ALBERT

Description: In den letzten Jahren hat die Technik, die bei geophysikalischen Messungen eingesetzt wird, einen enormen Entwicklungsschub genommen. Hochempfindliche und -spezialisierte Meß- und Registrierapparaturen erhöhen die Genauigkeit der aus der Erde empfangenen Signale und ermöglichen damit das Vordringen in immer tiefere Bereiche der Erdkruste. Während das technische Equipment dem Prozeß einer ständigen Weiterentwicklung unterliegt, ist die Interpretation der gewonnenen Daten jedoch zumeist noch ein manuelles Problem. Zwar bedienen sich heute die Geowissenschaften, insbesondere die datenintensiven Bereiche wie Seismik, Gravimetrie, Magnetik usw., bereits hochentwickelter Computer zur Bearbeitung und Auswertung der Meßergebnisse; um den geophysikalisch-geologischen Interpretationsprozeß jedoch in eine neue Qualität zu überführen, muß die ihm zugrundeliegende Methodik grundlegend überdacht und erweitert werden. Da die konventionelle Datenauswertung im allgemeinen symbolisches Wissen nicht verarbeiten kann, während der Interpretation jedoch zum überwiegenden Teil mit solchem gearbeitet wird, ist es unumgänglich, neben den konventionellen Verfahren auch die wissensbasierte Methodik, die diesen Mangel beheben kann, einzubinden. Die Einbindung symbolischen Wissens bedeutet eine gründliche Analyse des abzubildenden Prozesses, der ihm zugrundeliegenden Prinzipien, Faktoren und Abläufe. In der vorliegenden Arbeit, die sich mit der Abbildung der manuellen Interpretationsmethodik in einem wissensbasierten System befaßt, nimmt dieser Analyseprozeß aufgrund seiner Komplexität und enormen Wichtigkeit einen breiten Raum ein. Kapitel 2 der Arbeit befaßt sich zunächst einleitend mit der Verknüpfung von Geowissenschaften und Informatik. Es gibt einen Überblick über die wissensbasierte Methodik und ordnet den geophysikalisch-geologischen Interpretationsprozeß in die Problematik der Wissensverarbeitung ein. Das übliche Interpretationsverfahren, seine Mängel und Schwachstellen werden im dritten Kapitel kurz erläutert. Die “Abstraktion des Interpretationsprozesses” setzt sich daran anschließend mit der Arbeitsweise des interpretierenden Wissenschaftlers auseinander und definiert somit den Funktionsumfang des zu entwickelnden Systems. Die wissensbasierte Methodik ist vielfältig; um die für die Interpretation geeigneten Ansätze auswählen zu können, faßt das Kapitel in den weiteren Ausführungen die allgemein üblichen Verfahren zusammen. Aus der Fülle der Methoden im zuvorliegenden Abschnitt werden nun die für die Geo-Interpretation geeigneten Verfahren ausgewählt (Kap. 5) und zu einem Interpretationssystem kombiniert. Das Kapitel begründet die Methodenauswahl und gibt einen Überblick über die interne Arbeitsweise des Prototypen, seine Funktionalität und seine Handhabung. Während der beschriebene Modellansatz das Werkzeug zur Interpretation darstellt, setzt sich das letzte und wesentlichste Kapitel (Kap.6) mit der Wissensformalisierung für die Geo-Interpretation auseinander Es beschreibt die Vorgehensweise und die Probleme bei der Entwicklung der Wissensbasis und führt eine detaillierte Untersuchung der einzubindenden Wissensgebiete und ihrer Parameter durch. Die Methodik wird anhand eines seismischen Profilabschnittes getestet und die Ergebnisse abschließend diskutiert. Alle Bestandteile des Prototypen wurden eigenständig entwickelt und programmiert. Das in Kapitel 5 beschriebene Werkzeug ist weitestgehend allgemein gehalten, so daß es nach Austausch der Wissensbasis auch für andere Bereiche nutzbar ist.

Description: In the last years, the technique which is used for geophysical measurements has developed enormously. Highly sensitive and specialized measuring and registration equipment increases the accuracy of the signals received from the earth thereby enabling a penetration into ever deeper areas of the earth's crust. While the technical equipment is subject to the process of constant advancement, the interpretation of the data, however, is mostly still a manual problem. Today the geosciences (in particular data-intensive areas such as seismology, gravimetry, magnetics) already use highly developed computers for the handling and analysis of measurement results; however in order to better the geophysical-geological interpretation process, its underlying methodology must be fundamentally revised and extended. Since conventional data evaluation cannot process generally symbolic knowledge which is mostly used during the interpretation process, it is absolutely necessary to use knowledge-based methodology in addition to the conventional procedures to eliminate this shortcoming. The integration of symbolic knowledge means a thorough analysis of the process which is to be modelled, its underlying principles, factors, and operational sequence. In the work presented here, which discusses the transfer of manual interpretation methodology into a knowledge-based system, the process of analysis takes much room due to its complexity and enormous importance. The introductory chapter 2 of the work describes the linkage of geosciences and computer science. This section gives an overview of the knowledge-based methodology and regards the geophysical-geological interpretation process under the criteria of knowledge processing. The usual interpretation procedure, its shortcomings and weak points are described briefly in the third section. Subsequently, the section "Abstraktion des Interpretationsprozesses" examines the methodology of the interpreting scientist and defines so the function range of the system which is to be developed. Knowledge-based methodology is multi-faceted; in order to be able to select the methods suitable for the interpretation, this section further summarizes the most important knowledge-based procedures. From the abundance of methods described in the past section, the procedures suitable for the geointerpretation are selected (chapter 5) and combined to form an interpretation system. This section justifies the method of selection and gives an overview of the internal structure of the prototype, its functionality and its use. While the described basic approach represents the tool for interpretation, the last and most substantial section (chapter 6) regards knowledge formalisation for geointerpretation. This section describes the methodology and the problems during the development of the knowledge base and analyzes thoroughly the fields of knowledge which are to be integrated and their parameters. Methodology is tested with a part of a seismic profile; and finally the results are discussed. All modules of the prototype were developed and programmed by myself. The tool described in chapter 5 is as far as possible general, so that it can also be used in other areas – after the exchange of the knowledge base.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Mit dem Ziel, die geodynamischen Modelle durch die Ermittlung der Dichteverteilung im tieferen Untergrund zu überprüfen und schließlich ein optimales Modell in Bezug auf die Herkunft der sächsischen Granulite vorzustellen, wird das Schwerefeld im Bereich Sachsens mit folgenden gravimetrischen Methoden analysiert und modelliert: • Numerische Analyse des Schwerefeldes mit Hilfe von Tiefenabschätzungen, Horizontalabieitungen der Schwere, Euler-Dekonvolution, Wellenlängenfilterungen sowie • zwei- und dreidimensionale Dichtemodellierungen. Die eingesetzten Verfahren zur Dichtemodellierung zeigen, daß direkte Verfahren zur Analyse des Schwerefeldes bei den komplizierten geologischen Strukturen den indirekten Auswerteverfahren mittels Dichtemodellierung unterlegen sind. Sie geben aber wichtige Hinweise für die dreidimensionale geometrische Modellierung. Die Resultate aus den unterschiedlichen numerischen Analyse des Schwerefeldes lassen folgende Interpretation zu. Die Erkenntnisse sind Grundlage für die gravimetrischen Vorwärtsmodellierung. • Das Schwerehoch im Bereich der Lausitzer Antiklinalzone wird von zwei Störkörpem verursacht. Ein Störkörper, der eine geringere Tiefe (ca. 2-4 km) hat, verursacht hauptsächlich das Schwerehoch im NW-Gebiet der Antiklinalzone. Ein anderer Störkörper, der von der Unterkruste bis zu einer Tiefe von ca. 8 km eingedrungen ist, verursacht die Hauptwirkung des Schwerehoches. Die Antiklinalzone wird durch rhenoherzynische Streichrichtungen (NW-Richtung) charakterisiert. • Die maximale Tiefe des Störkörpers für das Schwereminimum im Erzgebirge liegt zwischen 2 km und 10 km in der Oberkruste. • Im Bereich der NW-Grenze des Sächsischen Granulitgebirge zeigen sich die für das Moldanubikum typischen Streichrichtungen (SO-Richtung). • Durch Wellenlängen-Filterungen wurde die Wirkung der basischen Vulkanite im Eger-Rift separiert. Es wird gezeigt, daß diese Vulkanite von der Unterkruste bis in oberflächenahe Bereiche intrudiert sind. • Im Zwischengebirge und im SW-Gebiet des Eibenstock-Granitgebietes befindet sich Unterkrustmaterial in einer maximalen Tiefe von ca. 8 km. • Das Schwerehoch in der MGM wird von einem Störkörper verursacht, dessen maximale Tiefe auf ca. 6 km geschätzt wird. Die Verbindung und Interpretation aller verfügbaren Randbedingungen aus der Reflexions-, Refraktionsseismik, den geophysikalischen Untersuchungen und den magnetotelluri sehen Messungen sowie dem geothermischen Modell führt zum komplexen dreidimensionalen Dichtemodell Sachsens. Das Modell erfaßt die aus der Analyse abgeleiteten Störmassen in der Oberkruste durch die Verwendung der zur Verfügung stehenden Bouguer-Anomalie (Conrad, 1996) und berücksichtigt markante Strukturen, die aus den reflexionsseismischen Untersuchungen abgeleitet wurden. Zusammen mit den Informationen aus der oberflächenahen Geologie konnten alle wesentlichen, bekannten Strukturen zwischen der topographischen Oberfläche und der Moho in die Modellierung integriert werden. Die Ergebnisse der 3D-Modellierung lassen sich wie folgt zusammenfassen: • Das Sächsische Granulitgebirge (SGG) stellt die aus Pyroxen-Granuliten bestehende domartige Struktur dar, die, entsprechend der geothermischen Interpretation, mit der in 15 km Tiefe liegenden Schicht im Erzgebirge in Verbindung gebracht werden kann. Die vom SGG bis zum Erzgebirge durchgehende Granulit-Schicht zeigt, daß das SGG aus der SW-Gebiet (aus dem Tepla-Barrandium) transportiert sein könnte. • Die Oberkruste im Bereich des Erzgebirges ist charakterisiert durch eine Gneis-Schicht mit einer Mächtigkeit von 15 km, worin die Granite intrudiert wurden. Die durchschnittliche Mächtigkeit der Granite beträgt 5 km. • Nach dem Vergleich mit dem MT- Widerstandsmodell wurde eine zweigeteilte Unterkruste angenommen. Ein Teil wurde vom Rhenoherzynikum transportiert und taucht im Sächsischen Granulitgebirge ab. Die andere Unterkruste wurde vom Tepla-Barrandium her eingelagert und auf das Zwischengebirge aufgeschoben. Zur Berechnung der Schwerewirkungen der einzelnen Modellkörper wird eine Methode des “gravity striping” in dieser Arbeit verwendet. Das Ergebnis dieser Methode zeigt, daß die ins Erzgebirge intrudierten Granite das Schwereminimum im Erzgebirge verursachen. Der gemessene Schwerelauf wird durch die gemeinsame Schwerewirkung der Granite und der Pyroxen-Granulite in der Oberkruste erklärt. Die gravimetrischen Überprüfungen über alternative Modelle sprechen gegen ein tektonisches Aufdringen der Granulite aus großen Tiefen (Diapir-Uplift) und gegen die Herkunft der Granulite aus dem Rhenoherzynikum. Die Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit erhärten das “Zahnpasta-Modell” (Granulitkomplex aus dem Tepla-Barrandium). Entsprechende Modellexperimente, unter zugrundelegen einer entsprechenden Geometrie, ergaben eine gute Modell-Schwere-Anpassung an das beobachtete Feld.

Description: I analyse the gravity field in the region of Saxony with the aim of testing geodynamic models by determining the density distribution at deeper levels and presenting an optimal model relating to the origin of saxonian granulites. The data are are modelled with the following gravimetric methods: • Numerical analysis of the gravity field with the help of depth estimations, horizontal gradient of gravity field, Euler-Deconvolution, wavelength filtering, and • two- and three-dimensional density modelling The process of density modelling which was used shows that direct methods of numerical analysis (e.g. wavelength filtering) are not successful in resolving the complex geological structures, in contrast to indirect density modelling. But the results of direct methods do provide important information for three-dimensional geometrical modelling. The results of the different numerical analyses of the gravity field can be interpreted in different ways. This knowledge is the basis for density modelling. • The gravity high in the area of the Lausatian anticlinal zone is caused by two dense bodies. One body, at a shallow depth (approx. 2-4 km) is the main cause of the gravity high in the NW area of the anticlinal zone. Another body, which has penetrated from the lower crust to a depth of approx. 8 km, is the major contributor to the gravity high. The anticlinal zone is characterised by rhenohercynian gradient-directions (in a NW direction). • The maximum depth of the density body for the gravity low in the Erzgebirge lies at between 2 km and 10 km, in the upper crust. • In the area of the NW edge the Saxonian Granulitgebirge, gradient-directions (in a SE direction) are evident, which are typical for the Moldanubian. • The effect of the basic vulcanites in the Eger Rift is separated by wavelength filtering. It is demonstrated that these vulcanites have intruded from the lower crust into surface areas. • In the Zwischengebirge and in the SW region of the Eibenstock-Grannitgebiet, lower crustal material is present to a depth of approx. 8 km. • The gravity high in the Munchberg Gneiss Massif (MGM) is caused by a body, with an estimated maximum depth of approx. 6 km. The combination and logical interpretation of all available constraints from reflectionseismics, refractionseismics, geological investigations and magnetotelluric research as well as a geothermal model yields a complex three-dimensional density model for Saxony. The model includes the bodies in the upper crust derived from analysis using the available Bouguer Anomaly (Conrad, 1996) and takes into account distinctive structures derived from reflectionseismological investigations. Together with information from the geology near the surface all important known structures between the topographic surface and the moho could be integrated into the model. The results of the 3D-modelling can be summarised as follows: • The Saxonian Granulitgebirge (SGG) is a dome-like structure consisting of pyroxene granulites which, consistent with geothermal interpretation, can be connected with the layer in the Erzgebirge which is at a depth of 15 km. The granulite layer, stretching from the SGG to the Erzgebirge shows that the SGG could have been transported from the SW region (the Tepla-Barrandium). • The upper crust in the Erzgebirge region is characterised by a gneiss layer with a thickness of about 15 km in which the granites were intruded. The average thickness of the granites is 5 km. • After comparison with the MT-model, an lower crust divided into two parts was assumed. One part was transported by the Rhenohercynian and disappears in the Saxonian Granulitgebirge. The other lower crust was originated from the Tepla-Barrandian and propelled to the Zwischengebirge. To calculate the gravity effects of individual modelbodies, I used a method of gravity stripping. This method shows that the granites which intruded into the Erzgebirge are causing the gravity minimum in the Erzgebirge. The observed gravity is explained by the combined gravity effect of the granites and the pyroxene granulites in the upper crust. Gravimetric testing of other models contradicts a tectonic uplift of the granulites from great depth (Diapir Uplift) and granulites originating from the Rhenohercynian. The results of this investigation support the toothpaste model (granulites complex from the Tepla-Barrandium). Corresponding model experiment with a revelent geometry, resulted in a good model-gravity fitting of the observed field.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die mit der Drehwaage gemessenen Ableitungen des Schwerepotentials, insbesondere der Horizontalgradient und die Krümmungsgröße, begründeten ganz wesentlich den kommerziellen Erfolg der Geophysik bei der Suche nach Kohlenwasserstoffen. Die Bedeutung der Drehwaage - und damit die Weiterentwicklung der Auswertemethodik - nahm jedoch mit der weiten Verbreitung von Gravimetern seit etwa 1950 immer mehr ab. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Frage, mit welchen Methoden die Berechnung von Schwerewerten aus Drehwaagemessungen am besten gelingt und verfolgt den Ansatz, eine Synthese aus klassischen Verfahren mit computergestützten numerischen Methoden herzustellen. Bei Lösung dieser Aufgabe dienen die Horizontalgradienten Wxz und Wyz als Eingangsparameter, während die Krümmungsgrößen Wxy und Wyy-xx keine Verwendung finden. Die verschiedenen Methoden werden dazu zunächst an einem synthetischen Modell und später mit Drehwaagedaten von BEB Erdgas und Erdöl GmbH (Hannover) getestet. Dazu sind insgesamt 39 Meßtischblätter im Gebiet Soltau bzw. Wathlingen (Norddeutschland) mit 35000 Drehwaagemessungen digitalisiert worden. Das Verfahren von Haalck liefert trotz seines simplifizierten Ansatzes eine recht gute Übereinstimmung zwischen der aus den Gradienten berechneten Schwere und der Modellschwere (etwa 0.4 x 10-5 ms-2), reagiert jedoch sehr empfindlich auf Datenfehler, die sich in ausgeprägten Verbiegungen der Isolinien der Schwere äußern. Durch nachträgliche Glättung läßt sich jedoch eine Verbesserung erzielen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Abhängigkeit des Ergebnisses von der vorher durchzuführenden Interpolation der Gradienten auf ein regelmäßiges Gitter und die methodenbedingte Mittelwertbildung zweier unabhängig voneinander berechneten Schwerefelder. Diese Nachteile lassen vermeiden, wenn die Berechnung der Schwere aus den Horizontalgradienten als Ausgleichungsproblem formuliert wird, bei dem die vorherige Interpolation der Horizontalgradienten auf ein Gitter entfallen kann und eine gewisse Filterung von Fehlern in den Daten implizit durchgeführt wird. Die hiermit erreichbaren Genauigkeiten betragen bis zu 0.1 x 10-5 ms-2 und liegen in der Größenordnung der Genauigkeit einer Schweremessung. Eine noch flexiblere Berechnungsmethode bietet die Methode der kleinsten Quadrate, bei der sowohl „Rauschen“ in den Daten als auch die gleichzeitige Berücksichtigung von Horizontalgradienten und Schwerewerten möglich wäre. Die hiermit erreichte Genauigkeit beträgt etwa 0.5 x 10-5 ms-2. Die berechneten Schwerewerte lassen einfach sich in bestehende Datensätze integrieren, um Datenlücken zu füllen bzw. die Stationsdichte zu verdichten. In einem vier Meßtischblätter umfassenden Gebiet (Salzstock Wathlingen) konnte auf diese Weise für Teilgebiete eine verbesserte, detailreichere Schwerekarte generiert werden. Eine unmittelbare Verwendung der Horizontalgradienten - ohne vorherige Umrechnung in Schwerewerte - erlaubt die Modellierung von Dichte und Geometrie eines dreidimensionalen Untergrundmodells. Das aus der Modellierung über- und untertägiger Schweremessungen entstandene Dichtemodell des Salzstocks von Wathlingen zeigt auch eine prinzipielle Übereinstimmung zwischen gemessenen und berechneten Horizontalgradienten. Geringfügige Abweichungen sind durch Vernachlässigung von Strukturen in Oberfiächennähe zu erklären. Deren Berücksichtigung und die damit verbundene Modellierung der Horizontalgradienten könnte jedoch eine Verbesserung des bestehenden Modells erbringen.

Description: Torsion balance measurements of derivatives of gravitational potential - especially horizontal gradient and curvature - were a significant factor in the commercial success of exploration geophysics in detecting hydrocarbons. However, with the widespread use of gravimeters since about 1950, there has been a continuous decrease in the importance of the torsion balance and hence in the improvement of methods of analysis. This study aims to establish which are the best methods of determining gravity values from torsion balance measurements. Its approach is to synthesize classical procedures with computer-based numerical methods, taking horizontal gradients Wxz and Wyz as input parameters, but not using the curvature values Wxy and Wyy - xx . The various methods were first tested in a synthetic model and again using torsion balance data supplied by BEB Erdgas and Erdöl GmbH (Hanover). A total of 39 topographical maps (1:25,000) of the Soltau and Wathlingen areas (northern Germany) were digitzed with 35,000 torsion balance measurements. Despite its simplified approach, the Haalck procedure yields a good agreement between theoretical gravity and gravity calculated from gradients (about 0.4 x 10-5 ms-2 ); however it shows a highly sensitive response to data errors, expressed in pronounced deformations of the gravity contour lines. This can be improved by subsequent smoothing. The disadvantage of this procedure is that results depend on prior interpolation of the gradients to a regular grid and taking the mean of two independently calculated gravity fields. These disadvantages may be avoided by formulating the gravity calculation from the horizontal gradients as a least squares adjustment problem, leaving out the prior interpolation of the horizontal gradients to a grid and implicitly filtering errors in the data. Accuracies of 0.1 x 10-5 ms-2 may be obtained in this way and are in the order of magnitude of gravity measurement accuracy. A more flexible method of calculation is the method of least squares collocation by which both "noise” in the data and simultaneous allowance for horizontal gradients and gravity values are possible. Here the accuracy is about 0.5 x 10-5 ms-2. The computed gravity values can be readily integrated in existing datasets in order to fill data gaps or enhance station density. In the case of an area covered by four topographical maps (the Wathlingen salt dome) this method allowed us to create an improved, more detailed gravity map for specific sub-areas. The direct use of horizontal gradients - without prior conversion into gravity values - allows the modeling of density and geometry of a three-dimensional subsurface model. The density model of the Wathlingen salt dome generated by the modeling of surface and subsurface gravity measurements also shows a basic agreement between measured and computed horizontal gradients. Slight deviations are due to the disregard of near-surface structures. However, their inclusion and the simultaneous modeling of horizontal gradients could improve the existing model.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Kalkdinoflagellaten-Vergesellschaftungen aus dem Oberen Paläozän (Ilerdium) von Spanien (Becken von Tremp), dem Untereozän (Ypresium) von Flandern (Tongrube Heem), dem mittleren Mitteleozän (Lutetium) von Chaussy (Pariser Becken, Frankreich) und dem Hohen Ufer bei Heiligenhafen (Schleswig-Holstein, Deutschland), dem oberen Mitteleozän von Ölst (Jütland, Dänemark) und Chambrecy (Pariser Becken, Frankreich), dem Obereozän von Moesgard (Jütland, Dänemark), dem Mitteloligozän (Rupelium) von Neumühle (Rheintalgraben, Deutschland) und dem Obermiozän (Sahdlium) von El Medhi (Algerien) werden rasterelektronenmikroskopisch untersucht, mit dem Ziel, quantitativ palökologisch signifikante Tendenzen in der morphologischen Merkmalsausprägung der Arten zu erfassen. Zur Ergänzung wurde auch rezentes Kalkdinoflagellaten-Material ("Challenger") untersucht. Die Analyse der Coccolithenflora von Moesgard (Sövind-Mergel) erlaubt die stratigraphische Einstufung dieser Lokalität in die NP-Zone 19. Bei der Florenbearbeitung wurden 56 Kalkdinoflagellaten-Arten untersucht, die sich auf 12 Gattungen, darunter die beiden neuerrichteten Gattungen Cannasphaera und Fuettererella, verteilen. Für Fuettererella conforma wird die neue Subfamilie Fuettererelloideae definiert, bei der die c-Achsen der Wandkristalle parallel zur Zystenoberfläche orientiert sind. Die Arten F. tesserula und F. elliptica n. sp. werden in diese Gattung gestellt. Sieben Rekombinationen werden vorgenommen. Sieben neue Formarten werden beschrieben: Carinasphaera cimbra, Orthopithonella duplicata, Orthopithonella weilerii, Orthocarinellum conosimile, Calcigonellum granulata, Fuettererella conforma, Fuettererella elliptica. Zahlreiche Arten werden erstmals aus tertiären Ablagerungen beschrieben und dokumentiert, z.B. Orthopithonelila compsa, Obliquipithonella loeblichii, O. thayerii, O. edgarii, O. spinosa, O. strobila u.a. Der Tribus Calciodinelleae wird mit den Arten Sphaerodinella albatrosiana, S. Tuberosa, Calciodinellum operosum und C. limbatum bis in das Mittel- und Obereozän zurückverfolgt, S. albatrosiana darüberhinaus bis in das Oberpaläozän. Ein neuer Vertreter dieses Tribus, Calcigonellum granulata, wird aus dem Oligozän von Neumühle beschrieben. Beim Vergleich pelagischer, d.h. küstenfemer und neritischer, d.h. küstennaher Ablagerungsräume können eine Folge von morphologischen und systematischen Tendenzen erkannt werden. Mit zunehmender Entfernung zur Küste kann beobachtet werden: 1. Der Anteil orthopithonelloider Arten nimmt zu, während die obliquipithonelloiden Arten entsprechend quantitativ abnehmen. 2. Die Artendiversität nimmt sukzessive zu. 3. Der Zystendurchmesser nimmt ab, wobei in pelagischer Fazies aber noch durchaus größere Individuen vorkommen können. 4. Die Zystenwanddicke nimmt deutlich ab. Allerdings können auch in küstenfemen Bereichen dickwandige Arten vorkommen. 5. Die Ausbildung der Schlüpföffnungen (Archaeopyle) folgt offensichtlich keinem markanten Trend. Aufgrund der gelegentlich vorkommenden Ausnahmen muß vor einer Interpretation von Einzelvorkommen gewarnt werden, nur der quantitative Vergleich von Floren ermöglicht brauchbare Ergebnisse. Die gewonnenen Daten werden in einem Modell graphisch dargestellt (Text-Abb. 37) und diskutiert. Zusätzlich werden Aspekte der Biomineralisation, der Paratabulation, der Evolution und des Morphospezies-Konzepts erörtert. Der Schlüssel zum Verständnis der beobachteten Verteilungsmuster liegt jedoch nicht in den Zysten, sondern in den palökologischen Ansprüchen der fossil nicht überlieferten mobilen Stadien. Die Zysten der obliquipithonelloiden Arten haben in den neritischen, festlandbeeinflussten Faziesräumen, ihrer Sinkstrategie entsprechend, ein temporäres benthonisches Stadium durchlaufen. Die in den pelagischen Ablagerungen des Nordseeraumes häufigen orthopithonelloiden Arten sind nach den existenten paläoozeanographischen Konstellationen im Eozän vermutlich überwiegend Einwanderer. Die Theken mögen noch akzeptable Lebensbedingungen analog zu den hochozeanischen Bereichen gefunden haben, während die Zysten ihr tief-planktonisches Stadium modizieren mußten. Vielleicht resultiert daraus der hohe Anteil geschlossener Zysten des Materials aus den nordseebeeinflussten Lokalitäten. Damit erweist sich das beobachtete Verteilungsmuster als ein komplexes Mosaik aus paläogeo- und -ozeanographischen, palökologischen, paläoklimatologischen und biologischen Rahmenbedingungen, in denen zahlreiche, sich gegenseitig überlagernde Faktoren wirksam waren.

Description: Calcareous dinoflagellate cysts are studied with the SEM from the Upper Paleocene (Ilerdian) of the basin of Tremp (Spain), the Lower Eocene (Ypresian) of Heem (France), the Middle Eocene (Lutetian) of Chaussy (Paris basin, France) and Heiligenhafen (Northern Germany), and the Bartonian of Chambrecy (Paris basin, France) and Ölst (Jutland, Denmark), the Upper Eocene of Moesgard (Jyllland, Denmark), the Middle Oligocene (Rupelian) of Neumühle (Rhine Valley, Germany) and the Upper Miocene (Sahdlian) of El Medhi (Algeria). The purpose of this study is the comparison of morphological and systematic differences in these associations to reconstruct paleoecological causes of their distribution patterns. Additionally, Recent cyst material from the Challenger-expedition has been studied. The analysis of the coccolithophorids from Moesgard allows to establish its stratigraphic position in the NP zone 19. 55 species has been observed and documented, including the seven new species Carinasphaera cimbra, Orthopithonella duplicata, Orthopithonella weilerU , Orthocarinellum conosimile, Calcigonellum granulata, Fuettererella conforma and Fuettererella elliptica. The new subfamily Fuettererelloideae is established, characterized by a c-axis parallel to the cyst surface. Seven recombinations are prosposed. Several species are presented from Tertiary deposits for the first time, e.g. Orthopithonella compsa, Obliquipithonella loeblichii, O. edgarii, O. thayerii, O. strobila, O. spinosa. The stratigraphic range of the tribe Calciodinelleae with its members Sphaerodinella albatrosiana, S. tuberosa, Calciodinellum operosum and C. limbatum can be extended back into the Middle and Upper Eocene. Additionally, S. albatrosiana can be observed in the Upper Paleocene of Spain (Ilerdian). A new tabulate member of this tribe, Calcigonellum granulata, is described from the Rupelian (Middle Oligocene) of Neumühle. The morphological and systematic relations between pelagic (= offshore) and neritic (= nearshore) deposits are recorded. With increasing distance from the coast, the following trend can be observed: 1 . The content of orthopithonelloid species and individuals increases, while obliquipithonelloids decreases correspondingly. 2. Die species diversity increases. 3. The cyst diameter decreases. 4. The thickness of the calcareous wall decreases. 5. The development of archaeopyles shows no significant trend and can, therefore, not be related with any paleoenvironmental conditions. The observed data are summarized and visualized in a model. In addition, aspects of biomineralization, realization of paratabulation, evolution, and the concept of morphospecies are discussed. However, the most important factors to understand and interprete the recorded distribution pattern of calcareous dinoflagellate cysts are the (unknown) biological and ecological features of the (unknown) mobile stages. While the obliquipithonelloid species could realize their benthonic cyst stage in the neritic environments, the orthopithonelloids of the North Sea (Moesgard, Ölst, and Heiligenhafen) are, due to the paleooceanographic constellations, probably immigrants of the Atlantic, where their mobile stages found acceptable life conditions. However, they had to modify their planctonic cyst stage. The unexpected high rate of closed cysts (without an archaeopyle) is probybly influenced by these conditions, as well as by the temperature or other ecological factors. The here observed data are the result of several paleoecological, paleooceanigraphic, paleoclimatological, and biological conditions with their mutual factors.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die kalzitischen und die organischen Zystenwandanteile der Orthopithonelloidae stellen homologe Wandungseinheiten dar, die beide direkt vom Organismus kontrolliert werden. Bei den Obliquipithonelloideae dagegen unterliegen lediglich die organischen Wände einer unmittelbaren genetischen Kontrolle, während die kalzitischen Komponenten in ihrer Anlage und Entwicklung nur mittelbar gesteuert werden und artintem palökologisch bedingte Varietäten zeigen. Neben der Synthese von organischen Wänden ist bei den Orthopithonelloideae die Anlage der kalzitischen Wände in eigenständigen Reaktionsräumen genetisch manifestiert, die einzelnen Kristalle der Mineralisate werden von der Keimbildung bis hin zum Wachstumsende über organische Matrizen gesteuert. Die im genetischen Pool verankerte Information der Anlage von stets soliden organischen Wänden bei den Obliquipithonelloideae bildet, zusammen mit der ebenfalls genetisch fixierten Information der Anlage von fluidgefiillten Lumina, die Grundlage zur Entstehung kalzitischer Wände. Letztere sind jedoch lediglich durch die Epitaxie einer unspezifischen organischen Oberfläche - entweder der unterlagemden organischen Wandung oder die Membranbegrenzung des Lumens - in ihrem Initialstadium beeinflußt und nehmen im anschließenden Mineralisationsprozess einen anorganischen Charakter an. Die Mineralisate der beiden Subfamilien der Orthopithonelloideae und der Obliquipithonelloideae dürfen konsequenterweise nicht homologisiert werden. Die Zystenwandanlage beider Subfamilien geschieht in zwei prinzipiell unterschiedlichen Prozessen, die aufgrund unterschiedlicher genetischer Informationen eine Subfamilienunterteilung, d.h. eine Klassifikation im biologischen Sinne, rechtfertigt.

Description: The cyst walls of calcareous dinoflagellates consist of both, calcitic and organical components. In the Orthopithonelloideae, special genetic information are responsible for the formation of the organical layers and the biocrystals that build up the calcitic parts in own separate spaces. The mineralization is a biological induced and -controlled process. The construction of the organical layers and the number and arrangement of fluid filled luminae (the preconditions for the calcitic parts of the cyst walls) are genetic fixed characters in the Obliquipithonelloideae, whereas the developement of the calcareous parts depend only on palecological features. In this case the mineralization is biological induced but subsequently changes into an anorganical mode. For that reason the calcite components of the cyst walls of the two subfamilies Orthopithonelloideae and the Obliquipithonelloideae are no homogeneous structures. The construction of cyst walls in both subfamilies takes place in two different ways depending on two different genotypes. These results justify a real taxonomic classification of the subfamilies Orthopithonelllideae and Obliquipithonelloideae.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: 1. KOHRING, R.: Biomineralisation und Diagenese prolatocanaliculater Dinosaurier-Eischalen aus obeijurassisch I unterkretazischen Ablagerungen von Porto Pinheiro (Portugal) ... 1 ; 2. KOHRING, R.: Kalkdinoflagellaten-Zysten aus dem unteren Pliozän von E-Sizilien ... 15 ; 3. KEUPP, H. & KOHRING, R.: Kalkige Dinoflagellaten-Zysten aus dem Obermiozän von El Medhi (Algerien) ... 25 ; 4. KIENEL, U.: Zur Altersstellung der Rügener Schreibkreide anhand von kalkigen Nannofossilien (Unter-Maastricht) ... 45 ; 5. FECHNER, G.G.: Palynologische Untersuchungen in limnischen Ablagerungen des Unterrotliegenden bei Odemheim (Saar-Nahe-Becken, Deutschland) ... 57 ; 6. FECHNER, G.G.: Dinoflagellaten-Zysten aus dem Septarienton ("Mitteloligozän") bei Joachimsthal (nördl. Mark Brandenburg) ... 73 ; 7. LÖSER, H.: Morphologie und Taxonomie der Gattung Mixastrea RONIEWICZ 1976 (Scleractinia; Jura-Kreide) ... 103 ; 8. BECKER, R.T. & HOUSE, M.R.: New Early Upper Devonian (Frasnian) Goniatite Genera and the Evolution of the "Gephurocerataceae" ... 111 ; 9. BECKER, R.T.: Eine Fauna mit Hollinella (Ostracoda, Palaeocopina) und Belgibole (Trilobita, Phillipsiidae) aus dem oberen Kulm von Letmathe (nördliches Rheinisches Schiefergebirge) ... 135 ; 10. BARON-SZABO, R.: Korallen der höheren Unterkreide ("Urgon") von Nordspanien (Playa de Laga, Prov. Guemica) ... 147 ; 11. ENGE SER, T. & MEHL, D., Corrections and additions to the nomenclature of the Porifera in the Treatise on Invertebrate Paleontology (Part E) ... 183 ; 12. KOHRING, R. & SCHLÜTER, T.: Sciariden (Insecta: Diptera. Nematocera) aus dem Oberpliozän von Willershausen ... 191 ; 13. WERNER, C.: Eine neue Fundstelle terrestrischer Wirbeltiere aus der Kreide des Sudan ... 201 ; 14. SCHUDACK, M.E.: Charophyten aus dem Kimmeridgium der Kohlengrube Guimarota (Portugal). Mit einer eingehenden Diskussion zur Datierung der Fundstelle ... 211 ; 15. KREBS, B.: Das Gebiß von Crusafontia (Eupanthotheria, Mammalia) - Funde aus der Unterkreide von Galve und Una (Spanien) ... 233 ; 16. MÜLLER-WILLE, S. & REITNER, J.: Paleobiological reconstruction of Selected Sphinctozoan Sponges of the Cassian Beds (Lower Camian) of the Dolomites (Northern Italy)... 253 ; 17. SCHUDACK, M.E.: Paranotacythere (Unicosta) gramanni n. sp. (Ostracoda) aus dem nordwestdeutschen Kinimeridgium ... 283 ; 18. STEINER, M., MEHL, D., REITNER, J. & ERDTMANN, B.-D.: Oldest entirely preserved sponges and other fossils from the Lowermost Cambrian and a new facies reconstruction of the Yangtze platform (China) ... 293 ; 19. WÖRHEEDE, G.: Bibliographie 1992, Institut für Paläontologie, Freie Universität Berlin ... 331 ;

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Innerhalb der Demospongiae werden in allen höheren Kategorien Poriferen mit desmoiden Megaskleren beobachtet. Deshalb wird die polyphyletische Gruppierung der "Lithistida" (Mittelkambrium - Rezent) aufgelöst. Die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Spongien beinhalten fossile und rezente Taxa. Das Merkmal Desmata wird als autapomorph für das Homoscleromorpha-Demospongiae-Taxon betrachtet und muß in dessen Grundmuster verankert sein. Der tetraxone Calthrops wird in diesem Taxon als ursprünglicher Sklerentyp betrachtet. Die verschiedenen Desmata, die aufgrund ihrer Axialsymmetrie unterschieden werden, können von ihm abgeleitet werden. Die asteroiden Desmata von Crambe werden, wie die acrepiden Desmata der Vetulinidae, als Autapomorphie des Taxons betrachtet. Diese beiden Desmata-Typen lassen sich von keiner bekannten Ausgangsform ableiten. Innerhalb der Demospongiae wird aufgrund der konstitutiven Merkmale, Mikroskleren und Skelettarchitektur, unter besonderer Berücksichtigung desmentragender Spongien ein pylogenetisch-taxonomisches Modell vorgestellt. Die Demospongiae werden gegliedert: 1. In Taxa mit astrosen Mikroskleren, die sich in die Adelphotaxa "Euaster-Taxa" und Spirasterophora aufspalten. Die Spirasterophora, die sich durch Abwandlung des plesiomorphen Protoasters auszeichnen, enthalten die Taxa Spirastrellidae, Megamorina, Corallistidae (= Dicanocladina), Tetracladina und Pachastrellidae. 2. Die Taxa mit sigmatosen Mikroskleren sind in die Schwestergruppen Halichondridae und Sigmatophora aufgespalten. Innerhalb der Halichondridae sind primär jedoch keine Mikroskleren vorhanden. Das Taxon ist durch seine Skelettarchitektur charakterisiert. Als Taxa mit desmoiden Megaskleren sind den Halichondridae Petromica, die Vetulinidae, Siphonidiidae und die Desmanthidae zugeordnet. Die Sigmatophora teilen sich in die Schwestertaxa ,’Spirophorida"/Rhizomorina mit Sigmaspiren-Mikroskleren und Poecilosclerida mit Chelen-Mikroskleren. Beide Mikroskleren-Typen können aus dem plesiomorphen Protosigma abgeleitet werden. Innerhalb der Halichondridae und der Sigmatophora sind Rhizoclone wahrscheinlich unabhängig voneinander entstanden.

Description: Within the demosponges in all main taxa, irregular spicules, the desmas are observed. Therefore, the polyphyletic "Lithistida" SCHMIDT 1870 is eliminated. Desma-bearing demosponges are known since the Middle Cambrian. The desma-types are differenciated by their axial symmetry. In the present theory, the character desma probably evolved from a regular tetraxonid calthrops through "secondary" (intracellulary) silification within the scleroblast. This is indicated by the ornamentation and zygomes (ends of these spicules) of this special type of spicules. First the tetraxonid desmas (tetraclones) evolved. Then a possible reduction of two calthrops rays to diactine forms, like oxeas, and the reduction of three rays to monactine spicules, like styles, took place. The monaxonid desmas (rhizoclones, dicranoclones, dendroclones) are derived from "normal" spicules, such as styles. The hypothesis is that the reduction of rays of the calthrops first lead to normal monaxonid spicules, and monaxonid desmas evolved by "secondary" silification. The acrepid desmas (sphaeroclones and the acrepid ones within the taxon Vetulinidae) maybe a new autapomorphie achievement, because it cannot definitely be attributed to the basic calthrops type. Also the triaene type of ectosomal megascleres, is considered calthrops derived, because of its tetraxonid nature. The ability to form desmas is interpreted therefore as symplesiomorphic within the Homoscleromorpha-Demospongiae taxon and as a part of their basic pattern. It is a cryptotypic character, which is realized and altered autapomorphicly within certain demosponge taxa. In higher categories of the demosponges, the systematizaton is done by the characters microscleres and skeleton architecture. The different microscleres types, asters and sigmas respectively, are known to never occur together in one species, and for that reason they are considered characters of Tetractinomorpha pars and Ceractinomorpha pars. In the fossil record, the microscleres are normally absent because of their poor preservation potential. Nevertheless, homologization of spicules and the skeleton architecture of fossil and living sponges is often possible. For desma-bearing demosponges since the Mesozoic, a new phylogenetic modell is presented, the taxon "Lithistida" is eleminated and grouped into possible monophyla. The taxon Demospongiae is subdivided into: 1. Taxa with aster-type microscleres, comprising the adelphotaxa "Euaster-Taxa" and Spirasterophora. The Spirasterophora new taxon comprise the taxa "Spirastrellidae", Megamorina, Corallistidae, Tetracladina, and Pachastrellidae, established by their autapomorphic character spirasters, derived from the basic type "protoaster" Different desma-types (megaclones, dicranoclones, tetraclones) are represented within the Spirasterophora. The ectosomal triaene megasclers are symplesiomorphic for all taxa. The pachastrellids possess in addition the plesiomorphic calthrops. The Pleromeridae (with megaclone desmas) are attributed to the Megamorina, the Dicranocladina (dicranoclon desmas) to the Corallistidae and the Theonellidae (tetraclone desmas) to the Tetracladina. The senior names given to the Mesozoic members of these groups thus have priority instead of the younger synonymeous names given to the Recent taxa. 2. Taxa with sigma-type microscleres are grouped into the sistergroups Halichondridae and Sigmatophora, respectively. Within the Halichondridae also desma-bearing taxa exist. The autapomorphic characters are isonitrils secondary metabolites), monaxone megascleres, and the reduction of microscleres. The skeletal architecture is of the halichodrid-type. The taxon Petromicidae shows isolated monaxonid desmas. Within the Vetulinidae, acrepid polyclad desmas appear. The Siphonidiidae possess monaxonid or tetraxonid chonasomal desmas, and in the ectosomal region eigther desmas without zygosis or normal spicules are present. In the Desmanthidae monactine special "croquet-type" desmas are found. All these taxa are known only from living demosponges, in the fossil record they are not preserved. The Sigmatophora SoLLAS are extended to comprise also the plesiomorphic Charakter of desmoid megascleres. The contitutive autapomorphic microsclere-type are the sigmas. The Sigmatophora comprise the sistergroups "Spirophoridae"/Rhizomorina and the Poecilosclerida. "Spirophoridae" are characterized by sigma-/spinispire-microscleres, evolved from sigmas, and they possess also the symplesiomorphic triaenes. The Rhizomorina possess monaxonid desmas, the rhizoclones, sigmaspire-microslers, and monaxonid "normal" spicules. The living Scleritodermidae are attributed to the taxon Rhizomorina. Within the Poecilosclerida, o desmas also occur. The poecilosclerids are characterized by autapomorphic characters subtylostyle megascleres, simatose microscleres (chelae). Within this taxon, monactine and diactine megasclers are frequent. We also know few taxa which shows different desmoid megascleres Lithochela, Crambe and Esperiopsis. Within the taxon Halichondridae and Sigmatophora the rhizoclones probably evolved convergently.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In Süß- und Brackwasserablagerungen aus Obeijura und Unterkreide von Westeuropa gehören Charophytenreste zu den häufigsten Mikrofossilien. Sie sind für diese Fazies von besonderer biostratigraphischer Bedeutung. In zwei Hauptarbeitsgebieten (Niedersächsisches Becken in Norddeutschland und Cameros-Becken in Nordspanien) sowie einigen weiteren Gebieten, aus denen stratigraphisch und regional isoliertes Probenmaterial vorlag (Sauerland, Pariser Becken, Südfrankreich, Ostspanien, Portugal, Marokko), konnten 59 Arten und Unterarten aus 13 Gattungen nachgewiesen werden. Hohen Leitwert weisen hierunter vor allem die Vertreter der Familie Clavatoraceae auf. Da die traditionelle Klassifikation der fossilen und rezenten Charophyten wegen ihrer zu starken phänetischen Orientierung nicht befriedigen kann, wird nach einer Analyse nach den Prinzipien der phylogenetischen Systematik ein neues System der Charophyten vorgestellt, in dem Bemühen, nach Möglichkeit nur noch monophyletische Taxa zuzulassen. Allerdings läßt sich dieses Ziel wegen der in der Paläontologie vorhandenen praktischen Probleme nicht ganz erreichen, so daß eine ganze Reihe von Paraphyla (in Anführungszeichen gesetzt) in der hier vorgeschlagenen Systematik verbleiben müssen. Zur grundsätzlichen Vorgehensweise ist weiterhin zu betonen, daß bei der Verwandtschaftsanalyse einer solchen merkmalsarmen Organismengruppe mit reicher Fossilüberlieferung wie den Charophyten stratigraphische Informationen (geologisches Alter von Merkmalen) unverzichtbar sind. Die seit dem Silur bekannten "Sycidiophyceae" (mit vertikalen Gyrogonit-Hüllzellen) werden als primitive Schwestergruppe des zeitgleich oder möglicherweise etwas später erscheinenden Monophylums Charophyceae emend. (Apomorphie: spiralig eingedrehte Hüllzellen) aufgefaßt. Innerhalb der Charophyceae stellen die "Trochiliscales" (rechtsgewundene Spiralzellen) lediglich ein Paraphylum dar, aus dem sich im Devon das Monophylum Charales (Apomorphie: finksgewundene Spiralzellen) abgespalten hat. Unter den Charales werden nach einer im Oberdevon / Unterkarbon erfolgten Reduktion der Anzahl der Spiralzellen ("Eocharineae" und Palaeocharineae) alle postpaläozoischen Charophyten zu dem Monophylum Charineae (Apomorphie: fünf Spiralzellen) zusammengefaßt. Innerhalb dieser Gruppe wird die Morphologie der Basalplatte (geteilt oder ungeteilt) wegen ihrer vermuteten engen Verknüpfung mit der Gametogenese für bedeutender erachtet als z.B. die Ausbildung des Apex (Hals vorhanden / fehlend) und andere morphologische Merkmale. So läßt sich ein subordiniertes Monophylum Porocharaceae emend, mit den wiederum untergeordneten Taxa "Porocharoideae" emend. (Paraphylum) und Nitelloideae emend. (Monophylum) charakterisieren. Bei Anwendung der phyletischen Sequenzbildung ist dieses vom gleichen systematischen Rang wie die später von der konservativen Feistiella – Stammlinie (Feistiellaceae n. fam.) abgespaltenen Monophyla Characeae emend., Clavatoraceae emend, und Raskyellaceae. Innerhalb der Clavatoraceae wird das Konzept der "evolutionären Art" konsequent angewandt. Dadurch werden zahlreiche traditionelle Arten in den Rang von Chrono-Subspezies gestellt. Eine Subspezies, Clavator reidi pseudoglobatoroides, wird neu beschrieben. Darüberhinaus werden zahlreiche Rekombinationen und Emendierungen vorgenommen. Die Unterfamilie Atopocharoideae emend, wird intern neu gegliedert, nachdem es erstmalig gelungen ist, die Struktur von Echinochara pecki aus dem nordwestdeutschen Kimmeridge im Detail zu erfassen. Eine weitere wichtige Änderung in der Systematik ist die Rücknahme der Synonymisierung von Aclistochara mit Lamprothamnium in MARTIN-CLOSAS & SCHUDACK (1991), da alle untersuchten Aclistochara – Gyrogonite mehrteilige Basalplatten aufweisen und die Gattung somit zu den Nitelloideae emend, gestellt werden muß. Bei vielen aufgefundenen Arten werden die Mikrostrukturen des Calcins der Spiralzellen beschrieben und typisiert Zusätzlich wurde eine eihe von rezenten Characeen untersucht um den Einfluß von Salinitätsunterschieden auf diese Wandstrukturen zu testen. Es stellte sich heraus, daß die Haupt-Gefiigetypen des Calcins, mit Ausnahme der typischen Ringstruktur der Clavatoraceen-Gyrogonite, nach bisherigem Kenntnisstand weder taxonomische noch sichere palökologische Aussagen zulassen. Basierend auf mehreren Lokalzonierungen (Nordwestdeutschland, Französischer und Schweizer Jura, Nord- und Ostspanien) sowie allen weiteren verfügbaren stratigraphischen Einzelangaben wurde eine überregionale Charophyten-Biozonierung für Obeijura und Berriasium Westeuropas erarbeitet welche vor allem im Berriasium schon eine befriedigende stratigraphische Auflösung erlaubt während die im Obeijura ausscheidbaren Zonen jeweils noch recht lange Zeitspannen umfassen. Darüberhinaus wurde die nordwestdeutsche Lokalzonierung gegenüber früheren Untergliederungen in vielen Details verfeinert. Über die Salinitätsansprüche einzelner Oberjura / Unterkreide-Taxa war bislang kaum etwas bekannt zumindest nicht durch Datenmaterial erhärtet. Durch eine detaillierte Analyse der Organismen-Gesamtassoziationen von fast 600 Proben (Auftreten von Charophyten mit palökologisch auswertbaren Ostracoden, Foraminiferen, Gastropoden u.a.) konnten für die auftretenden Gattungen und weitere Taxa erstmals genauere Aussagen getroffen werden: Besonders stark auf den limnisch-oligohalinen Salinitätsbereich beschränkt sind die Clavatoraceen Atopochara trivolvis (Spätformen), Ascidiella (Embergerella) und Pseudoglobator sowie die offenbar zu verschiedenen Clavatoraceen gehörenden vegetativen Teile der Formgattung Munieria. Auffallend salinitätstolerant sind dagegen Aclistochara, Echinochara und vor allem Porochara sowie - in etwas geringerem Maße - Globator und Mesochara. Sie kamen besonders häufig auch in stärker brackischen Gewässern vor, traten jedoch immer auch im Süßwasseibereich auf. Die übrigen Taxa (meist Clavatoraceen) liegen in ihren Ansprüchen zwischen diesen Extremen.

Description: Charophyte remains are one of the most important microfossil groups in Upper Jurassic and Lower Cretaceous fresh- and brackish water sediments of Western Europe. For this type of facies they are of particular biostratigraphical importance. 59 species and subspecies out of 13 genera have been documented from two main research areas (Lower Saxony Basin of Northern Germany and Cameras Basin of Northern Spain) and from several stratigraphically and geographically isolated localities (Rhenish Massif, Paris Basin, Southern France, Eastern Spain, Portugal, Morocco). Especially the family Clavatoraceae offers an excellent biostratigraphical potential. Because of its strong phenetical principles the tradtional classification of fossil and recent charophytes is regarded unsatisfactory. Therefore, an analysis following the principles of Phylogenetic Systematics is used to propose a new charophyte systematics. Emphasis is lain on the creation of monophyletic taxa. This praxis, however, is hampered by practical problems in paleontology. Consequently, a number of paraphyla (always kept in inverted commas) is kept in the proposed system. Moreover, it has to be stressed that the analysis of phylogenetic relationships within a group of organisms with few morphological features but rich fossil documentation such as charophytes is impossible without stratigraphical data (geological ages of features). The "Sycidiophyceae" (with vertical enveloping cells) are known since the Silurian and are considered the primitive sister group of the contemporaneous or possibly slightly younger monophylum Charophyceae emend, (apomorphy: spiralling enveloping cells). The "Trochiliscales" (with dextrally spiralling cells) are a paraphylum within the Charophyceae which gave rise to the monophylum Charales (apomorphy: sinistrally spiralling cells) in the Devonian. In the Upper Devonian / Lower Carboniferous the number of spiral cells has been reduced ("Eocharineae" and Palaeocharineae). Within the Charales all post-Paleozoic charophytes are placed in the monophylum Charineae (apomorphy: five spiral cells). Within this group the morphology of die basal plate is considered more important than the construction of the apex (with or without neck) or other morphological features. This interpretation follows the supposed close links between the forming of the basal plate and the gametogenesis. Therefore, a subordinate monophylum Porocharaceae emend, with the again subordinate taxa "Porocharoideae" emend, and Nitelloideae emend, can be defined. Using the principle of "phyletic sequencing" Porocharaceae emend, have the same systematic rank as the monophyla Characeae emend., Clavatoraceae emend, and Raskyellaceae which are later descendants of the conservative Feistiella (Feistiellaceae n. fam.) stem line. Within the clavatoracean family the "evolutionary species" concept is used. This leads to the redescription of numerous traditional species as chrono-subspecies. One new subspecies, Clavator reidi pseudoglobatoroides, is erected. Several other taxa of the same family are recombined or emended. The first detailed analysis of the utricular structure of Echinochara pecki from the Kimmeridgian of Northwest Germany leads to a new classification within the subfamily Atopocharoideae emend. Due to the discovery of a divided basal plate within the gyrogonites of Aclistochara, the synonymy of Aciistochara and Lamprothamnium as proposed by MARTIN-CLOSAS & SCHUDACK (1991) has to be rejected. In consequence, Aclistochara is integrated within the Nitelloideae emend. The microstructures of the calcine of the spiral cells are described and typified in several species. A number of extant characeans have been studied in addition and in order to test the influence of salinity on the mineralisation of these wall structures. The main structural types of the calcine, except for the "ring structures" of the clavatoracean gyrogonites, turned out to be neither of taxonomical nor of palecological importance. Based upon a few local zonations (Northwest Germany, French and Swiss Jura, Northern and Eastern Spain) and additional stratigraphical informations available from other areas, a supraregional charophyte biozonation for the Upper Jurassic and Berriasian of Western Europe has been elaborated. This chart allows good stratigraphical resolution in the Berriasian, whereas the Upper Jurassic biozones still comprise rather long time intervals. In comparison to former subdivisions a more detailed local zonation of Northwest Germany is introduced. Previously, little was known about the salinity tolerances of specific Upper Jurassic and Lower Cretaceous taxa. A detailed analysis of the total assemblages of about 600 samples (co-occurence of charophytes with palecologically significant ostracodes, foraminifera, gastropods etc.) is used to specify the environmental range of genera and other taxa. The clavatoraceans Atopochara trivolvis (advanced forms), Ascidiella (Embergerella) and Pseudoglobator as well as vegetative parts of the form genus Munieria (which belongs to different clavatoraceans) are strongly restricted to the limnic - oligahaline salinity realm. By contrast, Aclistochara, Echinochara, and especially Porochara as well as (to a lesser extent) Globator and Mesochara are rather salinity tolerant. They occur abundantly in strongly brackish environments, but also in freshwater. The remaining taxa (mostly clavatoraceans) are intermediate in their distribution between these extremes.

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.

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