ALBERT

Description: Bei der Auswertung von' Fernerkundungsdaten wurde bisher davon ausgegangen, daß die untersuchten Objekte angenähert LAMBERT'sch reflektieren. Daß diese Annahme für Pflanzen falsch ist, wurde schon vor über 10 Jahren erkannt und seitdem mehrfach systematisch untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurde in grundlegender Weise das Reflexions verhalten von natürlichen Gesteinsoberflächen untersucht. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Richtungsverteilung der reflektierten Strahlung unter verschiedenen geometrischen Bedingungen gerichtet. So wurde als Simulation der natürlichen Geländebedingungen, wie sie etwa in den Alpen vorliegen, der Beleuchtungswinkel, die Probenneigung und der Detektorstand systematisch variiert und der Einfluß dieser Veränderungen auf das Reflexionsverhalten der Gesteine registriert. Die meisten Messungen erfolgten im Labor mit Hilfe eines speziell für diesen Zweck konstruierten Meßtisches, Als Proben dienten natürliche Gesteinsproben, die vorher unter Geländebedingungen gemessen worden waren. Bei den meisten Proben handelte es sich um Karbonatgesteine; wenige Ausnahmen, wie z,B. Sandsteine, wurden als Sonderfälle studiert. Bei zahlreichen Vergleichs- und Kontrollmessungen wurde versucht, den Zusammenhang zwischen Labor- und Geländemessungen herzustellen, Als wichtigstes Ergebnis wurde nachgewiesen, daß die Reflexion bei keiner der untersuchten Proben dem LAMBERT‘schen Reflexionsgesetz folgt: Der Reflexionsfaktor hängt also von den geometrischen Bedingungen ab, bei denen die Messung erfolgte, Sonnenstand, Hangneigung und Detektorstand sind als zusätzliche Parameter zu berücksichtigen. Die Ursachen für diese Richtungsabhängigkeit der Reflexion sind einerseits die innere Struktur − also die Ausbildung von primären Reflexionsflächen, die sich auf die Gesteinsoberfläche durchprägen − und andererseits die Rauhigkeit oder Relieftiefe der Oberfläche. Die größten Abweichungen vom LAMBERT'schen Reflexionsverhalten wurden bei größeren Zenitdistanzen, besonders bei schrägem bis streifendem Lichteinfall beobachtet. Die Konsequenzen für die Bildverarbeitung sind eindeutig: Bei der Klassifizierung und Identifizierung von Gesteinen aus Fernerkundungsdaten muß das Geländerelief und die Beleuchtungssituation mit berücksichtigt werden. Schon die unterschiedliche Beleuchtung auf verschieden geneigte Flächen gleicher Oberfläche erzeugt unterschiedliche Grauwerte für die einzelnen Flächen. Das gilt für jede Oberfläche, unabhängig von ihrem Reflexionsverhalten. Das richtungsabhängige oberflächenspezifische Reflexionsverhalten bewirkt (je nach der Winkel Konfiguration) eine weitere Veränderung der Grauwerte. In dieser Arbeit wurde gezeigt, wie die Korrektur der Beleuchtungsverhältnisse mit Hilfe eines digitalen Geländemodells erfolgen könnte. Die aus einer topographischen Karte entnommenen Höhendaten bilden die Grundlage für eine radiometrische Reliefkorrektur, bei der die durch schräge Beleuchtung verfälschten Grauwerte so korrigiert werden, daß die Ergebnisse einer Aufnahme ohne Relief entsprechen. Somit sind alle korrigierten Aufnahmen, unabhängig vom Sonnenstand, untereinander vergleichbar. Die Wirkung der Korrektur wurde an einem Modellgelände demonstriert. Eine Korrektur von vollständigen Aufnahmen, wie z.B, ganzen LANDSAT-Szenen, war bis zur Fertigstellung der Arbeit wegen der begrenzten Rechnerkapazität noch nicht möglich. Mit einer erweiterten Rechenanlage wird es aber in Zukunft möglich sein, eine ganze Szene in Hinblick auf ihre Beleuchtungsverhältnisse zu korrigieren. Der nächste Schritt, die gesteinsspezifische Korrektur mit Hilfe der ermittelten Labordaten, kann dann ebenfalls mit Hilfe des digitalen Geländemodells erfolgen.

Description: During the evaluation of Remote Sensing Data it has been assumed up to now that the examined objects reflect approximately with LAMBERT'S law. In the case of plants it has been recognized over ten years ago that this assumption is wrong and this has led to numerous systematic examinations. In the present thesis the basics of the reflective behavior of natural rock surfaces was studied. Special emphasis was placed on the directional distribution of the reflected radiation under various geometric conditions, Natural terrain conditions, as found for instance in the Alps, were simulated by systematic variation of the angle of illumination, the sample inclination and the position of the detector. The influence of these variations on the reflective behavior of rocks was registered. Most of the measurements were done in the laboratory with the help of an apparatus which was constructed for this specific purpose. Samples of natural rocks were used; these were measured previously in the terrain. Most of these samples were carbonates; a few exceptions, such as sandstone, were also studied. During numerous comparitive and verifying measurements it was attempted to establish the correlation between laboratory and terrain measurements. As prime result, it was shown that none of the examined samples followed LAMBERT’S law of reflection. The reflection factor, therefore, depends on the geometric conditions at the time of measurement. Additional parameters that have to be accounted for are: position of the sun, terrain inclination and position of the detector. The reasons for this directional dependency of the reflection are on one hand the inner structure, i.e. the formation of primary reflection surfaces, which are imprinted on the rock surface, and on the other hand the roughness or depth of relief of the surface. The largest deviations from LAMBERT'S reflective law were noticed at larger zenith angles, particularly for sloping to glancing illumination. The consequences for the image analysis are clear-cut: during the classification and identification of rocks using remote sensing data the terrain relief and the illumination conditions have to be taken into account. Even a varying illumination of tilted areas of identical surfaces results in different gray values for the individual areas. This is true for any surface, regardless of its reflective behavior. The surface-specific directional reflectance gives rise to a further change in the gray values (depending on the angle configuration). In this thesis it has been shown how a correction of the illumination can be achieved with the help of a digital terrain model. The elevation data extracted from a topographic map give the basis for a radiometric relief correction. The gray values falsified by sloping illumination are corrected, such that the result is an image without relief. Therefore all corrected images, independent of the position of the sun, are comparable. The effect of this correction was demonstrated using a terrain model. Complete images such as LANDSAT scenes could not be corrected in this manner at the time of completing this thesis due to limited computer capacity. With a larger computer it will be possible in future to correct complete scenes in regard to the illumination conditions. The next step, a rock-specific correction with the help of data established in the laboratory, can also be achieved with the help of the digital terrain model.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Der Bereich des Meßtischblattes 6311 Lauterecken im Saar-Nahe-Gebiet (SW-Deutschland) wurde anhand einer geologischen, ingenieurgeologischen, hydrogeologischen und morphologischen Untersuchung einer Stabilitätsanalyse der Hänge und Böschungen unterzogen, die durch die Verwertung klimatologischer Daten vervollständigt wurde. Das Ergebnis liegt in einer Stabilitätskarte sowie in einer Analyse der gesammelten Daten vor. Soweit die Untersuchung des Modellgebietes von ca. 130 km21 Größe (etwa 5% der Fläche des Saar-Nahe-Gebietes) eine Antwort zuläßt, sind Hänge und Böschungen im sedimentären Rotliegenden des Saar-Nahe-Gebietes bereits ab 7° Hangneigung potentiell rutschgefährdet. Das rutschgefährdete Areal umfaßt etwa 10% der untersuchten Fläche. Ca. 2,6% wurden von Massenbewegungen betroffen. Kriechen und Gleiten sind die häufigsten Arten der Massenbewegungen. Die beteiligten stratigraphischen Einheiten sind neben den Deckschichten die Quirnbacher, Jeckenbacher und Lautereckener Schichten des Unteren Rotliegenden. Künstliche Böschungs-, An- und Einschnitte in den für das Unterrotliegende charakteristischen Wechsellagerungen von Ton-, Schluff- und Sandsteinen, stellen ein permanentes Stabilitätsproblem dar.

Description: Abstract: This report deals with the analysis of stability of slopes which occur on the map of Lauterecken, Saar-Nahe-area, SW-Germany. A geological, engineering geological, hydrogeological and morphological study was made, additionally, climatological data were taken into account; the results of it are analyzed and plotted in a stability map. Conclusions: Taking the regarded territory of approximately 130 km2 (about 5% of the area of the Saar-Nahe-area), it can be stated that slopes in the Saar-Nahe-area are potential landslide areas, if the inclination of the slopes is 7° or more. Within an area of 10% landslides are probable to take place. Within 2,6% mass movements happened or are going on. Creep and sliding are the most abundant forms of mass movements. Slope instability occours preferentially in weathered rocks, Quirnbach beds, Jeckenbach beds and Lauterecken beds of the Lower Permian. Steep roadcuts occurring in alternating sandstone and siltstone beds are very likely to cause stability problems.

Description: research

Description: In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zur Verteilung des elektrischen Widerstandes in den südlichen zentralen Anden vorgestellt. Gestützt auf eine breite Datenbasis konnten mit Hilfe von ein- und überwiegend zweidimensionalen Modellierungen für Daten der Magnetotellurik und der Erdmagnetischen Tiefensondierung Modelle zur Verteilung des elektrischen Widerstandes in der andinen Kruste erstellt werden. Sie erlauben qualitative und quantitative Aussagen zur elektrischen Struktur in der Kruste. Im Andensegment von 21° bis 25° S wurden für einzelne Meßpunkte und für fünf mehrere 100 km lange Profile aus Nord-Chile, Süd-Bolivien und Nordwest-Argentinien Leitfähigkeitsmodelle erarbeitet. Elektromagnetische Untersuchnungen werden an einem aktiven Kontinentalrand durch den ’Küsteneffekt’ stark erschwert. Um den Küsteneffekt zu berücksichtigen, wurde der Pazifische Ozean bei einem zweidimensionalen Modell für ein Profil von der Küste bis in die Hochkordillere als ’Randbedingung’ mitmodelliert. Aus drei zweidimensional modellierten W-E-Profilen konnte ein alle morphostrukturellen Einheiten der Anden querendes Gesamtmodell auf der Breite von ca. 21°30’ S abgeleitet werden. Folgende Hauptmerkmale werden im Modell von W nach E beobachtet: • Unterhalb der Küstenkordillere ist der Widerstand mit größer als 3000 ihn relativ hoch. In diesem Bereich wird aber parallel zur Streichrichtung ein guter Leiter in der oberen Kruste gefunden, der lamelliert vorliegen muß. • Der Widerstand der ’normalen’ andinen Kruste ist bis in große Tiefen mit Werten von 50 bis 200 Ωm relativ gering. • Eine große Leitfähigkeitsanomalie liegt unterhalb der Westkordillere in geringer Tiefe. Sie erreicht eine integrierte Leitfähigkeit von ca. 25000 S. • Eine weitere Leitfähigkeitsanomalie mit einer integrierten Leitfähigkeit von ca. 14000 S wird unterhalb des Altiplano in der unteren Kruste beobachtet. Sie steigt von W nach E in die obere Kruste auf, und die integrierte Leitfähigkeit nimmt im westlichen Teil der Ostkordillere deutlich zu. Die Anomalie endet abrupt östlich von La Quiaca (ca. 65°30’ W). Im Ostteil der Ostkordillere wird ein relativ hoher Widerstand (ca. 500 Ωm) von der Oberfläche bis in große Tiefen beobachtet. • Das Vorland der Anden ist durch eine gut leitende Bedeckung charakterisiert. Der Widerstand der Lithosphäre nimmt von W nach E auf mehr als 3000 Ωm zu. Als Ursache der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit werden für den guten Leiter unter der Küstenkordillere Kluftsysteme angesehen, in denen das in der subduzierten Platte vorhandene freie Wasser aufsteigt. Der extrem gute Leiter unter der Westkordillere kann im Einklang mit seismischen und gravimetrischen Untersuchungen als partiell geschmolzene Kruste interpretiert werden. Die Leitfähigkeitsanomalie unterhalb des Altiplano und der westlichen Ostkordillere könnte hingegen teilweise durch massive Vererzungen aber auch durch tektonische Ursachen begründet sein, wie z.B. tiefreichende Auf- und Abschiebungshorizonte, in denen Fluide vorhanden sind.

Description: The purpose of the present work is the research regarding the distribution of the electrical resistivity in the southern part of Central Andes. Supported by a considerable database and with the aid of one- and two-dimensional modelling tools developed for magnetotelurics and deep geomagnetical sounding, several models of the distribution of the electrical resistivity in the Andean crust were developed. They allow qualitative and quantitative insights related to the electrical structure within it. In the Andean segment between 21° and 25° S, several isolated measure stations and five regional profiles each of several 100 km length were processed to establish conductivity models for northern Chile, southern Bolivia and northwestern Argentina. Within this research work the ’coast effect’ at an active plate margin has to be taken into account and for this purpose, the Pacific Ocean was included as a boundary condition in a 2D model extending from the Pacific up to the High Andes. Based on three 2D modelled E-W oriented profiles, a greater model could be derived that involves all the present morphostructural units at a latitude of 21° 30’ S. These models showed mainly that: • below the Coastal Cordillera, the resistivity ranging within 3000 Ωm is comparatively high. Nevertheless, in this region a strike-parallel oriented conductor in the upper crust could be identified, which has to be lamellated. • down to great depths the resistivity of the ’normal’ Andean crust is relatively small, having values of 50 to 200 Ωm. • beneath the Western Cordillera, a shallow conductivity anomaly reaches total conductance of about 25000 S. • another conductivity anomaly with a total conductance of ca. 14000 S has been identified in the lower crust below the Altiplano. This anomaly reaches shallower levels to the east, and in the western part of the Eastern Cordillera, the total conductance increases. Eastwards of La Quiaca (ca. 65° 30’ W) the anomaly terminates abruptly. In the eastern part of the Eastern Cordillera a relatively high resistivity from the surface down to great depths was observed. • the Andean foreland shows a cover with good conductivity values. Beneath, the resistivity increases downward up to more than 3000 ßm from W to E. As a cause of the increased conductivity beneath the Coastal Cordillera, joint systems could account for the uprise of free water generated during the subduction of the Nazca plate. The extremely good conductor below the Western Cordillera can be interpreted together with gravity and seismic evidences as a partial melted crust. Besides, the conductivity anomaly beneath the Altiplano and the western Eastern Cordillera can be explained partly through the existence of ore deposits but also in terms of thrust tectonics, where the detachment zones are characterized by the presence of fluids.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Für die dreidimensionale Konstruktion und Visualisierung gestörter geologischer Schichtverbände wurde ein Systemverbund zur graphisch-interaktiven 3D-Flächenmodellierung auf der Basis geologischer Profildaten geschaffen. Die Verifizierung des Systems erfolgte anhand der Konstruktion eines 3D-Flächenmodells der Erftscholle (Niederrheinische Bucht). Zunächst wird die geologische Entwicklung und die heutige Situation des Untersuchungsgebietes beschrieben. Es werden auf die verwendete Datenbasis, bestehend aus Profilen, Bohrungen und Tiefenlinienpläne sowie die Interpretation, Aufarbeitung, Erfassung und Verwaltung der Daten eingegangen. Es schließt sich die Erläuterung des Systemverbundes an, der unter einer programmierbaren Anwenderoberfläche sowohl kommerzielle als auch freie Software vereinigt. Dieses anwendungsspezifisch gestaltbare System vereinigt Funktionen des Datenbankmanagements, der Visualisierung und der interaktiven 3D-Flächenkonstruktion auf CAD-Basis miteinander. Der offene modulare Aufbau des Systemverbundes ermöglicht die Anpassung an die spezifischen geologischen Anforderungen und die aktuellen Aufgabenstellungen. Dabei erlaubt die Interaktivität bei der Konstruktion und Visualisierung das Einbringen von Fachkenntnissen und Zusatzwissen in den Modellierungsprozess sowie eine gezielte Analyse komplexer 3D-Sachverhalte. Methodische Grundlagen der angewendeten Flächenkonstruktion auf der Basis irregulärer Dreiecksvermaschungen werden erläutert, und auf unterschiedliche Ansätze der Triangulierung eingegangen. Die Approximation natürlicher Flächen geschieht dabei durch ebene polygonale Facetten. Aufbauend auf diesen Grundlagen erfolgt die 3D-Flächenkonstruktion ausgewählter Schicht- und Störungsflächen aus dem Bereich der Erftscholle. Die einzelnen Arbeitsgänge von der Datenselektion über die Konstruktion bis zur Analyse des Flächenverbandes werden besprochen, um sowohl die gewählten Konstruktionsansätze, als auch die Funktionalität des Systemverbundes zu beschreiben.

Description: A soft and hardware system was combined for construction and visualisation of faulted geological strata units. Based on geological cross-sections, the system enables the graphical interactive 3D-surface modeling. By constructing the 3D-layermodel of the Erftblock (Lower Rhine Basin, Germany) the system was verified. First a description of the geological evolution and the present situation of the exploration area is provided. In addition the used data will be explained. This consists of cross-sections, wells, isopleth maps as well as the interpretation, processing, recording and management of the data. Then follows an illustration of the system. It joins commercial and free software under a programable user interface, which allows an optimisation of this tool depending on the necessary applications. The system unifies functions of database management, 3D-visualisation and interactive 3D-construction based on CAD-methods. The open and modular design of the system enables the adaption to specific geological requirements and current tasks. In particular, the interaction in terms of construction and visualisation allows the insertion of expert knowledge and additional facts into the modeling process. It also provides the possibility for exact analysis of complex 3D-objects. Methodical elements of the used construction process that are based on irregular triangulation will be explained. References to diferent approaches of triangulation will be revealed. In this work the approximation of natural surfaces is realized by means of flat and polygonal facets. This method form the base of the 3D-construction of the Erftblock, by which certain selected fault- and strata-boundaries are considered. To describe the function of the system and the approach for construction the singel steps of modeling will be pointed out. The process of modeling consists of data selection, construction, and finaly the analysis of the 3D-surface arrangement.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Eine effektive Methode für die Interpretation verschiedener geophysikalischer Daten ist die kombinierte Auswertung der unterschiedlichen Messungen. Eine wichtige Grundlage für die kombinierte Auswertung seismischer und gravimetrischer Daten sind empirische Korrelationsbeziehungen zwischen der seismischen Geschwindigkeit und der Dichte. In Regionen mit extrem großen Krustenmächtigkeiten und hohen Temperaturen läßt sich mit bekannten Geschwindigkeit-Dichte-Relationen kein übereinstimmendes Modell aus den seismischen und gravimetrischen Daten ableiten. Auf der Basis von in der Literatur veröffentlichten Labordaten wurde das Verhalten der Dichte und der seismischen Geschwindigkeit von kristallinen Gesteinen unter dem Einfluß von Druck und Temperatur systematisch untersucht. Die Untersuchungen beinhalten auch den Temperaturbereich der partiellen Aufschmelzung der verschiedenen Gesteine. Druck und Temperatur haben einen entgegengesetzten Effekt auf die seismische Geschwindigkeit. Druckerhöhung bewirkt im allgemeinen eine Zunahme der Geschwindigkeit, Temperaturerhöhung führt zu einer Erniedrigung. Bei Erreichen der Schmelztemperatur wird eine drastische Geschwindigkeitsabnahme beobachtet, die bis über 50% betragen kann. Der Einfluß von Druck und Temperatur auf das Verhalten der Dichte ist, im Vergleich zur Geschwindigkeit, sehr viel geringer. Bei Temperaturerhöhung bis zur partiellen Aufschmelzung werden Dichteänderungen von unter 5% beobachtet. Um eine ausreichende Anzahl von Daten für die Entwicklung einer temperaturabhängigen Geschwindigkeit-Dichte-Relation zur Verfügung zu haben, wird aus den vorhandenen Labordaten das Verhalten der Geschwindigkeit unter extremen Temperaturbedingungen mit Hilfe von Modellrechnungen extrapoliert. Auf der Basis der vorhandenen chemischen Analyse wird für verschiedene Gesteine die initiale Schmelztemperatur und der Anteil der Schmelze bestimmt. In einem weiteren Schritt wird mit Hilfe eines einfachen Modellansatzes die Änderung der Geschwindigkeit bei partieller Aufschmelzung berechnet. Aus den so gewonnenen Daten wird eine temperaturabhängige Geschwindigkeit-Dichte-Relation und eine Geschwindigkeit-Dichte-Relation in Abhängigkeit des Schmelzanteils abgeleitet. Für die kombinierte Auswertung von seismischen und gravimetrischen Profildaten wurde ein Programmsystem zur Umrechnung von Raytracing-Geschwindigkeitsmodellen in Dichtemodelle geschrieben. Für die Umrechnung können verschiedene Geschwindigkeit-Dichte-Relationen benutzt werden. Das Dichtemodell kann über eingebundene Optimierungsalgorithmen an die gemessene Schwerekurve angepaßt werden. Die Anwendung der temperaturabhängigen Korrelationsbeziehungen zwischen Dichte und Geschwindigkeit wird am Beispiel von gravimetrischen und seismischen Profildaten aus dem Bereich der zentralen Anden zwischen 21° S und 24° S vorgestellt. Die Profildaten kreuzen einen Krustenbereich des Andenorogens, der von einem extremen Schwereminimum und einer großen Krustenmächtigkeit geprägt ist. Geothermische Modellrechnungen ergeben extreme Temperaturverhältnisse im Tiefenbereich der mittleren und unteren Kruste. Das refraktionsseismische Modell der andinen Kruste zeigt ausgeprägte Zonen erniedrigter Geschwindigkeit (LVZ) in der mittleren und unteren Kruste. Die niedrigen Geschwindigkeiten, verbunden mit der extremen Krustenmächtigkeit ergeben bei der Umrechnung der refraktionsseismischen Modelle in Dichtemodelle mit normalen Geschwindigkeit-Dichte-Relationen eine deutliche Überkompensation des Schwereminimums. Mit der temperaturabhängigen Geschwindigkeit-Dichte-Relation läßt sich eine gute Anpassung an die gemessene Schwerekurve erreichen. Mit dem Ergebnis der Anpassung kann der Grad der partiellen Aufschmelzung der andinen Kruste bestimmt werden. Der Anteil der partiellen Schmelze in den LVZ der Kruste im Bereich unter der Westkordillere kann, abgeleitet aus den Modellrechnungen, bis zu 20% betragen.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Zur Untersuchung der Krustenstruktur der Zentralen Anden ist in den Jahren 1982 bis 1989 ein Netz von größtenteils gegengeschossenen refraktionsseismischen Profilen vermessen worden, deren Auswertung und Interpretation Gegenstand dieser Arbeit ist. Die abgeleiteten Krustenstrukturen und -mächtigkeiten wurde durch eine tektonische Bilanzierung modelliert. Aus den drei in N-S Richtung verlaufenden Profilen in der Küstenkordillere, der Präkordillere und auf der argentinischen Puna, drei W-E Profilen von der Küste bis zur Puna (24°S), bis zur Westkordillere (22 °S) und über das gesamte Andenorogen bis zum Chaco in Bolivien (21 °S), sowie von der Kupfermine Chuquicamata ausgehenden Profilen und einer Fächerbeobachtung, wurde eine starke Variation der Kruste sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung abgeleitet. Eine deutliche Diskontinuität in 40 km Tiefe unter der Küstenkordillere wird als Moho der subduzierten ozeanischen Nazca Platte interpretiert. Sie taucht nach Osten ab und läßt sich in den refraktionsseismischen Beobachtungen bis zum chilenischen Längstal und möglicherweise bis zur Präkordillere verfolgen. Eine eindeutige Interpretation der Diskontinuitäten in 50-55 km Tiefe unter dem Längstal und in 60-70 km Tiefe unter der Präkordillere ist allerdings nicht möglich. Es kann sich hier um die ozeanische Moho oder abgeschuppte Teile davon oder um eine, möglicherweise in Bruchstücken vorhandene, kontinentale Moho handeln. Die kontinentale Kruste im Forearc zeigt im Westen eine sehr hohe Durchschnittsgeschwindigkeit von 6.6 km/s, die bis zur Präkordillere auf 6.2 km/s abfällt. Die Mächtigkeit steigt von 30 km in der Küstenkordillere auf 60-70 in der Präkordillere an. Es kann eine Unterteilung in eine durch hohe seismische Geschwindigkeiten gekennzeichnete obere und mittlere Kruste, die die mesozoische Kruste in diesem Bereich repräsentiert, und eine tiefere Kruste, überwiegend durch Zonen geringer Geschwindigkeit (LVZ) geprägt, vorgenommen werden. In der östlich angrenzenden Westkordillere, dem heutigen magmatischen Bogen, sind nur auf dem südlichen Profil deutliche Anzeichen für eine Kruste/Mantel Grenze in 60 km Tiefe vorhanden. Weiter nördlich muß von einer starken Absorption der seismischen Wellen und daraus abzuleitender geringer Durchschnittsgeschwindigkeit (6.0 km/s) bis in etwa 70 km Tiefe ausgegangen werden, ohne daß eine Moho zu erkennen ist. Im Backarc sind der Abfall der Moho von 40 km unter dem Subandin auf etwa 70 km am Ostrand des Altiplano sowie Zonen hoher Geschwindigkeit (6.8 km/s) in der Oberkruste der Ostkordillere mit darunterliegender LVZ die wichtigsten Merkmale der Krustenstruktur. Die Überschiebungsstrukturen und die heutige Krustenmächtigkeit im Backarc konnten durch eine tektonische Modellierung ("crustal balancing") mit einer Verkürzung von 320 km seit der Oberkreide und einer Ausgangskrustenmächtigkeit von 35 km modelliert werden. Die Bereiche hoher Geschwindigkeit in der Ostkordillere werden als Unterkrustenmaterial interpretiert, das nach Osten auf das Vorland überschoben wurde und damit zu einer Krustenverdopplung geführt hat. Etwa 20% des heutigen Krustenvolumens, entsprechend der tieferen Kruste im Forearc und unter dem magmatischen Bogen, kann, unter der Annahme von 320 km tektonischer Verkürzung seit der Oberkreide, nicht durch tektonische Krustenverdickung erklärt werden. Diese tiefere Kruste, die durch extreme Krustenparameter wie geringe seismische Geschwindigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit gekennzeichnet ist, muß als Mischzone von Material unterschiedlicher Herkunft angesehen werden, wobei tektonisch erodiertes Material vom Kontinental rand, serpentinisiertes Mantelmaterial sowie magmatisches Material am Aufbau dieses Krustenstockwerkes beteiligt sein können. Südlich von 21 °S ändern sich die tektonischen Strukturen und die Krustenmächtigkeit und sowohl die Verkürzungsbeträge als auch das gesamte Krustenvolumen gehen nach Süden, im Bereich der flachen Subduktion, deutlich zurück. Für den lithosphärischen Mantel muß eine Verkürzung um den gleichen Betrag wie für die Kruste vorausgesetzt werden, die einen Transport dieses Materials in tiefere Mantelzonen erforderlich macht.

Description: The object of this paper is the evaluation and interpretation of a net of mainly reversed seismic refraction profiles measured from 1982 to 1989 to investigate the crustal structure of the Central Andes. The derived crustal structure and crustal thickness was then modelled by a tectonic balancing method. A strong variation of the crustal parameters has been derived by three N-S profiles in the Coastal Cordillera, the Precordillera and the Argentine Puna, three W-E profiles from the coast to the Puna (24 °S), to the Western Cordillera (22 °S) and crossing the entire Andes up to the Bolivian Chaco (21 °S) as well as by profiles and fan recordings referring to the Chuquicamata copper mine. A clear discontinuity at 40 km depth below the Coastal Cordillera is interpreted as the Moho of the subducted oceanic Nazca plate. The plate dips to the east and can be observed by the seismic refraction data up to the Longitudinal Valley and possibly up to the Precordillera. The continental crust in the forearc has a very high average velocity of 6.6 km/s, descending to 6.2 km/s in the Precordillera. A division into a high velocity upper and middle crust, representing the mesozoic crust in this area, and a deeper crust, mainly represented by low velocity zones (LVZ), can be done. Only in the southern profile of the eastern adjacent Western Cordillera, the actual magmatic arc, a crust/mantle boundary can be observed at 60 km depth. Further north a strong absorption of the seismic waves must be assumed that leads to a low average velocity (6.0 km/s) down to 70 km depth, but a Moho is not observed. In the backarc, a dip of the Moho from 40 km below the Subandean Ranges to about 70 km at the eastern margin of the Altiplano as well as zones of high velocities (6.8 km/s) in the upper crust of the Eastern Cordillera followed by a thick LVZ are the main features of the crustal structure. The thrust structures and the actual crustal thickness in the backarc have been modelled by a crustal balancing with 320 km of shortening since the Upper Cretaceous and an initial crustal thickness of 35 km. The areas of high velocity in the Eastern Cordillera are interpreted as lower crustal material overthrusted upon the foreland and which thereby produced a crustal doubling. The deeper crust below the forearc and the magmatic arc, about 20% of the actual crustal volume, cannot be explained by the crustal shortening. This deeper crust must be seen as a mixture of material of different provenience as tectonically eroded material from the continental margin, transformed mantle material and magmatic underplated material. South of 21 °S the tectonic structures as well as the crustal thickness change in a way that the shortening values and the total crustal volume decrease strongly towards the south where the subduction angle tends to be subhorizontal. The same amount of shortening must be assumed for the mantle lithosphere which requires a transport of material into the deeper mantle.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Es wird ein 3D-Dichtemodell der Nördlichen Kalkalpen vorgestellt, das sich auf eine breite Datenbasis von Ergebnissen aus der Gravimetrie, der Reflexionsseismik, der Refraktionsseismik und von Bohrlochmessungen stützen kann. Das Modell erfaßt die oberflächennahen Störmassen durch die Verwendung der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz (Meurers et al., 1989) und berücksichtigt eine Moho, deren Struktur unter Verwendung einer Kombination von direkten und indirekten, gravimetrischen 3D-Verfahren auf der Basis der gravimetrischen und seismischen Ergebnisse berechnet wurde. Zusammen mit den Informationen aus der Reflexionsseismik konnten mit diesem Konzept alle wesentlichen, bekannten Strukturen zwischen der topographischen Oberfläche und der Moho in die Modellierungen integriert werden. Das vorgestellte 3D-Dichtemodell erlaubt eine • Analyse der gravimetrischen Krusten- und Mantel-Effekte, sowie eine • Analyse der Qualität der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz. Voruntersuchungen, die Erstellung der nötigen Hilfsmittel zur Berechnung des 3D-Modells und dessen Diskussion brachten die folgenden Resultate: • Eine Zusammenstellung der im Untersuchungsgebiet vorkommenden Gesteinsdichten, basierend auf Handstücken, Dicht elogs und Ergebnissen der seismischer Teufenwandlung und der statistisch behandelten Geschwindigkeit slogs, wird vorgelegt. • Die 2D-Modellrechnungen im Vorland zeigen, daß Dreieckszonen (triangle zones) gravimetrisch nicht direkt nachweisbar sind. Auch eine altersabhängige Dichteverteilung der einzelnen Molasseeinheiten erzeugen nur sehr geringe gravimetrische Effekte. Die Bausteinschichten sind dagegen in oberflächennaher, steiler Lagerung gravimetrisch auflösbar. Sie können als ’’tektonische Indikatoren” in ein lokales 3D-Modell integriert werden. Im regionalen Rahmen sind sie wegen ihres geringen Schwereeffektes aber nicht erfaßbar. • Für die Nördlichen Kalkalpen wird die gravimetrische Auflösbarkeit geologischer Strukturen untersucht und die Aussagefähigkeit von 2D-Modellrechnungen relativiert. • Die geologischen Interpretationen auf den Profilen Grünten - Landeck und Bad Tölz - Innsbruck stehen im Einklang mit den gravimetrischen Daten. Die 2D-Modellrechnungen fordern für Schwereuntersuchungen in diesem Gebiet die Verwendung der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz und die Berücksichtigung der Moho. • Eine das gesamte Untersuchungsgebiet überdeckende Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz wird vorgestellt und anhand des Residualschwerefeldes des 3D-Modells diskutiert. • Die unter Verwendung von Daten aus der Reflexionsseismik, Refraktionsseismik und Gravimetrie berechnete Moho unter den Nördlichen Kalkalpen wird vorgestellt. • Der in der Literatur oft verwendete Dichtekontrast an der Moho von 0.4 g/cm3 ist für das Untersuchungsgebiet nicht realistisch. Die Modellrechnungen führen zu einem Kontrast von 0.22 g/cm3 an der Kruste-Mantel-Grenze. • Eine Trennung der Krusten- und Mantel- Effekte im Untersuchungsgebiet ist nicht mit Wellenlängenfilterungen, sondern nur mittels 3D-Modellrechnungen möglich.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Dieser Band enthält 72 Beiträge zu Themengebieten der Physik der festen Erde, des magnetischen und elektrischen Felds der Erde, der Physik der Atmosphäre sowie der Angewandten Geophysik, veröffentlicht durch die Deutsche Geophysikalische Gesellschaft in den Jahren 1928.

Description: 〈html〉 〈body〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0004.pdf"〉Titelseite〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0005.pdf"〉Gezeitenerscheinungen in der Atmosphäre〈/a〉〈br〉(Bartels, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0006.pdf"〉Erdmagnetische Säkularvariation und die Orientation alter Kultbauwerke〈/a〉〈br〉(Wehner, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0007.pdf"〉Über die Tiefenwirkung bei geoelektrischen Potentiallinienmethoden〈/a〉〈br〉(Hummel, J. N.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0008.pdf"〉Überblick über den Gang der magnetischen Vermessung der Ostsee〈/a〉〈br〉(v. Gernet, A.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0009.pdf"〉Die Wirkung der Kontinente und Ozeane auf die Differenz 〈i〉B – A〈/i〉 der Hauptträgheitsmomente der Erde im Äquator〈/a〉〈br〉(Gutenberg, B.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0011.pdf"〉Bemerkungen zu H. v. Iherings Kritik der Theorien der Kontinentverschiebungen und der Polwanderungen〈/a〉〈br〉(Wegener, A.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0012.pdf"〉Berichtigung〈/a〉〈br〉(Jung, K.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0013.pdf"〉Illustration〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0014.pdf"〉Über die Polhöhenschwankungen infolge der Lorentz-Kontraktion der Erde〈/a〉〈br〉(Courvoisier, L.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0015.pdf"〉Zum Uhrvergleich auf drahtlosem Wege nach der Koinzidenzhörmethode〈/a〉〈br〉(Martin, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0016.pdf"〉Physikalische Grundlagen einer neuen geoelektrischen Aufschlußmethode〈/a〉〈br〉(Hummel, J. N.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0017.pdf"〉Untersuchung der Potentialverteilung für einen speziellen Fall im Hinblick auf geoelektrische Potentiallinienverfahren〈/a〉〈br〉(Hummel, J. N.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0018.pdf"〉Mächtigkeitsbestimmung von Deckschichten über Spalten durch Radioaktivitätsmessungen〈/a〉〈br〉(Koenigsberger, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0019.pdf"〉Zur Frage der regionalen, magnetischen Anomalien Deutschlands, insbesondere derjenigen Norddeutschlands〈/a〉〈br〉(Reich, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0021.pdf"〉Untersuchungen über die seismische Bodenunruhe kurzer Periode〈/a〉〈br〉(Schneider, W.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0022.pdf"〉Zur Theorie elektrischer Bodenforschung〈/a〉〈br〉(Heine, W.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0023.pdf"〉Emil Wiechert †〈/a〉〈br〉(Angenheister, G.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0024.pdf"〉Die topographische Reduktion bei Drehwagenbeobachtungen〈/a〉〈br〉(Numerov, B.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0025.pdf"〉Angewandte Seismik (Zusammenfassender Bericht über Arbeiten von 1921 bis 1928)〈/a〉〈br〉(v. Schmidt, O.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0027.pdf"〉Le problème des microséismes à groupes〈/a〉〈br〉(Gherzi, E.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0028.pdf"〉Zur Empfindlichkeitsbestimmung von magnetischen Variometern und zur Eichung der magnetischen Felder von Spulen〈/a〉〈br〉(Koenigsberger, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0029.pdf"〉Die Schrumpfungsgeschwindigkeit des Erdradius aus astronomischen Beobachtungen〈/a〉〈br〉(Meyermann, B.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0030.pdf"〉Über eine Verbindung zwischen den mondentägigen und den sonnentägigen Variationen der magnetischen Deklination〈/a〉〈br〉(Egedal, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0031.pdf"〉Die Zone der anormalen Hörbarkeit im kleinen〈/a〉〈br〉(Hiller, W.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0032.pdf"〉Mitteilungen〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0033.pdf"〉Ein graphisches Verfahren für Drehwagenmessungen zur Berechnung der Geländewirkung und der Wirkung beliebig gestalteter Massenkörper〈/a〉〈br〉(Haalck, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0035.pdf"〉Beiträge zur geoelektrischen Methode〈/a〉〈br〉(Hummel, J. N.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0036.pdf"〉Zum Uhrvergleich auf drahtlosem Wege nach der Koinzidenzhörmethode〈/a〉〈br〉(Mahnkopf, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0037.pdf"〉Berichtigung〈/a〉〈br〉(Meyermann, B.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0038.pdf"〉Zur Frage nach der Ursache von lokalen gravimetrischen und erdmagnetischen Störungen und ihre wechselseitigen Beziehungen〈/a〉〈br〉(Haalck, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0040.pdf"〉Gemeinschaftliche Arbeit zwischen Seismologen und Baufachmann zur Verringerung von Erdbebenschäden〈/a〉〈br〉(Briske, R.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0042.pdf"〉Feldapparatur zur Registrierung von Zeitzeichen〈/a〉〈br〉(Köhler, R.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0043.pdf"〉Über die Schmidtsche Methode der Bestimmung der Parameter von Stabmagneten〈/a〉〈br〉(Bock, R.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0046.pdf"〉Referate der Vorträge auf der Tagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft in Hamburg vom 19. bis 21. September 1928〈/a〉〈br〉(Koenigsberger, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0048.pdf"〉Die Seismizität der Ozeane und Kontinente〈/a〉〈br〉(Tams, E.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0049.pdf"〉Bodenunruhe durch Brandung und durch Frost〈/a〉〈br〉(Gutenberg, B.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0050.pdf"〉Beitrag zur Schallausbreitung in der Atmospähre〈/a〉〈br〉(Kölzer, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0051.pdf"〉Das Magnetfeld einer elektrischen Strömung im anisotropen leitenden Halbraum〈/a〉〈br〉(Müller, M.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0052.pdf"〉Die geführten elastischen Zweimittel-Wellen〈/a〉〈br〉(Uller, K.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0053.pdf"〉Vom Jahre 1922 an im südlichen Norwegen aufgenommene Nordlichtphotogramme〈/a〉〈br〉(Störmer, C.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0055.pdf"〉Zur Frage nach der Ursache von lokalen gravimetrischen und erdmagnetischen Störungen und ihre wechselseitigen Beziehungen〈/a〉〈br〉(Haalck, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0057.pdf"〉Vorträge, gehalten auf der Tagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft vom 19. bis 21. September 1928〈/a〉〈br〉(Seilkopf, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0060.pdf"〉Statistische Mechanik der Atmosphäre〈/a〉〈br〉(Baur, F.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0061.pdf"〉Das Schwadorfer Beben vom 8. Oktober 1927〈/a〉〈br〉(Conrad, V.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0062.pdf"〉Das Periodogramm der internationalen erdmagnetischen Charakterzahlen〈/a〉〈br〉(Wenzel Pollak, L.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0064.pdf"〉Der Stand der erdmagnetischen Forschung〈/a〉〈br〉(Schmidt, A.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0065.pdf"〉Magnetische Anomalien im westlichen Mecklenburg〈/a〉〈br〉(Schuh, F.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0066.pdf"〉Bemerkungen zur numerischen und graphischen Behandlung der Krümmungsgröße〈/a〉〈br〉(Jung, K.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0067.pdf"〉Der Wasserhaushalt der Antarktis in der Eiszeit〈/a〉〈br〉(Meinardus, W.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0068.pdf"〉Übersicht über Neuerscheinungen〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0069.pdf"〉Vortrage, gehalten auf der Tagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft vom 19. bis 21. September 1928〈/a〉〈br〉(Tams, E.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0071.pdf"〉Über kartographische Darstellung der Seismizität〈/a〉〈br〉(Renquist, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0072.pdf"〉Ergebnisse von Pilotaufstiegen im Gebiete von Island〈/a〉〈br〉(Georgi, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0073.pdf"〉Referat über die Polarfront- und Äquatorialfronttheorien〈/a〉〈br〉(Stüve, G.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0074.pdf"〉Die Messung der Horizontal- und der Vertikalintensität mit dem Magnetron〈/a〉〈br〉(Rössiger, M.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0075.pdf"〉Untersuchungen über die lokalen Schwankungen des Erdpotentials〈/a〉〈br〉(Stoppel, R.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0076.pdf"〉Klima und Klimatafel von Hamburg〈/a〉〈br〉(Perlewitz, P.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0077.pdf"〉Neue Ergebnisse über die Struktur des Windes (Vorläufige Mitteilung)〈/a〉〈br〉(Schmidt, W.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0079.pdf"〉Lokale und regionale magnetische Anomalien in Schleswig-Holstein〈/a〉〈br〉(Reich, H.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0080.pdf"〉Die optische Station in Simferopol〈/a〉〈br〉(Tichanowsky, J.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0081.pdf"〉Das Strömungssystem der Luft über dem tropischen Atlantischen Ozean nach den Höhenwindmessungen der Meteor-Expedition〈/a〉〈br〉(Kuhlbrodt, E.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0082.pdf"〉Ergebnisse und Aufgaben der meteorologischen Strahlungsmessungen〈/a〉〈br〉(Süring, R.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0083.pdf"〉Ergebnisse von Drehwaagemessungen in Schlewig-Holstein〈/a〉〈br〉(Jung, K.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0085.pdf"〉Aufsätze〈/a〉〈br〉(Lotze, F., Brockamp, B., Haalck, H., Myrbach, O., Whipple, Cabannes, J., Dufay, J., Gherzi, E., Pochettino, A., Rostagni, A.)〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0096.pdf"〉Mitteilungen〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0097.pdf"〉Autorenverzeichnis〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0098.pdf"〉Sachverzeichnis〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0099.pdf"〉Literaturverzeichnis〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0100.pdf"〉Geophysikalische Berichte〈/a〉〈/li〉 〈li〉〈a href="https://gdz.sub.uni-goettingen.de/download/pdf/PPN101433392X_0004/LOG_0101.pdf"〉Register der Goephysikalische Berichte〈/a〉〈/li〉 〈/body〉 〈/html〉

Description: research

Description: DGG, DFG, SUB Göttingen

Description: In vielen naturwissenschaftlich-technischen Disziplinen zeigt es sich immer wieder, daß es sehr lohnend sein kann, eine schon als abgeschlossen betrachtete Fragestellung mit neuen methodischen Ansätzen wieder aufzunehmen. So bemerkt man in den technischen Anwendungen eine regelrechte Renaissance der Variationsrechnung, da die damit durchgeführten Computersimulationen helfen, einen Teil der Entwicklungskosten für z.B. Automodelle im Maßstab 1:1 einzusparen. Die topographischen Reduktionsrechnungen, welche als geradezu klassisches Gebiet der Gravimetrie gelten, werden in dieser Arbeit analog dem oben angeführten Gesichtspunkt erneut diskutiert. Dabei werden in den einleitenden Betrachtungen diejenigen Verfahren in einem sehr kurzen historischen Abriß vorgestellt, die sich durch ihre Anwendungsbreite und ausreichende Genauigkeit auszeichnen. Der entscheidende Gesichtspunkt für die erneute Entwicklung von Reduktionsverfahren sind die gerade jetzt im Entstehen begriffenen Höhendatenbanken. Die dort in geeigneter Weise abgespeicherten Daten ersparen dem Gravimetriker in Zukunft die enorm zeitaufwendige Kartendigitalisierung. Ausführlich werden in der Arbeit die beiden neuesten Rechenschemata das • Sideris-Verfahren , das die schnelle Fourier-Transformation (FFT) benutzt, und • eine Methode, die auf der Basis einer Polyeder-Approximation des Geländes arbeitet, erläutert und an synthetischen Beispielen getestet. Eine kritische Gewichtung der Arbeitsresultate hinsichtlich der Verwendung dieser Verfahren und ihrer Weiterentwicklung ergibt folgendes Bild: • Die Verwendung der FFT nach Sider is liefert zwar ein überragend schnelles Verfahren, ist aber durch seine physikalische Äquivalenz zur Massenlinienmethode für die angewandte Gravimetrie zu ungenau. • Die Polyeder -Methode ist von einer exakten Darstellung des Geländes (zumindest in unmittelbarer Stationsumgebung) abhängig und erleidet bei der Anwendung auf Datensätze mit mittleren Höhen einen Genauigkeitsverlust. Die zukünftig verfügbaren Datenbanken, die so oder ähnlich wie das mit TIN bezeichnete Abspeicherungsschema auf gebaut sind, werden für die Polyeder -Methode in idealer Weise verwendbar sein. Denn diese Höhendatenbanken verwenden nicht nur exakte Punkthöhen zur Geländebeschreibung, auch die sehr rechen zeitaufwendige Dreiecksbildung würde damit entfallen. Bis zur Verfügbarkeit solcher Datenbanken kann man aber mit dem in der Arbeit als "kombiniertes System" vorgestellten Kompromiß arbeiten: Die Schnelligkeit der FFT-Methode wird für den Stationsfernbereich ausgenutzt und die Genauigkeit der Polyeder -Methode in der Stationsnähe. Mit diesem Verfahren lassen sich Fehler von weniger als einem Milligal mit durchaus vertretbarem Aufwand erzielen. In den Anwendungen der entwickelten Methoden auf reale Gegebenheiten werden im Falle des Westharzes die oben genannten Eigenschaften bestätigt. Dabei kann man als Ergebnis der Simulation eines TIN -Höhenmodells davon ausgehen, daß die Polyeder -Methode ohne Kompromisse auch auf sehr große Datensätze anwendbar ist, wenn die Dreiecksbildung entfällt. Das Beispiel aus Zimbabwe zeigt, daß man sich mit modernen digitalen Methoden solch ein TIN-Höhenmodell selbst erstellen kann (Digitalisiertablett und angeschlossener PC). Die dann im weiteren diskutierten, modellgebundenen Anwendungen der topographischen Massenreduktionen wurden in erster Linie durch die einfache morphologische Situation des Gebietes provoziert.

Description: In most natural sciences and technology it is sometimes profitable to tackle an old problem which seems to be solved once more with new powerful tools. In finite element computer simulations one can find optimization methods which are based on a very old mathematical discipline called variational calculus. These methods can be used in the automobile industry for instance, for reducing the costs in motor car development. Analogously, in this work, the classical subject of topographic reduction calculations has been tackled with modern algorithmic techniques. Firstly a brief historical overview gives insight into topographical algorithms which are precise enough in calculating and flexible to use. Some remarks about data bases of topographic heights serve as an introduction into geographical information systems. Such systems may be of great help in future topographical work, as they eliminate the time consuming digitalization of topographic maps by hand. The topographical reduction method of Sideris using the fast fourier transform algorithm and a new developed reduction scheme based on an exact polyhedron algorithm and a triangulization of the topography are discussed in detail and tested. The calculations of synthetic topographic models gave varied results: • The method of Sideris works with an enormous speed but as it is physically equivalent to the massline method it is not precise enough for applied gravimetry. • The algorithm using polyhedral bodies needs exact topographical point heights especially in the near surroundings of the gravimetrical station. In future there will be a data base of topographical heights stored in a triangular fashion (triangulated irregular network) called a TIN data base. With TIN the topographical reduction method using the polyhedron formula will be fast enough to handle even big topographical models. As such data bases are not available at present one can use a method developed in this work which combines the positive attributes of both algorithms: The heights far away from the station are calculated with FFT while those in the immediate surroundings with the algorithm using the polyhedron formula. This combined system gives results which are better than 1 mGal and take a considerable short CPU-time. All algorithms are tested with real topographical models of the Harz mountains of West Germany and the Zambezi escarpment of Zimbabwe.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der vorliegenden Arbeit wird das Schwerefeld in den südlichen zentralen Anden in Hinblick auf die Vorgänge an einem aktiven, konvergenten Plattenrand untersucht. Es können wesentliche Randbedingungen für die Strukturen und den Stoffbestand der Lithosphäre abgeleitet werden. Die Grundlage dieser Interpretationen bildet die Bearbeitung der gravimetrischen Meßdaten in drei Schritten: • Erstellung einer homogenen, regionalen Datenbasis unter besonderer Berücksichtigung der Vernetzung der Schweredaten und der topographischen Reduktion • Numerische Analyse des Schwerefeldes mit Hilfe von Filterungen, isostatischen Berechnungen und Massenabschätzungen • Durchführung 2-dimensionaler und 3-dimensionaler Modellrechnungen Die wesentlichen Ergebnisse der Bearbeitung des Schwerefeldes der andinen Subduktionszone sind in der Reihenfolge von den tieferen zu den höheren Stockwerken: • Die subduzierte Nazca Platte hat einen maximalen gravimetrischen Effekt von 55 mGal. • Thermische isostatische Prozesse nach Froidevaux ir Isacks (1984) haben einen minimalen Einfluß auf das Schwerefeld. • Die Berechnung regionaler isostatischer Modelle nach Banks et al. (1977) ergibt eine Biegesteifigkeit der Kruste von 1 ∙ 1023 Nm im W-E Segment zwischen 20° S und 22° S und 5 ∙ 1022 Nm im Segment zwischen 22° S und 26° S. • Die Kruste - Mantel - Grenze zeigt entlang der Hochkordillere einen strukturierten Verlauf mit einer maximalen Tiefe von 63 km bei 67.5° W, 23° S. • In dem Gebiet zwischen 23.5° S bis 24.5° S und 68.5° W bis 69.5° W wird im Bereich der Moho eine anomale Geschwindigkeit - Dichte Beziehung registriert. • Die kombinierte Interpretation seismologischer, refraktionsseismischer, gravimetrischer und petrophysikalischer Untersuchungen deutet auf eine Mächtigkeit der kontinentalen Kruste im küstennahen Bereich von 30 - 33 km und einer zunächst mit einem sehr geringen Abtauchwinkel subduzierten ozeanischen Lithosphärenplatte hin. • Die kontinentale Unterkruste zeigt im Untersuchungsgebiet eine geringe Änderung in der Streichrichtung der Anden. • Die Ostgrenze der aus refraktionsseismischen Messungen abgeleiteten, stark aufgegliederten Unterkruste mit sehr geringen Durchschnittsgeschwindigkeiten kann mit Hilfe des Schwerefeldes kartiert werden. Ihre Übereinstimmung mit der Ostgrenze des neogenen bis holozänen Vulkanismus deutet auf einen direkten Zusammenhang zwischen dieser Unterkrustenstruktur und dem rezenten Magmatismus hin. • Die gravimetrisch geforderte Mittelkruste mit Dichten um 2.9 g/cm3 unter der Hochkordillere könnte zum überwiegenden Teil aus Gesteinen einer präandinen Unterkruste bestehen. • Die gravimetrische Modellierung der Schichten mit schon oberflächennah sehr hohen Geschwindigkeiten im Bereich Küstenkordillere und Längstal in Kombination mit Massenabschätzungen zeigt, daß nur der obere maximal 5 km mächtige Teil der modellierten Körper für die Anomalien im Residualfeld verantwortlich ist. Die tieferliegenden Massen erzeugen zusammen mit der Unterkrustenstruktur im wesentlichen den regionalen Trend im Schwerefeld. • Die bedeutendste Struktur im residualen Schwerefeld, das langgestreckte Maximum südöstlich von Calama, ist vermutlich ein relativ einheitlicher, paläozoischer Gesteinskomplex in 10 bis 20 km Tiefe. • Modellrechnungen und Massenabschätzungen im Bereich des rezenten magmatischen Bogens lassen auch aufgrund des Schwerefeldes die Anwesenheit von kleineren, partiell geschmolzenen Magmenreservoiren in der oberen Kruste möglich erscheinen. • Im andinen Vorland ist im Schwerefeld deutlich zwischen dem SANTA BARBARA SYSTEM und dem fold and thrust belt zu unterscheiden. Auf der Basis des regionalen Schwerefeldes konnten bisher unbekannte Krustenstrukturen aufgezeigt werden. Trotz der Einschränkungen, die sich aus den mangelnden oder nicht existenten Randwerten ergeben, konnte ein plausibles Strukturmodell des Untergrundes des Andenorogens erstellt werden.

Description: The present work deals with the gravity field in the Southern Central Andes in regard to the processes at an active convergent margin. Substantial boundary conditions can be deduced for the structure and the material parameters of the lithosphere. This interpretation is based on the processing of the gravity data in three steps: • Preparation of a homogeneous, regional data base considering especially the connection of the different gravity networks and the topographic reduction. • Numeric analysis of the gravity field with the aid of filtering procedures, isostatic calculations and excess mass estimations. • Realization of 2-dimensional and 3-dimensional model calculations. The main results of the analysis of the gravity field at the Andean subduction zone considered from the lower to the higher levels are: • The subducted Nazca slab has a gravity effect not exceeding 55 mGal. • Processes of the thermal compensation model by Froidevaux fc Isacks (1984) have an insignificant effect on the gravity field. • The calculation of regional isostatic models according to Banks et al. (1977) results in a crustal flexural rigidity of 1 • 10 23 Nm in the W - E segment between 20° S and 22° S, and 5 • 10 22 Nm between 22° S and 26° S. • The crust - mantle boundary shows undulations along the High - Cordillera with a maximum depth of 63 km at 67.5° W, 23° S. • In the region between 23.5° S - 24.5° S and 68.5° W - 69.5° W a level with a anomalous velocity - density relationship exists near the M – discontinuity. • The combined interpretation of seismological, refraction seismic, gravimetric and petrophysical investigations points to a thickness of the continental crust near the coast of 30 - 33 km. There the dip of the subducted plate seems to have a very low angle. • In the area under investigation the lower continental crust shows only little variations in the general strike direction of the Andean orogen. • According to the seismic investigations the lower Andean crust is highly structured and has a small mean velocity. The easternmost limit of this lower crust can be mapped with the aid of the gravity field. Its agreement with the limit of the neogene to holocene volcanism points to a direct relation between this structured lower crust and the recent, magmatism. • The postulated crustal layer with densities about 2.9 g/cm 3 beneath the High - Cordillera, which is necessary for the gravity fitting, may consist mainly of rocks of a preandean lower crust. • The 3D - modelling of the layers with high velocities near the surface under the Coast Range and the Longitudinal Valley in combination with mass estimations shows, that only the uppermost 5 km of the modelled structure are relevant for the anomalies seen in residual gravity fields. The deeper masses produce, in combination with the structure of the lower crust, mainly the regional trend of the gravity field. • The most important feature in the residual gravity fields, the pronounced regional maximum southeast of Calama, is presumably a relatively homogeneous, paleozoic rock complex in the depth range of 10 to 20 km. • The results of modelling and mass calculations in the area of the recent magmatic arc could possibly account for smaller, partly molten magma reservoires in the upper crust. • The gravity field distinguishes well between the Santa Barbara System and the Bolivian fold and thrust belt along the Andean Foreland. Based on the regional gravity field new structures in the lithosphere were detected. Besides the restriction of the limited boundary constraints it was possible to establish a plausible structural model of the Andean orogen.

Description: thesis

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