeinschaften der Tiefsee angrenzender Ozeanbereiche.
The planed ICDP drilling in the Snake River Plain volcanic province (western United States) is aimed to trace the Snake River Plain - Yellowstone (SRPY) hotspot and its interaction with the lithosphere. This province represents one of the best examples of a thermal anomaly related to hotspot volcanism within the continental lithosphere. Over the last 15 Ma, the SRPY-hotspot migrated ca. 600 km eastwards resulting in a bimodal (rhyolitic-basaltic) magmatism. Understanding the interaction of the SRPY-hotspot with the lithosphere requires information on the evolution of chemistry, sources, differentiation and storage conditions of both the rhyolitic and basaltic magmas with time and space. The proposed project aims at understanding the evolution of the magma storage conditions in the SRPY-province in the last 12 Ma. This information will be gained (1) from the chemical analysis of natural minerals and glasses combined with (2) high pressure experimental studies to determine phase equilibria and (3) thermodynamic modeling. Particular attention will be given to trace the evolution of the depth and temperature of the rhyolitic magma chambers using the Bruneau-Jarbidge and Heise volcanic centers (12.5-8.0 Ma and 6.5-4.3 Ma, respectively) as reference materials. Concomitantly, the storage conditions of basaltic lavas of different ages will be explored. The results will also be useful to understand the interactions between basaltic and rhyolitic magma chambers at depth, to constrain the conditions prevailing during partial melting processes in the crust, and to discuss the vertical migration distance of rhyolitic melts (magmas) from the source to the magma chamber. This work will benefit from the cooperation with petrologists and geochemists from USA (e.g., E. Christiansen, B. Nash, J. Shervais).
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 38 |
| Wissenschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 38 |
| License | Count |
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| offen | 38 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 28 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 12 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 38 |
| Lebewesen & Lebensräume | 26 |
| Luft | 9 |
| Mensch & Umwelt | 38 |
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| Weitere | 38 |