ALBERT

Description: In der Geoelektromagnetik werden oft großflächige Quellen, beispielsweise Leiterschleifen, näherungsweise als Punktquellen aufgefasst. Diese Annahme ist jedoch nur für hinreichend große Entfernungen zwischen Quelle und Messpunkt zulässig. Da die Messung mit relativ kleinen Spulen durchgeführt werden, die Sendespulen aber bis zu 10 000m2 Spulenfläche aufweisen, liegt es nahe, das Reziprozitätsprinzip auszunutzen, um Sender und Empfänger zu vertauschen. So wird das Feld eines Sendedipols am Ort des eigentlichen Empfängers genutzt, um über die Lösung dieses Dipols am Ort des eigentlichen Senders zu integrieren. Die Integrationsfläche entspricht dabei der Fläche der eigentlichen Sendeschleife. Dabei kann die Lösung des Dipols entweder analytisch über homogenen oder geschichteten Leitfähigkeitsmodellen oder numerisch über beliebigen Leitfähigkeitsverteilungen berechnet werden. Um den Einfluss der Spulengeometrie abzuschätzen, gen¨ugt meist die Auswertung der analytischen L¨osung. Die numerische Integration geschieht dabei durch eine zweidimensionale Gaußquadratur. Eine Konvergenzstudie zeigt die Abhängigkeit der Genauigkeit dieses Ansatzes von der Knotenzahl der Gaußquadratur in Verbindung mit ausgew¨ahlten Entfernungen zwischen Senderzentrum und Messpunkt.

Description: Vorliegender Datensatz gibt auf Basis einer Analyse im Dezember 2015 im re3data.org - Registry of Research Data Repositories1 einen Überblick über Forschungsdaten-Repositorien die unter Beteiligung deutscher Institutionen betrieben werden.

Description: Die vorliegende Ausgabe des GFZ-Journals „System Erde“ soll einen Einblick in die am GFZ betriebene Forschung zur Seismologie geben.

Description: Bei phreatischen Eruptionen fehlen häufig warnende Vorzeichen. Der plötzliche Ausbruch des japanischen Vulkans Ontake im Herbst 2014 traf viele unvorbereitet.

Description: Phreatic eruptions often occur without any forewarning. Many were unprepared for the sudden eruption of Ontake volcano, Japan in autumn 2014.

Description: Subduction earthquakes are the most powerful naturally occurring terrestrial processes often resulting in catastrophic fatality counts and decimation of human infrastructure. Over the past decades, great efforts have been undertaken to improve the understanding of the subduction earthquake physics. The Integrated Plate Boundary Observatory in Chile (IPOC) is a multi-instrument network installed in 2007 in the Northern Chile Seismic Gap, where a large magnitude earthquake was expected soon. On April 1st 2014, a portion of the IPOC-monitored region broke, producing the Mw 8.1 Iquique earthquake. In the year leading up to this event, IPOC’s instruments captured some unusual transient seismic and geodetic signals, resulting in a unique dataset recording the preparatory phase of a large earthquake. We combined IPOC data with satellite radar interferometry (InSAR) data to analyze not only the earthquake itself but also the interseismic phase and a detailed foreshock series before the main event. We found that the earthquake ruptured a zone on the plate interface that was highly locked before the earthquake. Additionally, we were able to characterize the aseismic (silent) slip that occurred in the two weeks leading up to the event by combining seismic and geodetic data. Application of these analyses in real-time might enable geoscientists to identify runaway processes that can precede large subduction earthquakes.

Description: Rupture processes show strong similarities on broad spatial scales suggesting that in parts the governing physics for microcrack formation in the laboratory or a large earthquake along a tectonic plate boundary are the same. We discuss examples ranging from rock deformation experiments in the laboratory under controlled boundary conditions, induced seismicity in mines and geological reservoirs to natural earthquakes posing tremendous seismic hazard to population centers. We describe fundamental relations for the entire bandwidth of rupture processes involving fractures, faults and shear zones and their seismic characteristics such as b-value or seismic source properties. Laboratory tests on small-scale rock samples allow studying aspects of processes that control earthquake nucleation and rupture propagation. However, up-scaling of laboratory results to the field scale requires that dominant deformation processes remain the same on vastly different scales, and that potential effects of changing kinematic boundary conditions may successfully be accounted for by appropriate constitutive equations. Our approach shows that constitutive models capturing fundamental physical processes on the laboratory scale may be successfully applied to improve process understanding of deformation on the field scale with the potential to improve seismic hazard estimation.

Description: Seismology is often associated with the investigation of earthquake processes and indeed this is a very important target of the science. However, seismology is also the primary means by which we can obtain images of the internal structure of the Earth on all scales, ranging from the deep interior, i.e. the Earth’s core and lower mantle over the mantle lithosphere and crust, the scale at which plate tectonics ‘happens’ all the way to the unconsolidated material in the near-surface. Seismology uses earthquakes and artificial sources as signal generators but also the ambient background wavefield, previously considered to be merely noise. Methodological and instrumental innovations have allowed ever more detailed investigations of the earthquake process and the seismic structure, and opened up new targets such as as the monitoring of geomorphological events and investigations of the time-dependency of seismic structure. Finally seismology is not restricted to waveform analysis and the instrumental period but draws on historical data and, in the field of paleoseismology, geological markers to constrain seismic activity in the pre-instrumental past. Direct societal benefits from seismology accrue for example from improved seismic hazard estimates and early-warning technologies in the area of natural hazards, from improved recovery and usage of natural resources, including geothermal energy as a sustainable energy source and much more, e.g. the possibility to monitor and thus enforce compliance with the nuclear test ban treaty.

Description: Deep seismic sounding provides important information on the seismic structure of the crust. Seismic experiments make use of controlled sources (explosions, Vibroseis) or natural sources (earthquakes, ambient noise), or combinations of both types. Seismic velocities are derived from modelling or tomographic inversion of diving waves and refractions. Particularly the combined interpretation of compressional and shear velocities allows for insight into the lithological structure of the crust. Seismic reflectivity is derived from imaging of waves reflected at geological boundaries. Typical patterns of crustal reflectivity are observed for specific tectonic settings. Case studies are shown from two studies at plate boundary systems. (1) The old plate boundary at the Namibian margin was formed by Cretaceous continental rifting and its interplay with the activities of the Tristan da Cunha mantle plume. Traces of intensive magmatic overprinting of the crust at the landfall region of Walvis Ridge can be seen in the derived velocity model and also in the reflectivity image. (2) The Dead Sea transform marks the active boundary between the African and Arabian plates. The Dead Sea basin was formed by pull-apart in response to step-over of the fault system. Results from tomography reveal a deep asymmetric basin structure. An anomalous body was found under the basin, between 13 and 18 km depth, which is interpreted as pre-basin sediments. Our results are supported by the distribution of earthquakes. The results provide new constraints for the modeling of plate boundary processes.

Description: Für erfolgreich betriebene Wissenschaft ist es unerlässlich, als Forschender auf seinem Fachgebiet die neuesten Entwicklungen zu verfolgen. Dafür bietet Current Awareness (CA) Wissenschaftlern eine Reihe von kommerziellen Services und Dienstleistungen an, aber auch Alternativen wie das Suchportal ALBERT. Mit dieser Arbeit wird die Funktion von ALBERT als CA-Service hinsichtlich Aktualität und Informationsbedarf von Wissenschaftlern untersucht. Der erste Teil der Arbeit vergleicht die Erfassungsgeschwindigkeit von Metadaten von Artikeln in ALBERT mit den etablierten Datenbanken Web of Science, Scopus und PubMed. Im zweiten Teil der Arbeit werden auf Grundlage von Experteninterviews Aspekte ausgewertet und diskutiert, die in Zusammenhang mit dem Stellenwert von CA in der aktuellen Forschung und einer bibliothekarischen Dienstleistung dazu stehen. Komplettiert wird die Arbeit mit einer Auseinandersetzung der technischen Dimension un der Metadatenqualität eines CA-Services.

Description: Zwischen August und November 2000 fand in der Region Vogtland/NW-Böhmen der letzte größere Erdbebenschwarm mit Magnituden ML 〈 4 statt. Die stärkeren Beben dieses Schwarmes wurden von der Bevölkerung in NW-Böhmen sowie im Vogtland und der Oberpfalz als Erschütterung des Bodens deutlich gespürt und zusätzlich als Grollen aus dem Untergrund gehört. 547 Einzelbeben wurden allein mit den Stationen des Deutschen Regionalen Seismologischen Netzes (GRSN) ausgewertet und in einem vorläufigen Bulletin auf der Internetseite des Seismologischen Zentralobservatoriums in Erlangen (SZGRF) veröffentlicht (http://www.szgrf.bgr.de). Um den Erdbebenschwarm 2000 und seine Ursachen besser untersuchen zu können, sind zu Beginn des Schwarmes, zusätzlich zu den Stationen des SZGRF und der Universitäten Freiberg, Jena, Leipzig und München, Messstationen von der Universität Potsdam und dem GFZ-Potsdam in Zusammenarbeit mit der Universität Weimar eingerichtet worden. Nach bisherigen Vorstellungen wird angenommen, dass die Schwarmbeben durch aufsteigende Fluide in der Erdkruste ausgelöst werden, ihr Bruchverhalten aber hauptsächlich dem regionalen Spannungsfeld unterliegt. Die Klärung dieser grundlegenden Frage ist Gegenstand des von der DFG geförderten Bündelprojektes "Physikalisch / chemische Zustände und geodynamische Prozesse im Schwarmbebengebiet Vogtland/NW-Böhmen." Dieser Beitrag beschränkt sich auf die seismologischen Aspekte des Erdbebenschwarms.

Description: The nucleation of earthquakes and their seismic waves cannot be predicted in a deterministic sense. However probabilistic hazard and risk estimations can be conducted which help to increase the preparedness and reduce the vulnerability of societies. Those estimations are based on the rapidly growing number of empirical earthquake data recorded by seismic networks or known from historical or geological studies, which show that earthquakes are not randomly occurring. They typically occur clustered in space and time with specific characteristics such as the Gutenberg-Richter law for the frequency-magnitude distribution. Seismicity models have to account for earthquake interactions to avoid erroneous estimations of the activity level and spatial distribution of future activity. Additionally, the vulnerability of societies is changing with with time, because of the dynamic reconstruction and growth of cities in earthquake-prone regions. Thus new sophisticated models, strategies, and methods have to be developed and tested for all components of the earthquake risk chain to improve our probabilistic hazard and risk estimations.

Description: Diese Ausgabe des GFZ-Journals „System Erde“ wurde im Dezember 2016 produziert und erscheint im Januar 2017. Das ist der Monat, in dem das Deutsche GeoForschungsZentrum seinen 25. Geburtstag feiert. Der Schwerpunkt Südamerika ist dabei durchaus passend, denn die Forscherinnen und Forscher des GFZ arbeiten dort seit der Gründung des Zentrums. Die Südpazifikküste mit den großen Subduktionsbeben, die Anden mit ihren Vulkanen und all die geologischen Prozesse, die in der Region sichtbar werden, sind wie die Seiten eines Lehrbuchs der Geologie – wenn man sie denn zu entziffern weiß. Selbst die so genannten passiven Kontinentalränder an den Küsten des Südatlantiks bieten uns tiefe Einblicke in die Erdgeschichte; sie sind Geoarchive erster Ordnung. Hinzu kommt, dass sie Lagerstätten für Rohstoffe bergen.

Description: Seismic interferometry is a methodology to recover the signals of waves propagating between seismic stations from records of random wavefields such as the ambient seismic noise or the coda of an earthquake. Teleseismic body waves excited by a very deep earthquake close to Kamchatka are investigated to unveil the composition of the teleseismic wavefield at long propagation times which is key to understand how teleseismic waves can be reconstructed by seismic interferometry. Waves at high frequencies around 1s period are shown to be scattered strongly in the Earth crust where they are quickly attenuated. At low periods, seismic waves circle the Earth for many hours as surface waves with clear arrivals of the different orders. At intermediate periods around 40s waves still propagate for several hours but individual arrivals cannot be identified in the data any more – indicating a randomization process. It is shown here that to a large extent this randomization is due to the interaction with the Earth’s 1D structure that does not alter the azimuthal distribution of the wavefield. Even after 8 h the seismic energy propagates dominantly along the great circle and the mean free time of the azimuthal randomization is estimated to 10 h. This means that the recovery of the teleseismic wavefield by seismic interferometry is strongly dependent on the distribution of ambient sources. For a successful application of seismic interferometry sources need to be present at suitable distances on the great circle connecting the stations.

Description: The warm water geothermal reservoir below the village of Waiwera in New Zealand has been known by the native Maori for centuries. Development by the European immigrants began in 1863. Until the year 1969, the warm water flowing from all drilled wells was artesian. Due to overproduction, water up to 50 °C now needs to be pumped to surface. Further, between 1975 and 1976, all warm water seeps on the beach of Waiwera ran dry. Within the context of sustainable water management, hydrogeological models must be developed as part of a management plan. Approaches of varying complexity have been set-up and applied since the 1980s. However, none of the models directly provide all results required for optimal water management. Answers are given simply to parts of the questions, nonetheless improving resource management of the geothermal reservoir.

Description: Das geothermische Warmwasserreservoir unterhalb der Kleinstadt Waiwera in Neuseeland ist seit vielen Jahrhunderten bei den Ureinwohnern, den Maori, bekannt. Die Nutzung durch die europäischen Einwanderer begann 1863. Bis in das Jahr 1969 waren die bis dahin abgeteuften Förderbohrungen für das warme Wasser artesisch. Ausgelöst durch eine Überproduktion muss das bis zu 50 °C heiße Wasser heute mit Pumpen gefördert werden. In den Jahren 1975 und 1976 kam es zusätzlich zum Versiegen der Warmwasserquellen am Strand von Waiwera. Im Rahmen einer nachhaltigen Wasserbewirtschaftung ist es notwendig, hydrogeologische Modelle einzusetzen. Unterschiedlich komplexe Ansätze wurden seit den 1980er- Jahren umgesetzt. Keines der Modelle liefert allerdings direkt alle für dasWassermanagement benötigten Ergebnisse. Es werden jeweils Antworten auf Teilaspekte gegeben, die das Ressourcenmanagement des geothermischen Reservoirs verbessern.

Description: In Südostalaska wird eine relative Meeresspiegelabsenkung von bis zu 4 cm/ a beobachtet. Da dieses Gebiet während der letzten Kaltperiode durch das Kordillerische Eisschild bedeckt war und noch heute von Vergletscherung geprägt ist, liegt die Vermutung nahe, daß die Meeresspiegeländerungen zumindest teilweise durch isostatische Ausgleichsvorgänge hervorgerufen werden. Um diese Hypothese zu prüfen, werden für dieses Gebiet eislastinduzierte Vertikalbewegungen und Geoidänderungen mit Hilfe viskoelastischer Erdmodelle berechnet. Insbesondere werden sechs siebenschichtige Erdmodelle verwendet, die unterschiedliche Viskostitätsprofile berücksichtigen und die Bandbreite der plausiblen Lithosphärenmächtigkeiten abdecken. Das globale Lastmodell ICE-3G wird erweitert und das regionale Lastmodell AL-1 entwickelt, welches die rezente Vergletscherung Südostalaskas berücksichtigt. Weiterhin werden die Ozeane als Last einbezogen. Ein Vergleich der berechneten mit den beobachteten Meeresspiegeländerungen zeigt, daß die Beobachtungen nur zu einen geringen Anteil von wenigen Millimetern pro Jahr durch Isostasie erklärt werden können.

Description: Das Magnetfeld der Erde ist zeitlich nicht konstant. Magnetfeldvariationen entstehen durch elektrische Ströme in der Ionosphäre und Magnetosphäre, aber auch Blitzentladungen von Gewittern verursachen im Hohlleiter, der durch Erde und Ionosphäre gebildet wird, magnetische Wechselfelder. Diese Wechselfelder induzieren in einem elektrisch leitenden Medium wie der Erde elektrische Ströme. Auf diesem Induktionsvorgang, der durch die Maxwellgleichungen beschrieben wird, beruht die Methode der elektromagnetischen Tiefensondierung (Magnetotellurik). In der Geophysik werden eine Vielzahl verschiedener Sensoren verwendet, um zeitlich variable magnetische Felder zu messen. Bauartbedingt eignen sich Induktionsspulen besonders zur Aufnahme von magnetischen Signalen mit einem Frequenzgehalt von wenigen mHz bis hin zu einigen kHz. Das Problem bei der Messung dieser Signale besteht darin, dass die Signalamplituden generell sehr klein sind, zusätzlich aber auch eine große Variabilität zwischen kleinsten und größten Amplituden auftritt (dynamic range). Moderne Induktionsspulen sind daher optimierte Sensoren, die aus einer Vielzahl genau aufeinander abgestimmter Komponenten bestehen. Bei der täglichen Arbeit im Gelände sind Induktionsspulen extremen mechanischen Belastungen ausgesetzt, die zu äußerlich nicht erkennbaren Veränderungen von Systemparametern oder sogar zu Schäden führen können. Sensoren stehen immer am Anfang eines jeden Meßsystems, und fehlerhafte Sensoren führen unweigerlich zu später nicht korrigierbaren, falschen Messwerten. Die regelmäßige Kalibrierung und Funktionsüberprüfung der Induktionspulen des Geophysikalischen Gerätepools Potsdam (GIPP) ist daher unerlässlich, um den hohen Standard der Magnetotellurikmessungen auch in Zukunft gewährleisten zu können.

Description: The Atacama Fault System (AFS) is an active trench-parallel fault system, located in the forearc of N-Chile directly above the subduction zone interface. Due to its well-exposed position in the hyper arid forearc of N-Chile it is the perfect target to investigate the interaction between the deformation cycle in the overriding forearc and the subduction zone seismic cycle of the underlying megathrust. Although the AFS and large parts of the upper crust are devoid of any noteworthy seismicity or historically documented earthquakes, at least three M=7 earthquakes in the past 10 ky have been documented in the paleoseismological record, demonstrating the potential of large events in the future. We apply a two-fold approach to explore fault activation and reactivation patterns through time and to investigate the triggering potential of upper crustal faults. 1) A new methodology using high-resolution topographic data allows us to investigate the number of past earthquakes for any given segment of the fault system as well as the amount of vertical displacement of the last increment. This provides us with a detailed dataset of past earthquake rupture of upper plate faults which is potentially linked to large subduction zone earthquakes. 2) The IPOC Creepmeter array provides us with high-resolution time series of fault displacement accumulation for eleven stations along the four most active branches of the AFS.

Description: Film 7: "Die Stilllegung eines CO2-Speichers – Pilotstandort Ketzin" (Länge 10:39) Produktionsjahr: 2015

Description: In news reports we are accustomed to see earthquakes symbolised with a dot or star on a map and associated with a magnitude, the bigger the scarier. For at least moderately sized earthquakes seismologists additionally have been routinely determining the type of rupture just from observing the pattern of radiated seismic energy. In reality earthquakes do not occur as a point but rupture a fault plane. For small earthquakes this distinction can be neglected but for the largest earthquakes the rupture plane can extend for hundreds of kilometres, and the actual rupture propagation begins to have a strong influence on the hazard that the earthquake presents – whether the rupture proceeds to the north or the south and how deep and shallow it reaches determines which cities will be hit the hardest, whether shaking is moderate or intense, and whether a sizeable tsunami is triggered. The explosion of the availability of ground-, ocean- and space-based observation technologies in the last decade has allowed seismologists to map the rupture process in unprecedented detail even for challenging subduction zone earthquakes. The same technology can be used to observe potential precursory processes and the postseismic relaxation by which the earth regains its equilibrium following the disturbance that a great earthquake represents. Focussing on the Mw 8.1 Iquique earthquake in northern Chile on April 1, 2014, we will discuss the state-of-the-art in monitoring great earthquakes and their aftermath.

Description: The possibility of seismic risk mitigation in high hazard region like Central Asia requires the availability of strong motion recordings.When available also in real time, they can be precious for enabling early warning systems and efficient rapid response procedure. TheACROSS project is implementing the installation of the first real time strong motion network for Central Asia. It offers the opportunityfor developing, testing and implementing new methodologies for strong motion data analysis in real time, improving the transfer ofknowledge from research to application.

Description: Significant scientific findings are often directly related to innovations in measurement technology. For investigating the Earth’s interior the invention of the seismography played the most important role. Starting with the first seismograph suitable for scientific investigations by Ewing, Gray and Milne in the 1870s and its improvement by Wiechert around 1900, seismic instrumentation was available in the beginning of the last century to reveal the layered structure of our planet. Since then, instruments were steadily improved, and controlled source experiments and seismic networks significantly contribute today to our understanding of the Earth’s structure and the ongoing dynamic processes as well as to the exploration of resources as oil, gas, water and minerals. At the GFZ German Research Centre for Geosciences we work on technical innovations and apply them in experiments around the world and at a variety of scales. We develop highly portable, low-cost, high-performance seismic data recording systems, which are designed to be used in “large-N” array configurations (〉1000 receivers) and on the sea floor (shallow water). Distributed accoustic sensors (DAS) based on fibre-optic cables allow extremely dense sampling of the seismic wavefields. Seismic sources and receivers integrated in borehole tools illuminate in high-resolution the subsurface during drilling operations (Seismic prediction while drilling, SPWD).

Description: Das Wissen um die lokale Struktur von Seltenen Erden Elementen (SEE) in silikatischen und aluminosilikatischen Schmelzen ist von fundamentalem Interesse für die Geochemie der magmatischen Prozesse, speziell wenn es um ein umfassendes Verständnis der Verteilungsprozesse von SEE in magmatischen Systemen geht. Es ist allgemein akzeptiert, dass die SEE-Verteilungsprozesse von Temperatur, Druck, Sauerstofffugazität (im Fall von polyvalenten Kationen) und der Kristallchemie kontrolliert werden. Allerdings ist wenig über den Einfluss der Schmelzzusammensetzung selbst bekannt. Ziel dieser Arbeit ist, eine Beziehung zwischen der Variation der SEE-Verteilung mit der Schmelzzusammensetzung und der Koordinationschemie dieser SEE in der Schmelze zu schaffen.

Description: Knowledge of the local structure around rare earth elements (REE) in silicate and aluminosilicate melts is of fundamental interest for the geochemistry of magmatic processes, particularly for comprehensive understanding of the partitioning processes of REE in magmatic systems. It is generally accepted that mineral-melt partitioning of REE’s is controlled by temperature, pressure, oxygen fugacity (in case of polyvalent cations) and crystal chemistry but less is known about the influence of the melt composition. The aim of this thesis is to establish a relationship between the variation of the REE distribution with the melt composition and the coordination chemistry of this REE in the melt.

Description: Volcanic activity involves different processes on different scales at depth and at the surface. Many of them generate seismic signals, ranging from tiny, earthquake-like signals to increased continuous vibrations to significant ground motion events before and during volcanic eruptions. A range of modern tools of volcano seismology is nowadays used to monitor changes in the volcanic activity and volcanic unrest. Additionally, advanced seismology is able to image the deep volcanic structures at high resolution and to map the depth and size of magmatic reservoirs beneath volcanoes. Although seismology is a key technology for volcano research and the assessment of volcanic hazard, novel concepts of volcano monitoring combine seismology with different types of multi-parameter sensors to characterize the processes accompanying volcanic unrest. GFZ is developing advanced approaches for volcano monitoring and volcano modeling involving a broad scale of instruments and disciplines. The article focuses mainly on two examples from volcanoes in South America and Iceland showing how large magmatic reservoirs are slowly filled over periods of decades and abruptly depleted over periods of months during volcanic eruptions.

Description: Sedimentary basins represent geological archives. Accordingly, 3D basin models that integrate geological and geophysical observations can be used to reproduce not only their present-day structural configuration and distribution of physical properties, but also their evolution including the subsidence history. For example, the thickness of deposited sediments reflects the amount of subsidence caused by the sediment load. The corresponding load-dependent vertical movements (called isostatic subsidence) can be sequentially subtracted from the total subsidence in order to reconstruct past depth configurations. Another aspect of basin subsidence is caused by thermal processes that can also be approximated by studying the present-day basin configuration. If the basin formation is related to lithospheric stretching and thinning, it initially involves a thermal disturbance due to which the geothermal gradient is increased by an amount depending on the observed strain. After stretching has ceased, the lithosphere starts cooling down and approaches a thermal equilibrium. This cooling process is accompanied by an increase in rock density and related thermal subsidence, which can also be assessed. By calculating the two subsidence components for certain stratigraphic intervals, the corresponding temporal changes in water depths (paleobathymetries) can be reconstructed for our understanding of subsidence dynamics. This research methodology was applied to the conjugate passive continental margins of Africa and Argentina in order to analyse and compare the evolution of sedimentary basins after the formation of the South Atlantic. This study mainly focussed on the Argentinian Colorado Basin because of its complex evolution and economic resource potential.

Description: Very long baseline interferometry (VLBI) is one of the fundamental space geodetic techniques. Important goals for the next generation of VLBI technology are continuous operations as well as automated data processing. For this reason, it is necessary to introduce real time capable parameter estimation algorithms, such as Kalman filters, to VLBI data analysis. In this study, such a filter was implemented in the VLBI software VieVS@GFZ, and several aspects related to VLBI data processing were investigated. Within the corresponding module VIE_KAL it is possible, for example, to estimate all parameters important in VLBI analysis, adapt their stochastic models, flexibly define the datum, integrate external data, as well as extract datum free normal equations. The foci of the investigations were on the effects of the troposphere, the most important error source in VLBI analysis, and on the determination of station positions, which are of great importance in geodesy. For the stochastic model of the tropospheric delays, station- and timedependent differences were considered. In comparisons with tropospheric parameters from GNSS, water vapor radiometers and numerical weather models, the Kalman filter solution yielded 5 to 15% smaller differences than a least squares solution based on the same models and VLBI data. Also in the case of estimated station coordinates, the Kalman filter solution exhibited better baseline length and station coordinate repeatabilities. The application of station-based process noise led to additional improvements. Furthermore, the Kalman filter was used to estimate subdaily station coordinate variations caused by tidal and loading effects. Finally, the findings were used to determine Kalman-filter-based global terrestrial reference frames (TRFs). For the stochastic model of the coordinate variations of particular stations, loading deformation time series were utilized. The non-deterministic approach of the Kalman filter allowed the consideration of non-linear station movement, for example, due to irregular seasonal effects or post-seismic deformations. In comparisons with a VLBI TRF solution from a classical adjustment and ITRF2008, a good agreement in terms of transformation parameters and station velocities was achieved. The findings from testing different options related to the parameterization and to the stochastic model will help to improve future reference frames.

Description: Seismic hazard assessments can only be as good as the historical past is known. Therefore, reliable seismicity records have to be extended back into history as far as possible. Hence, historical seismological investigation is of utmost importance in order to achieve long-term earthquake catalogue data of high quality. This basic research has been performed at the GFZ German Research Centre for Geosciences as a multidisciplinary approach of seismologists and historians for many years. Seismic activity before the installation of the first seismographs in the beginning of the 20th century can only be reconstructed based on written sources For Central Europe, these documents date back up to the middle of the 8th century. The historical information for each earthquake has to be source-critically analyzed and transferred into parameterized information, which is then catalogued. During the long tradition of collecting past seismic information starting more than a century ago, many mistakes were made, like duplications of events, misinterpreted strength, location and wrong dating of earthquakes, which could be identified by our investigation. We show exemplarily how these uncertainties can be mitigated. Historical passing on of information is transferred to modern seismicity parameters by applying historic-critical methods. Thus, we are able to acquire better and more reliable long-term data for historical earthquake catalogues and for trustworthy long-term seismic hazard assessments.

Description: To this date, the question of why and how a plateau-type orogen formed with massive crustal thickening at the leading edge of western South America remains one of the hotly debated issues in geodynamics. During the Cenozoic, the Altiplano and Puna plateau of the Central Andes developed during continuous subduction of the oceanic Nazca plate in a convergent continental margin setting – a situation that is unique along the 60 000 km of convergent margins around the globe. The key challenge is to understand why a first-order mechanical instability of the later plateau extent developed along the central portion of the leading edge of South America only, as well as why and how this feature developed only during the Cenozoic, although the cycle of Andean subduction had been ongoing since at least the Jurassic. Although the widespread presence of partial melts or metamorphic fluids at mid-crustal level has been suggested to indicate upper plate weakening from heating and partial melting, it is recently found that upper plate strain weakening at lithospheric scale plays a significantly larger role. This first order control is tuned by factors affecting the strength balance between the upper plate lithosphere and the plate interface of the Nazca and South American plates such as variations in trenchward sediment flux affecting plate interface coupling and slab rollback or the role of inherited structures. Late initiation of orogeny in the Eocene, however, and its sustained action over tens of million years is now found to be related to the penetration of the slab into the lower mantle around 50 Ma ago, producing a slowdown of the lateral slab migration (‚slab anchoring’), and dragging the upper plate against the subduction zone by large-scale return flow. The combination of these parameters was highly uncommon during the Phanerozoic leading to very few plateau style orogens at convergent margins like the Cenozoic Central Andes in South America or the Laramide North American Cordillera.

Description: Die Allianz der deutschen Wissenschaftsorganisationen empfiehlt wissenschaftlichen Einrichtungen, Informationen zu gezahlten Open-Access-Publikationsgebühren offenzulegen, damit die Kostenstrukturen des Open-Access-Publikationsmarkts klar erkennbar werden.

Description: The Earth’s surface is constantly changing as material is redistributed by processes like slope failures, debris flows and floods. Although this is a natural part of landscape evolution, we perceive many of these processes as hazards. Especially during their extreme manifestations, they can cause significant damage and even injury and loss of life. The process understanding that is necessary for the safe keeping of the environment that we live in can be obtained by acute observation. Seismic measurements provide distinct advantages over traditional methods. Within a sensor network, many important processes at the Earth’s surface can be observed and identified, along with their meteorological drivers. Further, seismic networks make it possible to monitor the entire landscape without the need of a prior choice of location. In this way, nearly complete event catalogues can be obtained and the interaction of different processes can be studied. The potential of seismic observations of Earth surface processes is illustrated with an example from the Illgraben, Switzerland. There, a two-way interaction between rock slope failures and debris flows was observed during a summer thunderstorm.

Description: The Integrated Plate Boundary Observatory Chile (IPOC) in northern Chile has been monitoring the largest seismic gap along the South American subduction zone for 10 years. When IPOC was initiated, it has been 130 years the last great earthquake in the region had occurred. And since then the Iquique gap had been accumulating a slip deficit along a 〉500 km segment of the plate boundary. Since IPOC’s inception two large events, the 2007 M 7.7 Tocopilla and the M 8.1 2014 Iquique earthquakes, have broken parts of the gap. Both events were well recorded by IPOC, produce valuable data and advance our understanding of the subduction megathrust earthquake cycle. Last year, the Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (GEOMAR) has been extending IPOC with the GeoSEA ocean bottom observatory. In this ambitious project deformation will be measured where it cannot be picked up by land-based instruments, i. e. far offshore near the subduction trench. This will open the crucial updip section of the subduction plate boundary to research. IPOC has thus demonstrated the necessity of long-term monitoring to observe slow or rare events, but also that tenacity and patience pay off.

Description: The content of this paper are the results obtained over many years in studies of the thermal transport properties of crystalline rocks. The measuring methods and equipments developed for these investigations are in detail described. The measurements were performed in dependence on temperature respectively pressure to simulate the conditions within the earth´s crust. Pressure up to 1000 Mpa was used under hydrostatic conditions whereas a pressure of 1500 Mpa was reached in a quasihydrostatic device. The maximal temperature was 1000 °C. The results obtained for the thermal conductivity and the thermal diffusivity in dependence on temperature were processed taking into account various mechanisms of heat conduction .This way information concerning the influence of the mechanisms was obtained. Especially the importance of the radiative heat transport is discussed. Mean curves for the temperature dependence of the thermal conductivity are given for the investigated rock types ( granite, gneiss, felsic and mafic granulite, serpentinite and peridotite). For other rocks a smaller number of samples was measured. It was tried to find the characteristic features for the temperatur dependence of the various rocks. The curves for the pressure dependence of the thermal tranport parameters were subdivided in the nonlinear initial range and the range over about 100 Mpa with a nearly linear pressure dependence. For the initial range the statistical distribution is given for the increase of the thermal transport parameters with rising pressure. For the linear range the mean pressure coefficients were calculated for the studied rocks. The obtained results for the pressure and temperature dependence of the thermal conductivity for representative crustal rocks were used to calculate the variation of the thermal conductivity within the crust assuming various geotherms. The influence of various processes (phase transitions, dehydration reactions, partial melting) on the thermal transport properties was tested. A new conduction mechanism was observed in dehydrating rock samples.

Description: In dem vorliegenden Heft sind die Ergebnisse langjähriger Untersuchungen der thermischen Transporteigenschaften von kristallinen Gesteinen zusammenfassend dargestellt. Die für die Messungen entwickelten Messmethoden sind detailliert beschrieben. Zur Simulation der Bedingungen innerhalb der Erdkruste wurden die Untersuchungen in Abhängigkeit von Druck und Temperatur durchgeführt. Unter hydrostatischen Bedingungen wurden Drücke bis 1000 Mpa erreicht, bei quasihydrostatischem Druck bis 1500 Mpa. Es wurden Temperaturen bis 1000 °C erreicht. Die Ergebnisse zur Temperaturabhängigkeit wurden unter Berücksichtigung verschiedener Leitungsmechanismen ausgewertet. Dadurch werden Aussagen über deren Bedeutung erhalten. Insbesondere wird der Einfluss des radiativen Wärmetransports diskutiert. Für die untersuchten Gesteinstypen ( Granite, Gneise, Amphibolite, felsische und mafische Granulite, Serpentinite, Peridotite ) werden mittlere Kurven der Temperaturabhängigkeit von Wärme- und Temperaturleitfähigkeit angegeben. Von anderen Gesteinen wurden kleinere Probenzahlen untersucht. Es wurde versucht, die charakteristischen Merkmale der Temperaturabhängigkeit verschiedener Gesteine herauszuarbeiten. Die Druckabhängigkeit wird in einen nichtlinearen Anfangsbereich und den Bereich linearer Abhängigkeit etwa oberhalb 100 Mpa gegliedert. Für den Anfangsbereich werden erstmals statistisch abgeleitete quantitative Ergebnisse angegeben. Im linearen Druckbereich wird das Verhalten durch Angabe der mittleren Druckkoeffizienten für die verschiedenen Gesteine beschrieben. Die Messergebnisse der Druck- und Temperaturabhängigkeit werden dazu benutzt, die Variation der Wärmeleitfähigkeit innerhalb der kontinentalen Kruste bei Vorgabe verschiedener Temperatur-Tiefen-Funktionen zu berechnen. Es wurden die Wirkungen von verschiedenen Effekten ( Phasenübergänge, Dehydration, partielles Schmelzen) auf den Wärmetransport untersucht. Ein erstmals beobachteter Leitungsmechanismus beeinflusst erheblich das Verhalten von Gesteinen, in denen bei hoher Temperatur Wasser freigesetzt wird

Description: Maronde, D.: Das zweite Jahr des Schwerpunktprogramms "Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland (KTB)". p. A1-A2. Emmermann, R.: Bericht über den Stand des Projektes. p. A3-A9. Stettner, G.: Geologische Kartierungen im engeren und weiteren Umfeld der Tiefbohrung, Beispiele von deren Auswertung in Beziehung zum Profil der Vorbohrung und das Vorhaben einer geologischen KTB-Umfeldkarte 1:10000. p. A10-A23. Reinhardt, J., Kleemann, U., Blümel, p., Schreyer, W.: Geothermobarometry of metapelites as a key to the pressure and temperature history of the ZEV (Zone von Erbendorf-Vohenstrauss), NE Bavaria. p. A24-A32. Faber, E., Whiticar, M. J.: C- und H-Isotope in leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen der KTB-Vorbohrung. p. A33-A41. Erzinger, J., Heinschild, H. J., Figgemeier,C., Samel, M: Ergebnisse der Gasanalytik in der KTB-Vorbohrung. p. A42-A45. Ziegenbein, D., Skrotzki, R., Hoefs, J., Müller, H., Reutel, Chr., Emmermann, R.: Fluidtransport und Graphitbildung auf Störungszonen. p. A46-A53. Haak, V., Stoll, J., Winter, H.: Why is the electrical resistivity around the KTB-hole so low? p. A54-A60. Müller, H., Tapfer, M., Emmermann, R., Wimmenauer, W.: Die Paragneise im Profil der KTB-Vorbohrung. p. A61-A66. Patzak, M., Okrusch, M., Röhr, C.: Metabasite der KTB-Vorbohrung, Vorläufige Ergebnisse bis 1610 m. p. A67-A80. Hoernes, S., Grimmeisen, W., Hoefs, J., Simon, K.: Größenordnung der Fluid-Gesteins-Wechselwirkung abgeleitet aus Sauerstoff- und Wasserstoff-Isotopendaten der Gesteine und Minerale der KTB-Vorbohrung. p. A81-A82. Walther, J., Reutel, Ch., Althaus, E., Behr, H. J., Homann, D., Horn, E.: Paläofluide in Gesteinen der KTB-Vorbohrung. p. A83-A96. Althaus, E., Walther, J.: Laser-aktivierte Massenspektrometrie (LAMMA) an Fluideinschlüssen. p. A97-99. Schmitz, D., Hirschmann, G., Kohl, J., Röhr, C., Dietrich, H.-G.: Die Orientierung der Bohrkerne in der KTB Vorbohrung. p. A100-A110. Vollbrecht, A., Rust, S., Weber, K.: Mikrorißgenerationen in der KTB-Vorbohrung und im Umfeld. p. A111-A119. Lippmann, E., Bücker, Ch., Huenges, E., Rauen, A., Wienand, J., Wolter, K.: Gesteinsphysik im KTB-Feldlabor: Messungen und Ergebnisse. p. A120-A129. Nover, G., Buntebarth, G., Kern, H., Pohl, J., Pusch, G., Schopper, J. R., Schult, A., Will, G.: Ergebnisse gesteinsphysikalischer Untersuchungen an Bohrkernen und ihre Bedeutung für das KTB. p. A130-A140. Haverkamp, S., Wohlenberg, J., Walter, R.: FACIOLOG-Korrelation von bohrlochgeophysikalischen Messungen mit kristallinem Gestein. p. A141-A151. Emmermann, R., Lauterjung, J., Stroh, A.: Das lithostratigraphische Profil der KTB-Vorbohrung bestimmt durch röntgenographische Phasenanalyse von Bohrmehl. p. A152-A164. 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Wall, H. de, Zarske, G., Weber, K.: Textur- und Formanalyse an Gesteinen der KTB-Vorbohrung: I. Texturen und Mikrogefüge. p. B414. Duyster, J., Wall, H. de, Weber, K.: Textur- und Formanalyse an Gesteinen der KTB-Vorbohrung: II. Formanalyse. p. B415. Juckenack, C., Wall, H. de, Weber, K.: Textur- und Formanalyse an Gesteine der Vorbohrung: III. Anisotropie der magnetischen Suszeptibilität. p. B416. Zulauf, G., Kleinschmidt, G., Oncken, O.: Faults and cataclasis in the close neighborhood of the KTB drillhole. p. B417. Behrmann, J. H., Heinisch, H., Lich, S., Volp, A., Zadow, A.: Scherkriterien im KTB: kontinuierliche Kernaufnahme duktiler Verformung von 480m bis 2004m Teufe. p. B418. Weber, K., Behr, H.-J., Behrmann, J., Hacker, W., Heinisch, H., Kohl, J., Vollbrecht, A., Wall, H. de, Zadow, A., Zulauf, G.: Beobachtungen zum Deformationspfad der Gesteine aus der KTB-Vorbohrung. p. B419. Strotzki, W.: TEM study of the microstructure in amphibolites. p. B420. 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Patzak, M., Okrusch, M.: Metabasites from the KTB pilote hole - the first 500 m. p. B438. Friedrich, G., Vogtmann-Becker, J., Kotnik, M., Redecke, p., Herzig, p., Kontny, A., van Delden, S., Keyssner, S.: Bildungsbedingungen von Chlorit in metamorphen Gesteinen der Oberpfalz. p. B439. Friedrich, G., Kotnik, M., Vogtmann-Becker, J., Herzig, p., Kontny, A., Keyssner, S.: Sulfidchemismus als Temperaturindikator in den Gesteinen der ZEV. p. B440. Puchelt, H., Blum, N.: Systematik der Schwefelisotopenverteilung in Lithologien der KTB-Bohrung. Beiträge zum 2. KTB Kolloquium, p. B441. Albat, F., Grauert, B., Hansen, B.: Sr-Isotopenverteilung in einem Kleinbereichsprofil durch Gneise der Bohrung Püllersreuth (ZEV). p. B442. Barth, H., Ganz, M., Brandt, R.: Metamorph-hydrothermale Anreicherung von Wolfram und Gold in Kalksilikaten und an Scherzonen. p. B443. Wagner, G. A. et al.: Spaltspur-Geothermochronologie am KTB-Bohrkern und an Umfeldgesteinen. p. B444. Reutel, Chr., Skrotzki, W., Vollbrecht, A.: TEM and RMP studies of graphites of the pilot borehole and the associated field. p. B445. Leveque et al.: Strontium- und Blei-Isoptope an Gesteinen und hydrothermalen Kluftfüllungen. p. B446. Wendt, I., Carl, C., Kreuzer, H., Müller, p., Stettner, G.: Rb-Sr-Datierung des Friedenfelser Granits und aplitischer Gänge. p. B447. Fritz, p., Lodemann, M., Rauert, W., Heinschild, H.-J., Homann, K. D., Miehe, R., Pusch, G., Dürr, M., Pekdeger, A., Rasper, M.: Zusammensetzung von Tiefenwässern in den offenen Klüften der KTB-Vorbohrung. p. B448. Lodemann, M., Weise, S., Forster, M., Fritz, p., Rauert, W., Stichler, W., Pekdeger, A.,Dürr, M., Rasper, M.: Isotopenhydrologische Untersuchungen im KTB-Umfeld. p. B449. Lodemann, M., Fritz, p., Rauert, W., Trimborn, p., Graf, W.: Isotopenhydrologische Untersuchungen an der Bohrspülung. p. B450. Faber et al.: C- und H-Isotope in leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen der KTB-Vorbohrung. p. B451. Behr, H. 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B459. Althaus, E., Walther, J.: Laser-aktivierte Massenspektrometrie (LAMMA) an Fluideinschlüssen. p. B460. Walther, J., Althaus, E.: Paläofluide in Kernproben der KTB-Vorbohrung. p. B461. von Brunn, H., Zimmermann, B.: Druckentwicklung in einer Formation bei der Simulation hydraulischer Bohrlochtests. p. B462. Roth, F.: Deformationen im Untergrund eines geschichteten elastischen Halbraums aufgrund einer Dislokationsquelle. p. B463. Dietrich, H.-G., Heinisch, M., Wöhrl, Th.: Die geowissenschaftliche Bohrungsbearbeitung im KTB-Feldlabor. p. B464. Wöhrl, Th., Dietrich, H.-G., Heinisch, M.: Probenfliessplan im KTB-Feldlabor. p. B465. Müller, H., Keyssner, S., Röhr, C.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geologie - Geologisches Profil (0 - 3900m) und Entwicklung der Gesteine. p. B466. Hacker, W., Kohl, J., Röhr, C., Sigmund, J.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geologie - Geologische Strukturen in Gesteinen der KTB Vorbohrung. p. B467. Schmitz, D., Hirschmann, G., Kohl, J., Röhr, C., Wohlgemuth, L.: Die Orientierung von Bohrkernen in der KTB-Vorbohrung. p. B468. Hirschmann, G., Bram, K., Behr, H. J.: Entwurf eines Vorprofils der Hauptbohrung. p. B469. Stroh, A., Heinschild, H.-J., Homann, K. D., Tapfer, M., Zimmer, M.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geochemie - A. Aufgaben und Untersuchungsmethoden. p. B470. Heinschild, H.-J., Homann, K. D., Stroh, A., Tapfer, M., Zimmer, M.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geochemie - B. Ergebnisse. p. B471. Lauterjung, J., Stroh, A., Emmermann, R.: Röntgenbeugung und Phasenanalyse - eine alte Methode, ein neues Konzept. p. B472. Lippmann, E.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geophysik - Dichte und Schallwellengeschwindigkeit. p. B473. Wienand, J., Bücker, Ch., Huenges, E., Lippmann, E., Rauen, A., Wolter, K. E.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geophysik - Porosität und elektrische Eigenschaften. p. B474. Rauen, A., Bücker, Ch., Huenges, E., Lippmann, E., Wienand, J., Wolter, K. E.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geophysik - Natürliche remanente Magnetisierung und Suszeptibilität. p. B475. Bücker, Ch., Huenges, E., Lippmann, E., Rauen, A., Wienand, J., Wolter K.E.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Geophysik - Gamma-Spektroskopie und Wärmeproduktionsrate. p. B476. Friese-Haug, M., Wächter, J.: Geowissenschaften im KTB-Feldlabor - Datenverarbeitung - KTBase (KTB-database): Kern eines wissenschaftlich/technischen Informationssystems: Hardware-Konzept und Struktur der Datenbank. p. B477.

Description: Müller, H., Hacker, W., Keyssner, S., Röhr, C., Sigmund, J., Kohl, J., Stroh, A., Tapfer, M.: B. Geologie. KTB Oberpfalz VB 1a - Ergebnisse der geowissenschaftlichen Bohrungsbearbeitung im KTB-Feldlabor, Teufenbereich 3009.7 - 3500 m. p. B1-B94. Wittenbecher, M., Heinschild, H. J., Stroh, A. &, Tapfer, M.: C. Geochemie. KTB-Oberpfalz VB - Röntgenanalytik, Spülungsanalytik, Gasanalytik. p. C1-C62. Wienand, J., Rauen, A., Huenges, E., Bücker, Ch., Wolter, K. E.: D. Geophysik. Tiefbohrung KTB Oberpfalz VB - Ergebnisse der Geowissenschaftlichen Bohrungsbearbeitung im KTB-Feldlabor (Windischeschenbach), Teufenbereich 3000 - 3500 m. p. D1-D50. Bücker, Ch., Zimmermann, G.: E. Vergleichende Untersuchungen der Gamma-ray-Messungen (GR) im Bohrloch und an Bohrkernen im Teufenbereich 3000 - 3500 m. p. E1-E9. Huenges, E., Reibelt, M., Lauterjung, J.: F. Vergleich der an Kernen gemessenen Wärmeleitfähigkeit mit der aus Modalanalysen berechneten Wärmeleitfähigkeit. p. F1-F9. Kohl, J., Müller, H., Röhr, C., Schmitz, D.: G. Kernorientierung. KTB Oberpfalz VB 1a, Ergebnisse der geowissenschaftlichen Bohrungsbearbeitung im KTB-Feldlabor, Teufenbereich 3009.7 - 3500 m. p. G1-G3. Röckel, Th., Natau, O.: H. Tiefbohrung KTB Oberpfalz VB - Erste Ergebnisse der felsmechanischen Indexversuche im Teufenbereich von 2000 -3000 m. p. H1-H13.

Description: Gatto, H.: Vergleich von Dichte und photoelektrischer Absorption zwischen Messungen von Schlumberger (Litho-Density Log) und Western Atlas International (Z-Densilog). p. 1-17. Zoth, G.: Versuch zur Deutung einer ungewöhnlichen Temperaturmessung in der KTB-Oberpfalz VB. p. 19-42. Zoth ,G.: Die Bestimmung der Wärmeproduktionsrate aus Bohrlochmessungen. p. 43-52. Zoth, G.: Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit aus Bohrlochmessungen. p. 53-62. Zoth, G.: Die Bestimmung der terrestrischen Wärmestromdichte aus Bohrlochmessungen. p. 63-71. Hänel, R.: Abschätzungen zum Spannungsfeld aus Bohrlochaufzeichnungen. p. 73-90. Draxler, J.: Das Geochemical Logging Tool (GLT) und seine Anwendung zur Element- und Mineralbestimmung. p. 91-120. Hänel, R.: Versuch zur Ermittlung von permeablen Klüften in der Pilotbohrung KTB-Oberpfalz VB mittels Stoneley-Wellen. p. 121-134. Kück, J.: Vergleich des aus Bohrlochmessungen errechneten mittleren spezifischen elektrischen Widerstandes bis 3000 m mit Werten aus der elektromagnetischen Tiefensondierung. p. 135-165. Kästner, U., Bram, K., Hubral, p., Kiefer, W., Küninger, C., Macdonald, C., Merz, J., Rühl, T., Sandmeier, K. J.: Seismische Untersuchungen an der KTB-Lokation. p. 167-210. Hänel, R.: Überprüfung der Krustenmodelle im Bereich der Bohrlokation KTB-Oberpfalz VB mit Hilfe von Bohrlochmessungen. p. 211-228. Kessels, W.: The Storage Coefficient with regard to Matrix Compressibility. p. 229-260.

Description: Hinweis: Dies ist eine vorherige Version aus 2016. Die aktuelle Version aus 2020 ersetzt diese Version der Kriterien zum Umgang mit Open-Access-Publikationsgebühren und der Kriterien zum Betrieb von Open-Access-Publikationsfonds.

Description: Röhr, C., Hacker, W., Keyssner, S., Kohl, J., Müller, H.: B. Geologie. Tiefbohrung KTB-Oberpfalz VB, Ergebnisse der geowissenschaftlichen Bohrungsbearbeitung. p. B1-B114. Stroh, A.,Heinschild, H. J., Homann, K. D, Tapfer, M., Zimmer, M.: C. Geochemie. KTB Oberpfalz VB - Röntgenanalytik, Spülungsanalytik, Gasanalytik. p. C1-C104. Huenges, E., Bücker, Ch., Wolter, K. E., Wienand, J., Rauen, A., Lippmann, E.: D. Geophysik. Deep Drilling KTB-Oberpfalz VB, Results of the Geoscientific Proceedings in the KTB-Laboratory, Depth Interval: 1709 - 2500 m. p. D1-D83. Zulauf, G., Kohl, J.: E. Ergänzende Untersuchungen. KTB Oberpfalz VB - Bruchtektonik im Teufenbereich von 1177 bis 1530 m. p. E1-E14. Homann, K. D., Müller, H.: F. Wechselwirkung zwischen Dehydril-HT-Bohrspülung und Gesteinsmehl. p. F1-F45. Homann, K. D.: G. Flüssigkeitseinschlußuntersuchungen im KTB-Feldlabor. p. G1-G30. Röckel, Th., Natau, O.: H. Tiefbohrung KTB Oberpfalz VB - Erste Ergebnisse felsmechanischer Index-Versuche bis 1998 m. p. H1-H22. Wächter, J., Friese-Haug, M.: I. KTB Oberpfalz VB - Datenverarbeitung. p. I1-I20. Wächter, J., Lauterjung, J., Giese, p.: I. KTB Oberpfalz VB - Datenverarbeitung. Zielsetzung und Organisationsstruktur der KTB-Datenverarbeitung. p. I2-I5. Wächter, J., Friese-Haug, M.: I. KTB Oberpfalz VB - Datenverarbeitung. KTBase (KTB database) - der Kern eines wissenschaftlich/technischen Informationssystems: Hardware-Konfiguration und Struktur der Datenbank. p. I6-I20.

Description: Dieser 6. Arbeitsbericht stellt die vorläufigen Ergebnisse der Bearbeitung des Bohrungsabschnitts 2500.0 bis 3009.7 m im KTB-Feldlabor vor. In Nachträgen werden die Messungen der Permeabilitat von Proben aus dem Teufenbereich 1970 - 2430 m, der inneren Oberfläche im Teufenbereich 95 bis 1300 m sowie die detaillierte Untersuchung der Bruchtektonik im Teufenbereich 1530 bis 2500 m dargestellt. Weiterhin wurde eine Untersuchung uber die Dispersion von Feststoffen in der Bohrspulung mit einem Cristobalit-Tracer durchgeführt.

Description: Kohl, J., Hacker, W., Keyssner, S., Müller, H., Röhr, C., Sigmund, J., Stroh, A., Tapfer, M.: B. Geologie. KTB Oberpfalz VB, Ergebnisse der geowissenschaftlichen Bohrungsbearbeitung im KTB-Feldlabor, Teufenbereich von 2500 - 3009.7 m. p. B1-B106. Tapfer, M., Heinschild, H. J., Stroh, A., Wittenbecher, M., Tapfer, M., Zimmer, M.(1988): C. Geochemie. KTB Oberpfalz VB - Röntgenanalytik, Spülungsanalytik, Gasanalytik. p. C1-C50. Wolter, K. E., Wienand, J., Rauen, A., Lippmann, E., Huenges, E., Bücker, Ch.: D. Geophysik. Tiefbohrung KTB Oberpfalz VB, Ergebnisse der geowissenschaftlichen Bohrungsbearbeitung im KTB-Feldlabor (Windischeschenbach),Teufenbereich von 2500 - 3009 m. p. D1-D39. Zulauf, G.: E. Ergänzende Untersuchungen. KTB-Oberpfalz VB - Bruchtektonik im Teufenbereich von 1530 bis 2500 m. p. E1-E22. Stroh, A., Wöhrl. T.: F. KTB Oberpfalz VB, Ermittlung der Dispersion von Feststoff im Spülungsstrom. p. F1-F10. Röhr, C.: G. KTB Oberpfalz VB - Makroskopische Beschreibung der Seitenkerne aus dem Teufenbereich 0 - 4000 m. p. G1-G10.

Description: Diese Arbeit befasst sich mit der ganzheitlichen Betrachtung der Fluideigenschaften eines unterpermischen Reservoirs am Geothermie Forschungsstandort Groß Schönebeck (GrSk) bei Reservoirbedingungen und im Betrieb der Geothermieanlage. Die Untersuchungen zur Fluidherkunft ergeben, dass es sich um ein konnates Wasser meteorischen Ursprungs ohne den Einfluss der darüberliegenden Zechsteinwässer handelt. Die Ionen und Isotopenverhältnisse im Formationswasser gelöster Komponenten in GrSk belegen einen gemeinsamen Genesepfad mit Wässern anderer Rotliegend-Reservoire des Nordostdeutschen Beckens (NEGB).

Description: Deformation processes in the early deformation stages of thrusting in growing fold-and-thrust belts and the role of factors controlling and localizing the deformation are still not well understood. There are only few natural examples or experimental studies to allow the identification of factors controlling initial states of deformation. In particular, the spatial interactions in curved fold-and-thrust belts or in segments striking obliquely to the convergence direction are rarely systematically examined. The Boomerang Hills Region (BHR), located at the eastern flank of the Central Andes close to the axis of the Bolivian Orocline, is an appropriate area to study such problems. There, oblique contraction is caused by a south-dipping basement interacting with a WSW-ENE to SW-NE convergence direction. In order to infer the controlling factors of deformation, the structural pattern associated with the active development of a new thrust sheet and the structural history of the adjacent foreland was examined. The detailed spatial-temporal relationships of Andean and pre-Andean structures within the BHR were investigated using a dense network of 100 reflection-seismic profiles for subsurface interpretation and structural modeling. In addition, satellite images and drainage pattern were interpreted to infer neotectonic activity. Modeling techniques included cross section balancing for validation and quantification of geological processes, horizon unfolding for kinematical interpretation, and critical taper estimates to derive the possible dynamic status. Results show that the main factor controlling the evolution of the Boomerang Hills Thrust Unit and the eastern flank of the Bolivian Orocline are paleogeographic features. The crystalline basement of the BHR comprises an inherited structure of several syn- and antiforms. Some of these structures were partly reactivated as minor reverse faults with associated small folds in the sedimentary cover at an early stage of the Tertiary foreland basin evolution. Basement faulting is probably a result of spatial problems linked to the initiation of a foreland basin in a heterogeneous crust. WNW-ESE striking normal faults were active in the foreland of the BHR in the Late Tertiary and show maximum activity during the intermediate state of foreland basin sedimentation. Further to the north, closer to the Brazilian Craton, normal faults are presently active. Foreland extension sums to 1.1%-1.5% and results from minor flexural extension due to bending of the Brazilian Shield lithosphere through Andean orogenic loading. The southern part of the BHR is represented by a young, evolving thrust sheet. Two zones can be differentiated along the Andean deformation front: (1) a W-E to NW-SE-striking frontal segment of predominantly orthogonal shortening, comprising a thrust / anticline system and accommodating at least 1400- 2000 m horizontal shortening on the basal decollement ; (2) A WSW-ENE-striking lateral zone of oblique shortening comprised by a complex system of thin-skinned strike-slip faults and minor folds. The deformation front always follows a pronounced edge in the topography of the top basement surface close to the boundary of the Paleozoic basin. Usually, faults are located close to asperities in the top basement surface; fold axes trend parallel to the contours of basement depth. The orientation of the deformation front as well as the laterally varying structural style is the result of deformation localization and strain partitioning. Because of the impossibility to accommodate non-orthogonal contraction by oblique faulting close to the surface, strain partitioning must occur along the deformation front. Consequently, a N 35°E thrusting direction is divided into orthogonal and tangential components, both with respect to the orientation of the deformation front and to depth contours of the basement. The two components are accommodated by convergent and strike-slip structures, respectively, which join via a common detachment horizon. The Boomerang Hills Thrust Unit is affected by left-lateral shear as interpreted from the particle displacement field of an unfolded horizon. This shear is invoked by the spatially distributed accommodation of thrust movement along the obliquely striking deformation front. The N 35° thrusting direction of the Boomerang Hills Thrust Unit represents the orthogonal component of strain partitioning caused by the WNW-ESE orientation of the Subandean Zone with respect to a WSW-ENE convergence between the Andes and the Brazilian shield. The tangential component is compensated at the back of the Boomerang Hills Thrust Unit where a positive flower structure is present and strain partitioning is made possible via the detachment horizon. Critical taper analysis shows that thrusting on the south-dipping basement is possible without any substantial internal deformation due to the wedge shape of the sedimentary prism. Therefore, the most important factor controlling the localization of the deformation front is the loss of critical taper at a pronounced edge along the Paleozoic basin boundary. Secondary reasons for deformation localization are small asperities in/close to the top of the basement, e.g. small folds of the early foredeep evolution. Strain partitioning may also play a major role for the evolution of the eastern border of the Bolivian Orocline and in other curved fold-and-thrust belts as discussed for natural and experimental examples. Generally, orthogonal accreting segments evolve faster than obliquely orientated segments due to strain partitioning at the deformation front, hence leading to an increase in the curvature of the belt. Strain partitioning itself is caused by the orientation of the deformation front with respect to the shortening direction. Thus, factors controlling the localization of the deformation front, i.e. paleogeographic features, dominantly control the evolution of curved fold-and-thrust belts. For the eastern flank of the Bolivian Orocline it is postulated that an early Paleozoic rift basin exerts paleogeographic control on Andean deformation, leading to the WNW-ESE orientation of the Subandean Zone between the Chapare and Santa Cruz. Based on map interpretation it is suggested that (a) the previously assumed style of deformation using main thrusts is questionable for this segment of the Andes and (b) deformation involving basally accreting foredeep sediments has to be taken into account. Previously assumed estimates of shortening for the Chapare area in the northern limb of the Bolivian Orocline may therefore be significantly low.