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: Diese Arbeit beruht auf der Nachbebenserie des Antofagasta-Bebens vom 30.07.1995. Die Nachbebenserie wurde während des CINCA ’95 Projektes in einer Zusammenarbeit zwischen den Instituten der Freien Universität Berlin und des GFZ Potsdam, im Rahmen des Sonderforschungsbereich 267, der BGR (Hannover), und des GEOMAR (Kiel) gemessen. Dazu wurde ein Netzwerk aus 50 Stationen on- und offshore im Zeitraum zwischen dem 10.08.1995 und dem 11.10.1995 betrieben. Das Netzwerk überdeckte insgesamt 310 km (22°10'S - 25°S) in Nord-Süd und 185 km (71°10'W - 69°20'W) in Ost- West-Richtung. Aus den gepickten P-und S-Einsätzen der Beben wurde mit dem Programm simulpsl2 ein 3D Geschwindigkeitsmodell berechnet. Das Modell zeigt Strukturen, die bereits früher mit aktiver Seismik gemessen wurden. So konnte entlang der Küste eine Hochgeschwindigkeitszone (vP ≈ 7.0 km/s) in 20 km, und eine Niedriggeschwindigkeitszone (vP ≈ 6.25 km/s) in 30 km Tiefe gemessen werden. Die Hochgeschwindigkeitszone wird als jurassische Unterkruste, die postjurassisch gehoben wurde, interpretiert. Im unteren Bereich kann die Hochgeschwindigkeitszone auch aus teilserpentinisierten jurassischen Mantelgestein bestehen. Als Interpretation für die Niedriggeschwindigkeitszone wird hydraulic fracturing favorisiert. Die Niedriggeschwindigkeitszone ist nicht durchgehend vorhanden. Bei 24°S befindet sich stattdessen ein Block hoher Geschwindigkeiten, der im oberen Bereich mit der Hochgeschwindigkeitszone verbunden ist. Der ozeanische Mantel konnte zwar in den Inversionen modelliert werden, jedoch war hier die Durchstrahlung nicht hinreichend, um genauere Angaben über seine Geschwindigkeit, oder seine Oberkante zu erhalten. Auch die oberen Bereiche der kontinentalen Kruste konnten nur unzureichend aufgelöst werden, da sich die Strahlen hier kaum kreuzten. Zusammen mit dem vP-Geschwindigkeitsmodell wurde auch das vP/vS- Verhältnis berechnet. Dabei konnte die Hochgeschwindigkeitszone mit einem vP/vS- Verhältnis von 1.76 - 1.81 korreliert werden. Die Niedriggeschwindigkeitszone kann mit einem vP/vS- Verhältnis von 1.67 - 1.76 korreliert werden. Mit dem 3D-Modell konnten fast alle Beben mit einer besseren Tiefengenauigkeit als 1 km lokalisiert werden. Der Hauptteil der Beben befindet sich in einem schmalen Bereich zwischen kontinentaler und ozeanischer Platte. Jedoch wurden auch einige krustale Beben detektiert. Desweiteren konnten einige Beben im ozeanischen Mantel gemessen werden. Die Bereiche, in denen das Modell gut bzw. schlecht bestimmt ist, wurden durch einen Vergleich verschiedener Modelle klassifiziert. Bei dieser Methode wurden Modelle mit verschiedenen Knotenebenen berechnet. Bereiche, in denen sich diese Modelle stark unterschieden, wurden über die Geometrische Spreizung als „schlecht aufgelöst“ klassifiziert. Weiterhin wurde die Wirkung verrauschter Daten auf die Inversion betrachtet, um den Einfluß ungenauer Picks auf das Modell zu erhalten. Zusätzlich wurden die Magnituden-Häufigkeits-Parameter für die Bebengebiete in ≈ 40 km, ≈ 100 km, sowie ≈ 200 km aus Daten verschiedener Kataloge berechnet. Es zeigte sich, daß die Beben in 100 km Tiefe nicht durch einen einzigen Magnituden-Häufigkeits-Gradienten („b-Wert“) beschreibbar sind. Dazu wurde vorgeschlagen, daß sich die tektonische Spannung hier aufbaut, und bei einer Magnitude von etwa 5.6 entlädt. Für die Beben in etwa 40 km Tiefe wurde weiterhin die zeitliche Änderung der Magnituden-Häufigkeits-Parameter zwischen 1973 und 1998 untersucht. Dabei konnte zum einen ein Trend von kleinen zu großen b- Werten zwischen 1977 und 1983 festgestellt werden. Für die nachfolgenden Jahre, bis 1995, wichen die Magnituden-Häufigkeits-Kurven fast immer so stark von einer Geraden ab, daß die Parameter nicht berechnet werden konnten. Als problematisch erwies sich die Umrechnung der Parameter zwischen den Lokalmagnituden (CINCA ’95) und den Raumwellenmagnituden (PDE-Katalog). Hier reichten die Beben, die in beiden Katalogen verzeichnet sind nicht aus, um eine Regressionsgerade zu erstellen. In Anbetracht dieser Problematik wurde in der Arbeit auch eine Methode formuliert, die Magnituden mittels der Magnituden-Häufigkeits-Parameter ineinander umzurechnen.

Description: This work is based on aftershock series of the Antofagasta event (30.07.1995). The aftershocks were recorded within the project CINCA ’95, as a collaboration between the Freie Universität Berlin and the GFZ Potsdam (within the frame of the collaborative research center 267), the BGR (Hannover) and the Geomar (Kiel). The seismological part of CINCA ’95 was performed with a network of 50 stations (on- and offshore) 10.08.95 and 11.10.95. The itself network covered an area of 310 km (22°10'S – 25°S) by 185 km (71°10'W – 69°20'W). A 3D velocity model has been obtained with the use of the program simulpsl2 from the P- and S-onsets of the events. Several structures which were known from previous active seismic experiments were resolved by the 3D model: a high velocity zone (vP ≈ 7.0 km/s) at a depth of 20 km and a low velocity zone ( vP ≈ 6.25 km/s) at a depth of 30 km. Generally, the high velocity zone is corellated to a vP/vS-ratio of 1.76 - 1.81, whereas he low velocity zone is corellated to a vP/vS-ratio of 1.67 - 1.76. The high velocity zone was explained as jurassic lower crust which was elevated in post Jurassic times. In its lower parts the high velocity zone possibly consists of former mantle material which was partly serpentinized. The low velocity zone was interpreted as material which is modified by upwelling fluids (hydraulic fracturing). In the southern part of the model (24°S) the low velocity zone is absent. In this region a block of high velocities was found which is connected to the high velocity zone. The oceanic mantle was computed within the 2D inversion step. However, the ray density was not adequate to gain sufficient information from the 3D inversion about the seismic velocity or the upper edge of the oceanic mantle. The upper regions of the continental crust were not sufficiently resolved as well. The majority of earthquakes was localized with a precision higher than 1 km. Most earthquakes were found in a small region between the continental and the oceanic plate. However, several crustal events were detected in the continental plate. Moreover, several events were detected within the oceanic mantle. A comparison of models obtained from different inversions was used to classify the quality of the regions of the model. This method included the computation of models with varying grids. Regions where the seismic velocities varied strongly with respect to the different models were classified as “low resolved“. From this classification a threshold value of the geometrical spread was determined. The influence of inexact picks on the model was investigated by inversions with noisy data. Additionally, the magnitude - frequency parameters were computed for earthquakes at ≈ 40 km, ~ 100 km and ≈ 200 km depth. As a single straight line is not adequate to describe the magnitude - frequency distribution in ≈ 100 km depth, it was proposed that the tectonic stress in this region rarely exceeds values which generate earthquakes with a magnitude of roughly 5.6. For the region of ≈ 40 km depth the temporal (1973 to 1998) variation of the magnitude - frequency parameters was investigated. It was found that the b-values increase between 1977 and 1983. In subsequent times the magnitude - frequency distribution can not be described by a straight line. The large quantity of events which were recorded within CINCA ’95 lead to accurate magnitude - frequency parameters. However, only a few events were listed in both, the PDE and the CINCA catalogue. Thus, the local - magnitudes (CINCA) could not be transformed sufficiently to body wave magnitudes by the use of regression. A formula was derived which transforms the magnitudes if all events belong to the same set of magnitude frequency parameters.

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Description: Die vorliegende Arbeit behandelt die Auswertung und Interpretation von refraktions- und weitwinkelseismischen Messungen die im Rahmen des seismischen Projekts ANCORP 1996 in Nordchile und Bolivien durchgeführt worden waren. Der Datensatz dieses Projekts, bestehend aus Steilwinkelreflexionsdaten und Refraktionsdaten ergänzt die in den vergangenen zwei Jahrzehnten gesammelten seismischen Daten. Nachdem in den vorigen Projekten onshore ausschließlich refraktionsseismische Daten gesammelt wurden, ist die ANCORP-Traverse die einzige tiefenreflexions- und refraktionsseismische Linie in den südlichen Zentralen Anden. Nach einer kurzen Einleitung wird zunächst ein Überblick über die geologische und morphostrukturelle Gliederung des Arbeitsgebietes gegeben, das sich von der chilenischen Pazifikküste bis zum Ostrand des bolivianischen Altiplanos erstreckt. Die Traverse kreuzt die morphologischen Einheiten (Küstenkordillere, Längstal, Westkordillere (der aktive vulkanische Bogen) und Altiplano) senkrecht zu ihrer Streichrichtung. Es folgt die Beschreibung der technischen Durchführung der seismischen Messungen auf der ANCORP-Traverse, die von September bis November 1996 stattfand. Im Anschluß daran wird auf die Auswertung der refraktions- und weitwinkelseismischen Daten eingegangen. Die Ersteinsätze der Steilwinkelreflexionsdaten erlaubten die tomographische Bestimmung eines Geschwindigkeitsmodells entlang der Traverse für die oberen 5 km. Dieses Geschwindigkeitsmodell gibt vor allem einen Überblick über die Lage von mächtigeren Sedimentschichten im Längstal und auf dem Altiplano, wo deutlich niedrigere P-Wellen-Geschwindigkeiten (um etwa 2 km/s) bestimmt wurden als in den Kordilleren. Die Schußsektionen des Weitwinkel-Experiemts wurden dann auf mögliche Korrelationen untersucht. Da die meisten Sektionen nicht länger als 160 km waren, waren kaum Korrelationen aus dem Bereich der unteren kontinentalen Kruste und der ozeanischen Kruste möglich. Überkritische Reflexionen von der kontinentalen Moho und der ozeanischen Moho konnten in der Sektion des Schußpunktes im Pazifischen Ozean korreliert werden. Die übrigen Schüsse ergänzten die bereits aus früheren Kampagnen stammenden Sektionen entlang der Traverse und senkrecht zu ihr. Basierend auf Laufzeitmodellierungen der in den Sektionen korrelierten Phasen und unter Berücksichtigung der Ergebnisse der dem ANCORP Experiment vorangehenden Messungen wird ein Geschwindigkeitsmodell für die Traverse entlang des 21. südlichen Breitengrades vorgestellt. Perturbationsrechnungen wurden durchgeführt, um den Fehlerbalken für die P- Wellen Geschwindigkeiten und Tiefenlagen von Reflektoren zu bestimmen. Um die gewonnenen Ergebnisse strukturell zu interpretieren, werden weitere Informationen aus geophysikalischen Untersuchungen benötigt, über die in den folgenden Kapiteln ein Überblick gegeben wird. Die Datensätze aus Reflexionsseismik, Gravimetrie und Magnetotellurik werden dann zusammengefaßt zu einem Strukturmodell bestehend aus der kontinentalen Kruste, aufgeteilt in eine geophysikalische Oberkruste und der durch verschiedene Prozesse verdickten Kruste, einem asthenosphärischen Mantelkeil und der subduzierten ozeanischen Kruste. Die Synthese der Ergebnisse der geophysikalischen Untersuchungen entlang der Traverse bezüglich der extremen Verdickung der kontinentalen Kruste ist, daß diese im Forearc durch Underplating und Hydratisierung von Mantelmaterial erfolgt ist, im Arc und westlichen Backarc durch pure shear Deformation und im östlichen Backarc durch simple shear Deformation.

Description: In this thesis the refraction and wide-angle seismic data of the seismic project ANCORP 1996, measured in Northern Chile and Bolivia, are evaluated and interpreted. The data set of this project, consisting of near- vertical incidence and wide-angle seismic data, completes the data collected during the past two decades. Earlier projects having measured only refraction seismic data onshore, the ANCORP transsect is the only deep reflexion and refraction seismic line in the Southern Central Andes. After a short introduction, an overview of the geological and morphstructural setting of the working area is given. The area is reaching from the Chilean Pacific Coast through the eastern margin of the Bolivian Altiplano. The transsect crosses the morphstructural units (Coastal Cordillera, Longitudinal Valley, Precordillera, Western Cordillera (magmatic arc) and Altiplano) orthogonally to their strike. After that a description of technical aspects of the seismic measurements on the ANCORP transsect is given. Then the evaluation of the refraction- and wide-angle data will be described. The first break traveltimes of the CMP-measurements made possible the tomographic determination of the P-wave velocity distribution along the transsect for the uppermost 5 km. This velocity model mainly represents the varying sediment layer thickness in the Longitudinal Valley and on the Altiplano where significantly lower P-wave velocities were found than in the cordilleras (2 km/s lower). The shot-sections of the wide-angle seismic experiment were examined for possible correlations. As most of the sections were not longer than 160 km, only few correlations from the deeper continental crust and the oceanic crust could be made. Over-critical reflections from the continental Moho and the oceanic Moho could be correlated in the section of the shotpoint in the Pacific Ocean. The remaining shots complete the sections from earlier campaigns along the transsect and orthogonally to it. Based on traveltime modeling of the phases correlated in the sections and taking into account the results of measurements before the ANCORP experiment a velocity model for the transsect along 21°S is introduced. Perturbed models were tested in order to find the error of P-wave velocity and depth of layer boundaries. For a structural interpretation of the results, further information from geophysical inverstigations is needed. An overview of the most important results of reflection seismic, gravimetric and magnetotelluric measurements is given and then, together with the results of the wide-angle seismic investigations put together into a structural model, consisting of a continental crust, divided into upper geophysical crust and crust thickened by several processes, an asthenospheric mantle wedge and the subducted oceanic crust. The most important conclusion concerning the thickening of the continental crust, derived from the geophysical investigations along the transsect is the following: In the forearc, thickening is mainly caused by magmatic underplating and hydration of the continental mantle, in the arc and western backarc pure shear deformation are most important and the eastern backarc is thickened by simple shear deformation.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die "höheren" Caenogastropoden umfassen viele tausend rezente und fossile Arten. Ihre charakteristischen Gehäuse haben gewöhnlich einen hohen Wiedererkennungswert, sind häufige Elemente fossiler Ablagerungen und eröffnen damit ausgezeichnete Möglichkeiten neontologische und paläontogische Studien zu korrelieren. Das Ziel solcher Studien ist hier, Evolution nachzuzeichnen, um sie dann auch interpretieren und letztlich verstehen zu können. Es wurde ein tendenziell holistischer Arbeitsansatz gewählt, der die Synthese gehäusemorphologischer, anatomischer, molekulargenetischer, reproduktionsbiologischer, ökologischer und biogeographischer Daten in die zeitliche Dimension übersetzt und damit in den Kontext der Geodynamik stellt. Diese Vorgehensweise wird als paläobiologische Konzeption bezeichnet. Im Ergebnis stehen folgende Erkenntnisse und darauf basierende Maßnahmen: die "höheren" Caenogastropoda sind sehr wahrscheinlich monophyletisch und werden als Überordnung Latrogastropoda nov klassifiziert. Die Ordnung Neomesogastropoda ist paraphyletisch und Teile von ihnen repräsentieren die Stammgruppe der Ordnung Neogastropoda. Es zeigt sich, daß viele der neontologisch klar zu definierenden evolutiven Linien, ohne weitere paläontologische Studien, im systematischen Vakuum wurzeln. Die stammesgeschichtlichen Lücken können nun anhand von Merkmalsabgrenzung - nach "unten" und nach "oben" - definiert bzw abstrahiert werden und als Phantombilder für zukünftige Recherchen dienen. Auf Grundlage der phylogenetischen Analysen wurde eine weitreichende Revison der Klassifikation erforderlich und durchgeführt. Der Ursprung der Latrogastropoda nov könnte in einer Lime liegen, welche auch zu der Stammgruppe der Rissoidae führt. Letztere und die potentielle Latrogastropode Maturifusus traten erstmals im Jura in Erscheinung. Erste signifikante Radiationen der Latrogastropoda nov. gingen mit der postneokomen weltweiten Erwärmung und der entsprechenden Tropisierung der Tethys einher Mit Beginn der Oberkreide differenzierten sich die Latrogastropoda infolge einer Reihe von Schlüsselinnovationen in ihre Hauptlinien. Die Wende vom Meso- zum Känozoikum spiegelt sich in der systematischen Entwurzelung der im Rezenten persistierenden Taxa wider; d.h. viele (noch genauer zu definierende) Stammlinien sind in der Erdneuzeit nicht mehr vertreten. Die weitere Evolution der Latrogastropoda nov ist durch extreme Radiationen im Eozän und im Miozän geprägt. Die neogenen supragenerischen systematischen Einheiten zeigen bereits eine hohe Übereinstimmung mit rezenten Pendants. Der relativ starke Wandel paläobiogeographischer Bezüge im Neogen korreliert also nicht mit evolutiven Innovationen von übergeordneter Bedeutung.

Description: The "higher" caenogastropods are represented by many thousand Recent and fossil species. Their characteristical shells can usually be well recognized and are frequently found particularly in marine Cenozoic deposits, thus offering excellent possibilities in respect of correlating neontological and palaeontological studies. Aim of such studies is here to trace evolution in order to obtain a basis for interpretation and actual insights respectively A more or less "holistic" approach was chosen, which translates the synthesis of conchological, anatomical, molecular genetical, reproductive biological, ecological and biogeographical data into the past and thus regarding evolution in the context of geodynamics. This approach is labelled palaeobiological conception. The different avenues of research led to the following results: the "higher" caenogastropods are very probably monophyletic and are classified as superorder Latrogastropoda nov The order Neomesogastropoda is paraphyletic because it includes the stem lineage of the Neogastropoda. It becomes apparent that many of the evolutionary lineages, which can be well defined by neontological means, are not yet correspondingly recognized in the fossil record and therefore are rooted in a systematic vacuum. The phylogenetic gaps can be defined or considered respectively by analyzing the direction of the evolution of morphological characters, which e.g. allows the creation of hypothetical fossils, which can be searched for Based upon the phylogenetic analyses, the necessity of a far-reaching revision of the classification became evident and consequently was conducted. The origin of the Latrogastropoda nov could be found in a lineage, which also leads to the stem-lineage of the Rissoidae. The latter and the potential latrogastropod Maturifusus both appeared in the Jurassic for the first time. First significant radiations of the Latrogastropoda nov correlated with the postneokomian global wanning and corresponding tropical climate of the Tethys ocean. During the early Upper Cretaceous the Latrogastropoda nov experienced key innovations which promoted the differentiation into their main lineages. The turn to the Cenozoic was accompanied by the systematic uprootal of taxa which persist in the modem fauna, which means that many stem-lineages (to be defined in detail) have not been detected in the Cenozoic. The Cenozoic evolution of latrogastropods is characterized by extreme Eocene and Miocene radiations. Neogene suprageneric systematic units show already great morphological correspondence with their Recent counterparts. Therefore the relatively strong change of palaeobiogeographic relations in the Neogene is not mirrored by principal evolutionary innovations.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Es wurden ca. 1500 jurassische Ammoniten mit regenerierten Verletzungen untersucht. Die Ammoniten stammen aus drei stratigraphischen Abschnitten: dem Unter-Toarcium (Süddeutschland, Südfrankreich, England) dem Ober-Callovium (Normandie / Frankreich) und dem Ober-Oxfordium (Madagaskar). Die ausgewählten Gattungen repräsentieren ein breites morphologisches Spektrum. Die Phänomene, die in Folge von Verletzungen an den Ammonitengehäusen sichtbar werden, wurden seit langer Zeit erkannt, benannt und klassifiziert. Das erfolgreichste Modell einer Klassifikation pathologischer Phänomene an Ammonitengehäusen geht auf HÖLDER (1956) zurück. Problematisch am Hölderschen Klassifikationsmodell ist das Fehlen klarer Rahmenbedingungen für das Aufstellen einer neuen forma aegra. Aus diesem Grund kam es in der Vergangenheit zu vielen, sich überschneidenden, verwirrenden und unnützen forma-Bezeichnungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein stringentes Klassifikationsprinzip vorgeschlagen und eine nachvollziehbare Einordnung in dieses Prinzip gefordert. Unter dieser Prämisse werden ausgewählte forma-Bezeichnungen diskutiert. Es wird vorgeschlagen, auf die forma-Bezeichnungen: forma seccata (HÖLDER 1956), forma refecta (REIN 1994a), forma undaticarinata-undaticoncha (HENGSBACH 1996) und forma mordata (HENGSBACH 1996) zu verzichten. Als neue forma-Bezeichnungen werden eingeführt: forma augata n.f., forma umbilicata n.f. Als potentielle Verursacher regenerierbarer Schalenverletzungen konnten erkannt werden: durophage Fische (vor Allem: Lepidotes, Dapedium, Mesturas), dekapode Krebse (vor Allem: Eryma, Mecochirus) und Coleoideen. Für Verletzungen des Mantelrandepithelium (forma verticata) werden im Wesentlichen eryonide Krebse (z.B. Coleia, Proeryon, Eryon) verantwortlich gemacht. Diese Räuber lassen sich nur in Einzelfällen anhand ihrer Verletzungsspuren identifizieren. Die Ausbildung und Form der Verletzung wird im Wesentlichen von der Gehäusemorphologie bestimmt. Es lassen sich drei morphologische Variablen erkennen, die sensitiv für den Schutz vor Räubern waren: die Gehäuseform, die Wohnkammerlänge und die Skulpturierung der Schale. Dactylioceraten und Perisphinctiden, also Ammoniten mit geringer Windungsexpansionsrate, rundem Mündungsquerschnitt, langer Wohnkammer und kräftiger Skulptur waren am besten gegen räuberische Attacken geschützt. Harpoceraten und Hecticoceraten, also brevi-, mesodome, schlanke Ammoniten mit weniger kräftiger Skulptur waren schlecht gegen räuberische Attacken geschützt. Longidome Ammoniten (Dactylioceraten, Perisphinctiden) waren im Gegensatz zu den brevi-, mesodomen Ammoniten in der Lage, sich weit in die Wohnkammer zurückzuziehen. Sie konnten verletzte Schalenbereiche ausbessern, ohne dabei die Skulpturelemente wesentlich verzerren zu müssen. Longidome Ammoniten konnten aufgrund ihrer Gehäusemorphologie keine guten Schwimmer gewesen sein. Diese Ammoniten tolerierten laterale Abweichungen in der Windungssymmetrie als Verletzungsfolge und Abweichungen im Windungsquerschnitt, also Verletzungsfolgen die die Fortbewegung einschränken mußten, sehr viel besser als Morphotypen mit besseren hydrodynamischen Eigenschaften. Ammoniten konnten Schalenverlust sehr viel besser tolerieren als der rezente Nautilus. Am untersuchten Material fanden sich Ammoniten die einen Schalenverlust von 10-20 % regenerieren konnten. Beim rezenten Nautilus ist ein Schalenverlust von mehr als 4 % letal (WARD 1986). Unter der Annahme, die Ammoniten lebten, ähnlich wie Nautilus, im annähernden Schwebegleichgewicht, verweist dies auf einen sehr viel effizienteren Gleichgewichtsapparat bei den Ammoniten. Anhand des vorliegenden Materials können die als funktionell eingeschätzte Merkmale als Aptationen wahrscheinlich gemacht werden. Die relative Häufigkeit von Mehrfachverletzungen erweist sich dabei als guter Proxy für die Verletzbarkeit der Ammoniten. Die relative Häufigkeit regenerierter Verletzungen korreliert nicht mit der Verletzbarkeit der Ammoniten. Sie scheint in erster Linie die Wahrscheinlichkeit widerzuspiegeln, mit der räuberische Attacken auf den Mundrand stattgefunden haben. Gesteuert wird dieser Faktor ganz offensichtlich von der Lebensweise der Ammoniten, der sich wiederum in der Gehäusemorphologie widerspiegelt.

Description: The investigation is based on 1500 ammonoids with sublethal injuries. The observed ammonoids are Lower Toarcian (from Southern Germany / Southern France / England), Upper Callovian (from Normandy / France) and Upper Oxfordian (Madagascar). The selected ammonoid fauna represents a wide spectre of morphotypes. The healing pattern following the injuries of ammonoids have been subject to observation for a long time. The most successful model of a classification of these phenomena dates back to HÖLDER (1956). But the model of Hölder lacks a clearly defined framework for setting up a new forma aegra. For that reason many overlapping, confuse and useless forma types have been introduced. These investigation suggests a stringent principle of classification and calls for a comprehensive classification according to these principle. Following these premise, the current inventory of forma types is discussed. It is proposed to give up the terms forma seccata (HÖLDER 1956), forma refecta (REIN 1994a), forma undaticarinata-undaticoncha (HENGSBACH 1996) and forma mordata (HENGSBACH 1996). The forma-types forma augata n.f. and forma umbilicata n.f. are newly defined. Durophagous fishes (mainly Lepidotes, Dapedium and Mesturus), crustaceans (mainly Eryma and Mecochirus) and coleoids are found to be responsible for the sublethal shell breakages. Eryonid crustaceans (Coleia, Proeryon, Eryori) are most probably responsible of the healed damages of the mantle epithelia of the peristome (forma verticata, Hölder 1956). In almost all cases it is impossible to detect distinct predators by individual injuries. The character and shape of the shell breakage is defined mainly by the morphology of the shell. Three traits of the ammonoid shell are sensitive against predatory attacks: The morphology of the shell, the extension of the living chamber and the sculpture. Dactylioceratids and Perisphinctids which are longidome roughly ornamented morphotypes with a strong sculpture, a low whorl expansion and a subcircular area of aperture, are best armed against durophagous agressors. Instead Harpoceratids and Hecticoceratids, which are mesodome morphotypes with a smooth sculpture and high whorl expansion, are less armed by their shell. The longidome Dactylioceratids and Perisphinctids where in contrast to the meso- and brevidome morphotypes able to withdraw deeply in their shell. These relatively plump morphotypes tolerated an eccentric growth of the whorl (in rare cases a consequence of injury) much better than the discus-shaped Harpoceratids. Ammonoids in general tolerated a shell lost caused by a predatory attack much better than the recent Nautilus. The observed ammonoids where able to regenerate a maximal shell loss of 10-20 %. In the recent Nautilus a shell loss of more than 4 % is lethal. Under the assumption of a nearly neutral buoyant habit in life that gives evidence of a much higher efficiency of the buoyancy apparatus of the ammonoids. The traits supposed to be functional are shown to be real aptations by the frequency of multiple injuries. Multiple injuries are a good proxy of the vulnerability of the observed ammonoids. Instead the frequency of all healed injuries don’t correlate with the vulnerability but seems to be controlled mainly by the probability of a contact with a predator These factor is otherwise controlled by the habit of the ammonoids.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die Ostracodenfaunen des Unter-Oxfordium (höchste Omaten-Tone) bis Unter-Berriasium (Serpulit) im Niedersächsischen Becken werden, da die Forschungen hier seit den intensiven Bearbeitungen der 40er, 50er und beginnenden 60er Jahre stagnierten, auf der Grundlage eines modernen taxonomischen Konzeptes neu untersucht und zum Teil rekombiniert. Es werden 98 Arten und 6 Unterarten aus 36 Gattungen und 10 Untergattungen, davon eine neue Art (Mantelliana wietzensis n. sp.), beschrieben und rasterelektronenmikroskopisch dokumentiert. Acht Diagnosen - Cypridea binodosa MARTIN 1940, Cypridea dunkeri inversa MARTIN 1940, Rhinocypris jurassica (MARTIN 1940), Fabanella boloniensis (JONES 1882), Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951), Cytheropteron bispinosum bispinosum SCHMIDT 1954, Cytheropteron bispinosum crassum SCHMIDT 1954 und Paranotacythere (Unicosta) interrupta (TRIEBEL 1941) - mußten emendiert werden, weitere vier Taxa werden anderen Gattungen zugewiesen: Macrodentina (P.) vinkeni GRAMANN & LUPPOLD 1991 der Gattung bzw. Untergattung Amphicythere (Amphicythere) OERTLI 1957, Limnocythere? inflata STEGHAUS 1951, Limnocythere? brevispina STEGHAUS 1951 und Limnocythere fragilis MARTIN 1940 der Gattung Mandelstamia LYUBIMOVA 1955 sowie Cytheridella? bamstorfensis MARTIN 1957 der Gattung bzw. Untergattung Marslatourella (Marslatourella?) MALZ 1959. Die bislang unter dem Begriff ’Cypridea aff. punctata" gefaßten Ostracoden werden zu Cypridea gr. lata MARTIN 1940 gestellt. Die im Erscheinungsbild völlig identischen Männchen von Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951) und Galliaecytheridea wolburgi (STEGHAUS 1951) werden, da kein Unterscheidungskriterium zur Verfügung steht, als "Männchen der wolburgi / hiltermanni -Gruppe" zusammengefaßt. In drei fortlaufenden Reichweitentabellen für Nordwestdeutschland sind die zeitlichen Vorkommen der Taxa dargestellt und in drei weiteren Schemata mit denen in den benachbarten europäischen Becken in Relation gesetzt. Im Niedersächsischen Becken können im obengenannten Zeitraum (im Gegensatz zur bisher allgemein gebräuchlichen Standardgliederung mit 15 Ostracodenzonen) nunmehr 23 Zonen ausgeschieden werden, deren Grenzen nicht immer mit denen der herkömmlichen biostratigraphischen Gliederung mittels Ostracoden nach KLINGLER et al. (1962) korrellieren. Darüberhinaus wird immer deutlicher, daß auch die Formationsgrenzen nicht zwingend mit chronostratigraphischen Grenzen korrelieren. So ist die Korallenoolith / Kimmeridge-Grenze nicht mit der Oxfordium / Kimmeridgium-Grenze gleichzusetzen, der Korallenoolith (als Gesteins-Formation) reicht noch in das Unter-Kimmeridgium hinein. Im überregionalen Vergleich zeigt sich, daß die im Niedersächsischen Becken ausgegegliederten Zonen eher als Lokalzonen definiert werden müssen, da es sich hierbei, durch die paläogeographische Situation bedingt, um ein oftmals abgeschlossenes Becken mit eigenständiger fazieller Sonderentwicklung handelt.

Description: Based upon modem taxonomic concepts, the ostracod faunas from the Lower Oxfordian (uppermost Omaten-Tone) up to the Lower Berriasian (Serpulit) of the Lower Saxony Basin have been reinvestigated. 98 species and 6 subspecies out of 36 genera and 10 subgenera have been described and documented by SEM photos. Eight diagnoses – Cypridea binodosa MARTIN 1940, Cypridea dunkeri inversa MARTIN 1940, Rhinocypris jurassica (MARTIN 1940), Fabanella boloniensis (JONES 1882), Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951), Cytheropteron bispinoswn bispinosum SCHMIDT 1954, Cytheropteron bispinoswn crasswn SCHMIDT 1954, and Paranotacythere (Unicosta) interrupta (TRIEBEL 1941) - have been emended. Four species have been recombined with other genera or subgenera: Macrodentina (P.) vinkeni GRAMANN & LUPPOLD 1991 with the genus Amphicythere (Amphicythere) OERTLI 1957, Limnocythere? inflata STEGHAUS 1951, Limnocythere? brevispina STEGHAUS 1951, and Limnocythere fragilis MARTIN 1940 with the genus Mandelstamia LYUBIMOVA 1955, Cytheridella? bamstorfensis MARTIN 1957 with the subgenus Marslatourella (Marslatourella?) MALZ 1959. In addition, the ostracods of the former "Cypridea aff. punctata" group have been recombined with Cypridea gr. lata MARTIN 1940. Moreover, the males of Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951) and Galliaecytheridea wolburgi (STEGHAUS 1951) have been characterized as "males of the wolburgi / hiltermanni group" due to their absolute morphological identity. In three detailed diagrams, the stratigraphical ranges of the taxa in NW Germany are provided. In three additional diagrams, these ranges are compared with those in neighbouring European basins. 23 ostracod zones have been erected for the interval of time under study in the Lower Saxony Basin. In a few cases, boundaries of this new zonation do not coincide with one of the boundaries of the traditional standard subdivision (15 ostracod zones, KLINGLER et al. 1962). Moreover, some chronostratigraphical boundaries can not be correlated with lithostratigraphical ones. The (lithostratigraphical) Korallenoolith-Kimmeridge boundary, for instance, does not coincide with the (chronostratigraphical) Oxfordian-Kimmeridgian boundary, as previously suggested, because the uppermost part of the Korallenoolith Formation, at least in some areas, is Lower Kimmeridgian in age. Supraregional comparison of stratigrapical ranges clearly indicates that ostracods can only be used to establish a local zonation rather than a true biozonation in NW Germany. Because of its paleogeographical situation, the area under study has been a rather isolated basin during most of the time, thus providing its very own facies development and preventing better faunal relationships with neighbouring regions.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Der Untersuchung der Entwicklung der kalkigen Nannofossilien und der kalkigen Dinoflagellaten-Zysten an der Kreide/Tertiär-Grenze liegt Probenmaterial aus der Kembohrung Nennhausen 2/ 63 (Westbrandenburg) und von den Dänischen Vergleichsprofilen in Nordjütland (Nye K10v, Kj01by Gaard, Bulbjerg, Vokslev) und von der Typuslokalität des Danien, Stevns Klint (Seeland), zugrunde. Aus der Einstufung des Probenmaterials aus der Bohrung Nennhausen 2/ 63 anhand kalkiger Nannofossilien ergibt sich eine stratigraphische Neubewertung dieses Materials. Der beprobte Bereich (Teufe 812 - 572 m) umfaßt den Abschnitt vom höheren Untermaastricht (Oberer Bereich der CC 24 nach SISSINGH, 1977) bis zum untersten Dan (untere NP2 nach MARTINI, 1971 bzw. untere Cruciplacolithus asymmetricus-Zone nach VAN HECK & PRINS, 1987). Die Kreide/Tertiär- Grenze ist, tiefer als bisher, bei Bohrmeter 590, begründet durch eine Fazieswechsel von Tonmergel zu glaukonitischem Kalkfeinsandstein und das Auftreten der ersten tertiären Florenelemente sowie der "survivor"-Arten anzusetzen. Der Hiatus im Grenzbereich umfaßt nur den oberen Bereich der CC 26 (Nephrolithus frequens-Zone nach SISSINGH, 1977) und den unteren Bereich der Biantholithus sparsus-Zone nach VAN HECK & PRINS, 1987). Die Bohrung Nennhausen durchteufte ein für Ostdeutschland einmaliges Profil im Bereich der Kreide/Tertiär- Grenze, dessen für den Küstenbereich ungewöhnliche Vollständigkeit durch die Lokalisierung in einer Salzstockrandsenke begründet wird. Der in der Nennhausener Abfolge fehlende Bereich wird, entsprechend der Korrelation der Nannofossildaten, von den Dänischen Vergleichsprofilen vollständig abgedeckt, so daß die Darstellung der Entwicklung der Vergesellschaftung kalkiger Dinoflagellaten-Zysten im Kreide/Tertiär- Übergangsbereich möglich wird. Aus der taxonomischen Bearbeitung ergeben sich Neubeschreibungen folgender Taxa: vier Gattungen: Orthotabulata (Orthopi thonelloideae), Operculodinella (Obliquipithonelloideae), Lentodinella und Septiareata (Pithonelloideae), 13 Arten: Orthopithonelloideae: Orthopithonella multipora, Orthocarinellum biconvexum, Orthotabulata obscura, Bitorus bulbjergensis, Ruegenia crassa, Obliquipithonelloideae: Obliquipithonella ossa, Operculodinella hydria, Od. reticulata, Od. costata, Carinellum turbosimile, Calcicarpinum tetramurus, Pithonelloideae: Lentodinella danica, Septiareata pyramiforma, und einer “Form- Art": Orthopithonella gustafsonii forma salebra. Die Gattungsdiagnose von Orthocarinellum wird dahingehend erweitert, daß auch Formen mit gleichmäßig gewölbtem Epi- und Hypotrakt einbezogen sind. Die Morphospezies Obliquipithonella operculata, Operculodinella hydria, Od. reticulata und Od. Costata werden als zusammengehörige Formreihe sensu KEUPP et al. (1991) mit gleitenden Übergängen erkannt. Mit der Einbeziehung von O. operculata als kugelförmiges Minimalstadium in die Formreihe, in der O. hydria das monocarinate Stadium, Od. reticulata das kryptotabulate und Od. costata das nahezu holotabulate Stadium vertreten, wird deren Zystennatur bestätigt. Nach ihrer Reichweite sind für den Bereich der Kreide Tertiär-Grenze vier Gruppierungen von Morphospezies kalkiger Dinoflagellaten-Zysten unterscheidbar: 1. das Gros der "Durchläufer“ [;] 2. wenige Formen, die offensichtlich ohne direkte Reaktion zu ihr, im Kreide/Tertiär-Übergangsbereich ihren Niedergang haben [;] 3. “Stress“- Formen, mit bloom-artiger Entwicklung im untersten Dan [;] 4. Formen, die erst ab dem oberen Paläozän bekannt sind. [;] Ausgehend davon können im untersuchten Material vermutlich als Reaktion auf den ökologischen Stress infolge der Ereignisse an der Kreide/Tertiär-Grenze fünf Etappen mit jeweils spezifischer Zystengemeinschaft erkannt werden. Diese lassen innerhalb der Assoziationen der kalkigen Dinoflagellaten- Zysten eine Entwicklung vermuten, die ähnlich der der kalkigen Nannofossilien neben den 'Durchläuferarten” ein Überdauern der Grenze durch bloom-artige Häufigkeit von "Stress”-Formen dokumentiert, aus denen sich später mehrere neue Morphospezies ableiten. Eine Analyse von evolutiven Aspekten scheitert jedoch daran, daß es sich bei den untersuchten Objekten nur um die fossil erhaltungsfähigen Kalkwände der Zysten der kalkigen Dinoflagellaten handelt, während die Theka fossil nicht überliefert ist. Die verwendeten taxonomischen Einheiten tragen deskriptiven Charakter, spiegeln also nur die erfaßbaren Merkmalskombinationen wider, deren genetische Fixierung vorerst nicht sicher erkannt werden kann. Darüber hinaus kann aufgrund des Nachweises funktionell strukturierter Organica an der Basis der kalkigen Innenwand von Bonetocardiella sp. ein Biomineralisationsprozess abstrahiert werden. Dieser ist, ausgehend von den beobachteten Strukturen, durch eine genetische Steuerung sowohl der Kristallnukleierung durch Anlage eines spezifischen Stützskeletts als auch des Kristallwachstums, gekennzeichnet. An Obliquipithonella ossa n.sp. sind erstmals an einer einfachwandigen obliquipithonelloiden Form, als Nukleierungszentren interpretierte, sternförmige Eindrücke auf der proximalen Seite der wandaufbauenden Skelettkristalle beobachtet worden. Ausgehend davon kann angenommen werden, daß ein entsprechend konfiguriertes Netz aus Mucusfasem als spezifizierte, also genetisch fixierte unlösliche (gerüstbildende) Strukturkomponente fungierte. Der stark von der anorganischen Gestalt abweichende Skelettkristallhabitus scheint maßgeblich auf die inhibitierende Wirkung immobilisierter löslicher (Nukleierungs-) Matrix zurückführbar zu sein. Sowohl Kristallnukleierung als auch Kristallwachstüm haben demnach einer genetischen Kontrolle unterlegen. Die Charakteristika von O. ossa n.sp. lassen vermuten, daß es sich um einen Morphotyp handelt, der eine Zwischenstellung zwischen Orthopithonelloideae und Obliquipithonelloideae einnimmt. Die Biomineraliationsprozesse von orthopithonelloiden und obliquipithonelloiden kalkigen Dinoflagellaten-Zysten sind vermutlich weniger krass zu trennen als vielmehr durch Übergänge bestimmt.

Description: The purpose of this study is to investigate the development of calcareous nannofossils and especially of calcareous dinoflagellate cysts (Calciodinellaceae, DEFLANDRE (1947) across the Cretaceous/Tertiary-boundary. The samples originate from core Nennhausen 2/ 63 (western Brandenburg, eastern Germany) and for comparison from Danish sections in Northern Jutland (Nye Kiev, Kjelby Gaard, Bulbjerg, Vokslev) and from the type Danian Stevns Klint (Seeland). The nannofossil data from the core samples give evidence for a new stratigraphical interpretation of the material allready investigated between 1965 and 1971. The sampled depth interval (812-572 m) ranges from late early Maastrichtian (upper part of CC 24 sensu SISSINGH (1977) to lowermost Danian (lower part of NP2, MARTINI, 1971; lower Cruciplacolithus asymmetricus-zone VAN HECK & PRINS, 1987). The K/T-boundary is considered to be located lower than hitherto supposed, based on the first appearance of tertiary floral elements and "survivors” and on an abrupt change of facies from clayey marl to greensands, both at a depth of 590 metres. The hiatus in the boundary interval comprises the uppermost part of CC 26 (= Nephrolithus frequens-zone, SISSINGH, 1977) and the lower part of the Biantholithus sparsus-zone (VAN HECK & PRINS, 1987).The Nennhause Core recovered a unique profile for eastern Germany. The profile contains an uncommonly complete record of the K/T-boundary interval for the near shore environment of this area, caused by its location in the rim syncline of a salt diapir. The missing interval of the core is, according to the correlation of the nannofossil data, completely covered by the Danish profiles. This fact allows characterization of the development of the assemblages of calcareous dinoflagellate cysts around the K/T-boundary. For the description of calcareous dinoflagllate cysts only a morphospecies- concept is possible because only the cyst stage is preserved and we know nothing about the thecae. Even though the taxa used follow binary nomenclature, they are only of descriptive nature and express the external features of their bearers. The extent of genetic fixation of these is still questionable. Moreover the problem whether calcareous dinoflagellate cysts are stratigraphical useful or not derives from that fact. The taxonomical study of the calcareous dinoflagellate cysts results in the description of: - 4 new genera: Orthotabulata (Orthopithonelloideae), Operculodinella (Obliquipithonelloideae), Lentodinella and Septiareata (Pithonelloideae) - 13 new species: Orthopithonelloideae: Orthopithonella multipora, Orthocarinellum biconvexum, Orthotabulata obscura, Bitorus bulbjergensis, Ruegenia crassa, Obliquipithonelloideae: Obliquipithonella ossa, Operculodinella hydria, Od. reticulata, Od. costata, Carinellum turbosimile, Calcicarpinum tetramurus, Pithonelloideae: Lentodinella danica, Septiareata pyramiforma. - 1 new "form”-species: Orthopithonella gustafsonii forma salebra. The diagnosis of the genus Orthocarinellum is extended in order to integrate forms with equally bulged epiand hypotracts. The morphospecies Obliquipthonella operculata, Operculodinella hydria, Od. reticulata and Od. costata are recognized as belonging to one “form group" sensu KEUPP et al. (1991) with gradual transitions. While Obliquipthonella operculata represents the spherical minimum-stage, Operculodinella hydria is assigned to the monocarinate, Od. reticulata to the cryptotabulate and Od. costata to the nearly holotabulate cyst-stage. By including Obliquipthonella operculata, known by nannofosssil workers as "Thoracosphaera" operculata, within a "form group" of increasing paratabulation its long debated cyst nature can be confirmed. Corresponding to the range of the particular morphospecies around the K/T- boundary interval four groupings of calcareous dinoflagellate cysts are discernible: 1. persisting forms, which are the most numerous [;] 2. a few forms, declining without evident reaction to the ecological stress within the K/T -transition interval [;] 3. "stress"- forms first occuring in the upper Maastrichtian at low abundances and showing a bloom-like development in the lowermost Danian [;] 4. incomming forms known only up from the upper Paleocene and above. [;] From this a development of 5 more or less artifical stages can be recognized following the ecological stress at the K/T- boundary. They allow to infer a similar development within the calcareous cyst-assemblage to that known from the calcareous nannofossils. It is characterized (besides the persisting forms without any reactions) by the "surviving" of "stress"-forms, from which later the new morphotypes seem to have derived. For instance Pithonella sphaerica which dominates Cretaceous assemblages from the Albian upward is replaced by Lentodinella danica n.g. n.sp. during the boundary crisis. In addition aspects of biomineralization are discussed, especially for Bonetocardiella sp., a member of the subfamily Pithonelloideae KEUPP (1987). The observation of organic remains, with an obviously functional structure, at the base of the inner calcareous wall, permits the abstraction of a biomineralization-model. Growth startes from a biologically induced and controlled, and therefore genetically fixed nucleation and growth of the wallbuilding crystals. Main control originates from a specific connective-skeleton of fossiliferous organic fibres ("mucofibrous material", GAO et al., 1989) acting as an insoluble matrix, which is preservable under special conditions. An obliquipithonelloid calcareous dinoflagellate cyst, Obliquipithonella ossa n.sp., showed for the first time, star-shaped imprints on the inner surface of each calcite-crystal of the single layered calcareous wall. They are interpreted as nucleation-centres, localities where the net of organic fibres has crossing-points from which the nucleation has its onset. This suggests that the organic net (insoluble, structur forming matrix) had a highly characteristic morphology and therefore must have been a genetically determined structure. The strong deviation of the wall crystal morphology from the inorganic habit indicates growth control by the mobilized molecules of the soluble (nucleating) matrix. Again both nucleation and growth of crystals seem to be biological controlled and genetically determined. The biomineralization processes of ortho- and obliquipithonelloid calcareous dinoflagellate cysts are presumably not crossly different but controlled by gradational alteration of the same underlying process.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In den Unterkretazischen Lokalitäten Una und Galve (Spanien) und Anoual (Marokko) finden sich neben zahlreichen weiteren Wirbeltiergruppen auch Lacertilier-Reste. In den limnischen Braunkohlen des Ober-Barremium von Una (Provinz Cuenca, Spanien) ist eine umfangreiche disartikulierte Lacertilier-Fauna erhalten. Sie wird von zwei Formen dominiert, dem problematischen Anguimorphen Ilerdaesaurus unaensis und dem osteodermal gepanzerten, sehr ursprünglichen Scincomorphen Becklesius cataphractus nov. sp., der zur Familie der Paramacellodidae gehört. Die Osteoderme von Becklesius cataphractus nov. sp. entsprechen in der äußeren Morphologie wie auch im Feinbau den Osteodermen rezenter Gerrhosauridae. Neben einem weiteren Paramacellodiden, Paramacellodus sinuosus nov. sp., kann in Una ein zweiter Anguimorpher nachgewiesen werden (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.). Die Anordnung der teilweise in Aggregaten vorliegenden, disartikulierten Lacertilier-Knochen ist den dokumentierten subaquatischen Zerfalls-Stadien eines rezenten Klein-Leguans (Oplurus sebae) sehr gut vergleichbar und mit hoher Wahrscheinlichkeit ähnlich entstanden. Die Lacertilier-Reste des fluviatilen Unter-Barremiums von Galve (Provinz Teruel, Spanien) enthalten eine sehr ähnliche Lacertilier-Fauna wie die von Una. Zum einen ist die Gattung Ilerdaesaurus nachweisbar, zum anderen die Gattung Paramacellodus. Isolierte Osteoderme sprechen für mindestens eine gepanzerte Paramacellodiden-Gattung. Zudem kann in Galve ein früher Scincide nachgewiesen werden. Eine kalkige Linse der Unteren Kreide (? Berriasium) von Anoual (Talsinnt-Provinz des Hohen Atlas, Marokko) enthält einige sehr gut erhaltene Lacertilier-Kiefer. Zum größeren Teil gehören diese der neuen Art Paramacellodus marocensis nov. sp. an, es liegt jedoch auch eine deutlich abweichende Form vor. Die Familie der Paramacellodidae war bisher nur aus dem Oberen Jura bekannt. Die neuen Gattungen erweitern die stratigraphische Verbreitung der Familie bis in die höhere Unter-Kreide. Ihr geographisches Vorkommen - bis jetzt auf Großbritannien, Portugal und den Nordwesten der USA beschränkt - wird auf Spanien und den Rand Nordwest-Afrikas ausgedehnt.

Description: Les localites du Cretace inferieur d'Una et de Galve (Espagne) et d'Anoual (Maroc) ont livre des restes de lacertiliens associes ä de nombreux autres vertebres. Dans les lignites limniques du Barremien superieur d'Una (province de Cuenca, Espagne), on trouve une faune variee de lacertiliens, sous la forme d'elements squelettiques desarticules. Cette faune est dominee par deux especes, l'anguimorphe problematique Ilerdaesaurus unaensis et le scincomorphe tres primitif dote d'une cuirasse d'osteodermes Becklesius cataphractus nov. sp., qui appartient ä la famille des Paramacellodidae. Les osteodermes de Becklesius cataphractus nov. sp. ressemblent ä ceux des Gerrhosauridae modernes, aussi bien par leur morphologie externe que par leur microstructure. En plus d'un autre paramacellodide Paramacellodus sinuosus nov. sp. , un deuxieme anguimorphe (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.) peut etre reconnu. L'arrangement des ossements desarticules de Lacertiliens, qui sont parfois disposes en aggregats, est tres comparable aux stades de decomposition subaquatique d'un petit iguane actuel (Oplurus sebae) et cette disposition a tres probablement le meme mode de formation dans les deux cas. Les restes de Lacertiliens du Barremien inferieur fluviatile de Galve (province de Teruel, Espagne) representent une faune lacertilienne tres semblables ä celle d'Una. On trouve les genres Ilerdaesaurus et Paramacellodus. Des osteodermes isoles temoignent de la presence d'au moins un genre de paramacellodide cuirasse. De plus, un scincide primitif peut etre reconnu ä Galve. La lentille calcaire du Cretace inferieur (? Berriasien) d’Anoual (province de Talsinnt dans le Haut-Atlas, Maroc) a foumi des mächoires de Lacertiliens tres bien preservees. Elles appartiennent en majorite ä la nouvelle espece Paramacellodus marocensis nov. sp. Une autre forme clairement distincte est egalement presente. La famille des Paramacellodidae etait connue jusqu’ä present seulement au Jurassique superieur. Les nouveaux genres etendent la repartition stratigraphique de cette famille jusqu'ä la fin du Cretace inferieur. Son aire de repartition - jusqu'ä present limitee ä la Grande-Bretagne, au Portugal et au nord-ouest des USA - englobe maintenant l'Espagne et la bordure nord-ouest de l'Afrique.

Description: Amongst other vertebrates, the Lower Cretaceous localities Una and Galve (Spain) and Anoual (Morocco) contain remains of lizards. An extensive lizard-fauna is preserved in the limnic lignites from the Upper Barremian of Una (Province Cuenca, Spain). Two species dominate the fauna in terms of abundance: the unusual anguimorphan Ilerdaesaurus unaensis and the osteodermally-armoured, primitive scincomorphan Becklesius cataphractus nov. sp., which belongs to the family Paramacellodidae. Osteoderms of Becklesius cataphractus nov. sp. Are almost identical to those of extant Gerrhosauridae in external morphology, as well as in their microstructure. Besides another Paramacellodid, Paramacellodus sinuosus nov. sp., a second anguimorphan was found (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.). The configuration of disarticulated lizard bones of the few bone accumulations can be compared to subaquatic decay phases of a recent iguana (Oplurus sebae) and may have formed the same way. The lacertilian remains from the fluvial Lower Barremian of Galve (Province Teruel, Spain) contain a fauna that is very similar to the one of Una. The genus Ilerdaesaurus can be found, as well as the genus Paramacellodus. Some isolated osteoderms of at least one armoured form of the Paramacellodidae also occur. An early scincid can be distinguished. The limestone lens of the Lower Cretaceous (? Berriasium) of Anoual (Province Talsinnt in the High Atlas Mountains, Morocco) contained some very well-preserved lizard jaws. Mainly, they belong to the new form Paramacellodus marocensis nov. sp., however there is also another, very different form as yet undescribed. The family Paramacellodidae was so far known only from the Upper Jurassic. The new genera increase the stratigraphical range of this family up to the end of the Lower Cretaceous. The geographical distribution - until now limited to Great-Britain, Portugal and the Northwestern part of the USA - extends to Spain and the margin of Northwest- Africa.

Description: En las localidades de Una y Galve (Espana) y de Anoual (Marruecos) del Cretaceo inferior se han encontrado restos de lacertidos junto con los de otros vertebrados. En los lignitos limnicos del Barremio superior de Una (provincia de Cuenca, Espana) se ha conservado una amplia fauna de lacertidos bajo la forma de esqueletos desarticulados. Esta fauna presenta dos especies dominantes: el problemätico anguimorfo Ilerdaesaurus unaensis y el muy primitive esquincomorfo dotado de una coraza osteodermica, Becklesius cataphractus nov. sp., que pertenece a la familia de los Paramacellodidae. Los osteodermos de Becklesius cataphractus nov. sp. tanto en la morfologia externa como en la microstructura son muy similares a los osteodermos del Gerrhosauridae modemo. En Una ademäs de otro Paramacellodidae, el Paramacellodus sinuosus nov. sp., se pudo identificar tambien la presencia de otro anguimorfo (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.). La disposition de los huesos desarticulados de lacertidos, que en parte se encuentran en la forma de agregados, puede compararse perfectamente con las etapas de la decomposition subaquätica de una pequena iguania actual (Oplurus sebae), y muy probablemente se formaron de manera identica. Los restos de lacertidos del Barremio inferior fluvial de Galve (provincia de Teruel, Espana) son muy parecidas a la fauna de lacertidos de Una. Estan presente los generös Ilerdaesaurus y Paramacellodus y tambien por lo menos un genero de Paramacellodidae con coraza, puede puede deducirse por la presencia de osteodermos aislados. Ademas en el Galve ha sido reconocido un esquincido temprano. La lente calcaria del Cretaceo superior (? Berriasiano) de Anoual (provincia de Talsinnt en al Alto Atlas, Marruecos) contiene maxilares de lacertidos muy bien conservados. Estas pertenecen en su mayor parte a la nueva especie Paramacellodus marocensis nov. sp. acompanada de una forma claramente divergente. La familia Paramacellodidae era conocida solamente hasta ahora en el Juräsico superior. Los nuevos generös identificados extienden la distribution estratigräfica de esta familia hasta el alto Cretaceo inferior. Su presencia geogräfica - limitada a la Gran Bretana, el Portugal y el noroeste de los EEUU - engloba Espana y la region del extremo noroeste de Africa.

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Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die vorliegende Arbeit beschreibt neoproterozoische und frühestkambrische Megaalgen aus 1 1 Aufschlüssen der Yangtze Plattform und eines Vorkommens der Nordchinesischen Plattform. 4 neoproterozoische Florenbilder (Shilu Group; Liulaobei / Jiuliqiao Fm.; Doushantuo / Lantian Fm.; Dengying / Liuchapo Fm.) und ein frühkambrisches Florenbild (Yanjiahe Fm.) werden zusammengefaßt. 28 Megaalgen werden ausführlich taxonomisch bearbeitet. Eingehende biostatistische, palynologische und elektronenmikroskopische Studien erfolgten zu Chuaria circularis und Tawuia dalensis. Unter Einbeziehung von Vergleichsuntersuchungen an Rezentmaterial(Nostoc) wird Chuaria als mikro- bis makroskopische (?chroococcal organisierte) Prokaryota-Kolonie angesehen. Fossilisierte Reste der äußeren, organisch imprägnierten Hüllen von Prokaryota-Kolonien können große Einzeller vortäuschen und wurden häufig als eukaryotische „Megasphaeromorphe“ fehlinterpretiert. Enge morphologische und strukturelle Beziehungen bestehen zwischen Chuaria und Tawuia. Letztere Art wird ebenfalls den koloniebildenen Prokaryota zugeordnet. Biostatistik weist darauf hin, daß die verschiedenen Formenschwärme von Tawuia dalensis möglicherweise unterschiedliche Ökophäne von Chuaria circularis darstellen. Für die Megaalgen Beltanelliformis brunsae, Vendotaenia antiqua, Yemaomianiphyton bifurcatum, Liulingjitaenia alloplecta, Sinospongia chenjunyuani und Konglingiphyton erecta wird eine Revision vorgeschlagen. 4 Gattungen und 5 Arten werden validisiert (Miaohephyton bifurcatum, Doushantuophyton lineare, D. rigidulum, Flabellophyton lantianensis, Anhuiphyton lineatum). Mucoplagum primitivum n.gen.et sp., Omalophyma magna n.sp., Glomulus filamentum n.gen.et sp., ?Gesinella gracilis n.sp., Sinospongia tubulata n. sp. und Cucullus fraudulentus n.gen.et sp. Werden neu beschrieben. Fossilien die bisher als proterozoische „Würmer“ oder „Wurmröhren“ beschrieben wurden, zeigen durch Querrunzelung große Ähnlichkeiten mit Strukturen der Algen s.l., wie sie beispielsweise bei gealterten siphonalen Zellen der rezenten Chlorophyta auftreten. Sinosabellidites wird als Synonym von Tawuia angesehen und für Pararenicola huaiyuanensis erfolgt eine Revision und Emendation. Die untersuchten Megaalgen werden im Kontext der Evolution der Eu- und Prokaryota dargestellt. Im Neoproterozoikum kam es zu Gigantismus bei Prokaryota-Kolonien. Großkolonien der (?chroococcalen) Prokaryota werden durch Chuaria, Tawuia, Mucoplagum n.gen. und Beltanelliformis, große Kolonien fädiger Prokaryota durch Vendotaenia, Longifuniculum und Glomulus n.gen. repräsentiert. Beltanelliformis und Mucoplagum n.gen. zeigen z.T. Merkmale von Ediacara Fossilien. Cucullus n.gen., Liulingjitaenia, Sinospongia u.a. werden den Megaalgen Incertae sedis mit Merkmalen der Ediacara Fossilien zugeordnet. Hier ist ebenfalls eine Zugehörigkeit zu Prokaryota-Kolonien zu vermuten. Regelmäßig strukturierte, teilweise kompartimentierte, aufrechte Ruhe-Kolonien rezenter Myxobacteria verdeutlichen, daß organische Strukturen, wie sie z.T. für Ediacara Fossilien typisch sind, von Prokaryota erzeugt werden können. Ein Auftreten gigantischer, siphonal organisierter Prokaryota (fGrypania-, lOmalophyma magna n.sp.) ist nicht auszuschließen. Ein gesicherter Nachweis der Eukaryota wird durch Fossilien von Mehrzellern mit spezialisierten Anheftungsorganen und Zelldifferentiation (z.B. Gesinella, Miaohephyton, Doushantuophyton) sowie zystenartige Mikrofossilien (acanthomorphe Acritarchen) für das Neoproterozoikum erbracht.

Description: This study describes Neoproterozoic and Earliest Cambrian mega-algae from 11 localities of the Yangtze platform and from one locality of the Northchinese platform. 4 Neoproterozoic „floral portraits“ (Shilu Group; Liulaobei I Jiuliqiao Fm.; Doushantuo I Lantian Fm.; Dengying I Liuchapo Fm.) and one Early Cambrian „floral portrait“ (Yanjiahe Fm.) are summarized. 28 mega-algae are taxonomically treated in greater detail. Closer biostatistical, palynological an SEM - studies are realized on Chuaria circularis und Tawuia dalensis. Under incorporation of investigations for comparisons on Recent material (Nostoc), Chuaria is characterized as micro- to macroscopic (? chroococcal organized) colonial procaryote. Fossilized remains of the external, organically impregnized envelope of procaryotic colonies may simulate large unicells. These often were misinterpreted as eucaryotic „megasphaeromorphs“. Close morphologic and structural relations exist between Chuaria and Tawuia. Latter genus is as well classified as colonial procaryote. Biostatistics indicates, that different form swarms possibly represent different ecophenes of Chuaria circularis. A revision is proposed for the mega-algae Beltanelliformis brunsae, Vendotaenia antiqua, Yemaomianiphyton bifurcatum, Liulingjitaenia alloplecta, Sinospongia chenjunyuani and Konglingiphyton erecta. 4 genera and 5 species are validated (Miaohephyton bifurcation, Doushantuophyton lineare, D. rigidulum, Flabellophyton lantianensis, Anhuiphyton lineatum). Mucoplagum primitivum n.gen.et sp., Omalophyma magna n.sp., Glomulus filamentum n.gen.et sp., ‘IGesinella gracilis n.sp., Sinospongia tubulata n. sp. and Cucullus fraudulentus n.gen.et sp. represent newly erected taxa. Fossils, that up to now were described as Proterozoic „worms“ or „worm tubes“ exhibit great similarities with structures of algae s.l., due to the cross wrinkling. Those structures e.g. exist in old siphonous cells of Rezent chiorophytes. Sinosabellidites is treated as synonym of Tawuia. Pararenicola huaiyuanensis is revised and emendated. The investigated mega-alge are described in context with the evolution of eucaryotes and procaryotes. Gigantism of procaryotic colonies ocurred during Neoproterozoic times. Giant colonies of (? chroococcal) procaryotes are represented by Chuaria, Tawuia, Mucoplagum n.gen. and Beltanelliformis, large colonies of filamentous procaryotes by Vendotaenia, Longifuniculum and Glomulus n.gen.. Beltanelliformis and Mucoplagum n.gen. partly show characters of Ediacaran fossils. Cucullus n.gen., Liulingjitaenia, Sinospongia are classified as mega-algae Incertae sedis with some characters of Ediacaran fossils. An affilation to colonial procaryotes may be supposed. Erect resting colonies of Recent myxobacteria with partly regular structures and a compartmentation illustrate, that structures may be produced by procaryotes, that are typical for some Ediacaran fossils. The occurence of giant, siphonous procaryotes (fGrypania; lOmalophyma magna n.sp.) can not be excluded. Secure evidences of eucaryotes are given by fossils of multicelled organisms with specialized attachement structures and cell differentiation (e.g. Gesinella, Miaohephyton, Doushantuophytori) as well as cyst-like microfossils (acantomorph acritarchs) for Neoproterozoic times.

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Description: DFG, SUB Göttingen

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

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

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Description: DFG, SUB Göttingen

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

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

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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.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Im Bereich der westlichen Poebene stoßen die aus der Kollision der adriatischen und der europäischen Platte hervorgegangenen Gebirge der Alpen und des Apennin mit ihren gegensätzlichen Vergenzen unmittelbar aneinander. Diese in unterschiedlichen Zeiten entstandenen Orogene näher zu untersuchen, war das Ziel der in den Jahren 1983 und 1986 auf dem Südsegment der Europäischen Geotraverse (EGT) durchgeführten umfangreichen refraktionsseismischen Messungen. Zusammen mit älteren refraktionsseismischen Daten bilden diese die Grundlage für die vorliegende Arbeit, die sich mit den Strukturen der die nordwestliche Adriaplatte umgrenzenden Gebirgszuge der Südalpen und des Nordapennin auseinandersetzt. Zusammen mit den Ergebnissen der reflexionsseismischen Messungen bestätigen die refraktionsseismischen Messungen, daß der nordwestliche Teil der adriatischen Platte im Westen und Norden randlich der europäischen Platte aufliegt. Entlang der EGT-Hauptlinie kann auf eine Fortsetzung von Krustenmaterial der europäischen Platte in 45 - 65 km Tiefe bis weit unter die Südalpen geschlossen werden. Die resultierende Krustenüberlappung mit ihren keilförmigen und stark asymmetrischen Strukturen weist Ähnlichkeiten sowohl mit der Situation in den Westalpen als auch mit deijenigen in den Pyrenäen auf. Eine Krustenbilanz im europäischen Teil der Alpen entlang der EGT-Hauptlinie unter Berücksichtigung geologischer Randbedingungen ergibt, daß die tiefe Alpenwurzel vollständig mit europäischem Material gefüllt ist und ihre Ausbildung im Neogen stattfand. Die adriatische Platte zeigt eine sehr prägnante Fragmentierung, so daß sich hier das Bild eines Stapels lithosphärischer Einheiten ergibt. Die einzelnen Fragmente können entsprechend ihrer geographischen Lage und ihrer Reihenfolge im Stapel in eine ligurische Einheit, eine Poebenen- und eine Südalpen-Einheit, welche wiederum auf der europäischen Einheit liegt, unterteilt werden. Unter dem Nordrand des Nordapennnin legen die geophysikalischen Ergebnisse eine intrakontinentale Subduktion nahe. Der damit verbundene Abscherungshorizont durchschneidet die gesamte Kruste wie auch einen Teil des obersten Mantels. Eine Bewegung an diesem Storungssystem muß zu einem Aufsteigen des fragmentierten Randes der Adriaplatte bis einschließlich des obersten Mantels führen. Eine Folge davon kann die in dem oberen Krustenniveau der Toskana zu beobachtende und sich in die externen Bereiche verlagernde Extensionstektonik sein. Die spät-miozäne und pliozäne Überschiebung dieses lithosphärischen Keils ist das Endstadium der orogenen Entwicklung im Nordapennin nach der paläogenen ozeanischen Subduktion und der Ausbildung eines Keils kontinentaler Kruste im frühen und mittleren Miozän. Eine Krustenbilanz entlang der EGT-Hauptlinie ergibt eine Verkürzung von mindestens 90 km, die seit dem Torton stattgefunden haben muß. Zu den geophysikalischen Ergebnissen gehören im einzelnen: Aufgrund der hohen Dichte der seismischen Information konnte entlang der EGT-Hauptline ein detailliertes raytracing-Modell erarbeitet werden, aus dem die folgenden Punkte abgelesen werden können: ► Unter dem nördlichen Teil der Poebene erreicht die Krustenmächtigkeit ein Minimum von 29 -30 km. ► Etwa 20 km nördlich des Po beginnt die adriatische Moho mit einem Winkel von rund 10 - 14° nach Süden einzufallen. Sie erreicht an ihrer südlichsten nachzuweisenden Position, 20 km nördlich der Küstenlinie, eine Tiefe von etwa 55 km. ► Die Moho besitzt unter dem ligurischen Küstenbereich eine Tiefe von 20 - 22 km. Sie ist bis 25 km nördlich der Küste in einer Tiefe von 22 - 24 km nachweisbar. Es folgt, zusammen mit dem letztgenannten Punkt, eine krustale Verdopplung unter dem Hauptkamm des Nordapennin. ► Unter dem nördlichen Rand des Nordapennin sind in der Kruste extrem niedrige Geschwindigkeiten anzutreffen. In einer Tiefe von 8-11 km nimmt die Geschwindigkeit auf 4.0 km/s ab. Eine Zone niedriger Geschwindigkeit (LVL) setzt sich unter südlichem Einfallen zumindest bis in Tiefen von 25 km fort. Die Durchschnittsgeschwindigkeit für die gesamte Kruste ist mit 5.7 km/s außergewöhnlich gering. ► Am Übergang von der Poebene zu den Südalpen existiert ein Sprung in der Moho-Tiefe von 6-8 km. Die Moho der Südalpen erstreckt sich in relativ flacher Lagerung in 36 - 42 km Tiefe nordwärts bis etwa 20 - 25 km nördlich der Insubrischen Linie. ► Unter dem südlichen Teil der Südalpen befindet sich in rund 10 - 15 km Tiefe eine LVL, in der die Geschwindigkeit maximal 5.6 km/s beträgt. ► Das südliche Einfallen der europäischen Moho unter den Schweizer Alpen setzt sich bis unter die Südalpen fort. Die größte Tiefe wird mit rund 65 km knapp südlich der Insubrischen Linie erreicht. Es folgt damit unter den Südalpen und einem Teil der angrenzenden Schweizer Alpen eine weitreichende krustale Überlappung. Aus der Interpretation der Fächer und Profile außerhalb der EGT-Hauptlinie folgt weiterhin: ► Die Moho setzt sich im ligurischen Küstenbereich östlich der Hauptlinie in einem Tiefenniveau von 20 - 25 km um zumindest 100 km bis Viareggio fort. Sie ist bis 20 - 30 km landeinwärts nachweisbar. ► Nach Westen setzt sich die Moho in demselben Tiefenniveau bis unter das Penninikum der Seealpen und unter das südliche Piemont fort. Der Übergang von der adriatischen zur europäischen Platte läßt sich dort nicht in der Konfiguration der Moho-Tiefen beobachten. ► Die Krustenstruktur im Piemont erscheint südlich des Monferrato tektonisch stark gestört. ► Am südlichen Rand der Südalpen setzt sich der Versatz der Moho östlich der Hauptlinie in den östlichen Teil der Südalpen fort. ► An der Grenze zwischen Südalpen und Schweizer Alpen setzt sich östlich des Hauptlinie die Überlagerung der adriatischen Moho über die tiefe europäische Moho zumindest bis zur Judicarien-Linie fort. Das auf der EGT-Hauptlinie entwickelte seismische Strukturmodell wurde auf seine Vereinbarkeit mit dem Schwerefeld überprüft. Die Dichtewerte des Startmodells wurden aus den seismischen Geschwindigkeiten nach einer Standard-Beziehung ermittelt. Zunächst wurde ein Optimierungsverfahren nach der Evolutionsstrategie angewendet. Eine zusätzlich durchgeführte 'trial and error* Modellierung ergab im wesentlichen dieselben Ergebnisse und bestätigte damit die Einsatzmöglichkeiten des Optimierungsverfahrens. Als Ergebnisse sind zu nennen: ► Die Modellierung des Kontaktes der europäischen zur adriatischen Kruste aufgrund des seismischen Modells ist mit Abweichungen der Dichte von unter 0.05 g/cm3 vom Startmodell möglich. ► Die Modellierung des Überganges von der Poebene zum Nordapennin ist problematischer. Es ergibt sich aus dem Startmodell aufgrund der dort bis in die mittlere Kruste seismisch gut belegten niedrigen Geschwindigkeiten ein signifikantes Massendefzit. ► Unter der Poebene befindet sich unterhalb der Moho eine positive Dichteanomalie, deren Wirkung in etwa mit der einer schon früher postulierten Dichteanomalie übereinstimmt. ► Über die Existenz und Ausdehnung der bis in Tiefen von 65 km bzw. 60 km liegenden Krustenwurzeln unter den Südalpen und unter dem Nordapennin kann keine eindeutige Aussage getroffen werden. Die Krustenstruktur wurde weiterhin mit der Verteilung der Hypozentren der Beben verglichen. Hierfür wurden Daten der nationalen seismologischen Stationsnetze aus Italien und der Schweiz untersucht. Die wichtigsten Ergebnisse sind: ► Die größte Konzentration von Hypozentren tritt an dem Sprung von der flachen Moho im ligurischen Küstenbereich zur tiefen Moho unter dem nördlichen Nordapennin auf. ► Die tiefen Hypozentren (Tiefe ≥ 20 km) sind in den Bereichen zu finden, in denen die Krustenmächtigkeit groß (Tiefe ≥ 40 km) ist. ► Die quasi-kontinuierliche Tiefenverteilung der Hypozentren bis in 50 km Tiefe unter dem nördlichen Nordapennin läßt dort auf eine hohe Rigidität und damit vermutlich auf ungewöhnlich niedrige Temperaturen schließen.

Description: The mountain chains of the Alps and the Northern Apennines, which developed from the collision of the Adriatic and the European plate, border each other in the area of the western Po-plain with opposite vergences. In order to investigate these different orogenes extensive seismic refraction measurements were carried out in the southern segment of the European Geotraverse (EGT) in the years 1983 and 1986. Combined with older refraction profiles they served as a basis for this thesis, which investigates the structures of the mountain ranges that encircle the northwestern Adriatic plate, the Southern Alps and the Northern Apennines. Together with the results of seismic reflection studies the seismic refraction measurements confirmed that the northern and western margin of the northwestern part of the Adriatic plate is lying onto the European plate. Along the EGT-mainline a continuation of crustal material of the European plate at a depth range of 45 – 65 km beneath the Southern Alps can be concluded. The resulting crustal overlapping with its flakelike and strongly asymmetric structures shows similarities to the tectonic situation in the western part of the Alps as well as to the Pyrenees. A crustal balancing in the European part of the Alps under consideration of geological constraints shows, that the deep Alpine root contains European crustal material and that this deep root developed in neogene times. The Adriatic plate shows a very distinct fragmentation with a staking of lithospheric units. The fragments can be subdivided according to their geographical position and to their stacking sequence in the Ligurian, the Po-plain and the Southern Alps unit, the last one lying on the European plate. Beneath the northern rim of the Northern Apennines the geophysical results suggest a intracontinental subduction. The corresponding decoupling horizon cuts through the whole crust and a part of the uppermost mantle. Movement along this system must result in an upwards motion of the fragmented rim of he Adriatic plate, including parts of the upper mantle. As a consequence, the extensional tectonic, which can be observed in the upper crustal layers in Tuscany, may develop. The late-miocene and pliocene thrusting of the lithospheric wedge seems to be the final stage of the orogenic development in the Northern Apennines after the paleogene oceanic subduction and the development of a wedge of continental crust in early to middle miocene. A crustal balancing along the EGT-mainline results in a minimum shortening of 90 km since tortonian times. The geophysical results in particular are: ► Below the northern part of the Po-plain the crustal thickness reaches 29 - 30 km. ► About 20 km north of the river Po the Moho starts to dip southwards with an angle of 10 - 14°. At the southernmost provable position 20 km north of the coastline the depth of the Moho reaches 55 km. ► Beneath the Ligurian coast the Moho lies at a depth of 20 - 22 km. It is documented till 25 km north of the coastline at a depth of 22 - 24 km. Together with the previous point it follows a crustal doubling beneath the crest of the Northern Apennines. ► Under the northern part of the Northern Apennines extrem low velocities were detected in the crust. At a depth of 8 - 11 km the velocity lowers to only 4.0 km/s. A low velocity layer (LVL) continues with a southern dip to a depth of at least 25 km. The avarage crustal velocity in this area is as low as 5.7 km/s. ► At the transition from the Po-plain to the Southern Alps the Moho jumps 6-8 km in depth. The Moho beneath the Southern Alps continues northwards with a relatively low dip at a depth of 36 - 42 km to about 20 - 25 km north of the Insubric line. ► Below the southern part of the Southern Alps a LVL exists at a depth of about 10 - 16 km where the velocity drops to at least 5.6 km/s. ► The southward dip of the European Moho beneath the Swiss Alps continues below the Southern Alps. The maximum depth of 65 km is reached some km south of the Insubric line. It follows a crustal overlapping beneath the Southern Alps and beneath a part of the adjacent Swiss Alps. From the interpretation of fans and profils off the EGT-mainline it follows: ► In the Ligurian coastal area the Moho continues east of the mainline at a depth of 20 - 25 km for at least 100 km to Viareggio. Onshore it is provable for a distance of 20 - 30 km off the coastline. ► West of the mainline the Moho continues in the same depth range till below the penninic realm in the coastal area of the Western Alps and below southern Piemont. The transition from the Adriatic to the European plate cannot be seen in the configuration of the Moho. ► The crustal structure south of the Monferrato seems to be tectonically distorted. ► Beneath the southern boundary of the Southern Alps the jump in the depth of the Moho continues into the eastern part of the Southern Alps. ► At the boundary between the Southern Alps and the Swiss Alps the overlapping of the Adriatic Moho over the deep European Moho continues eastwards at least till the Judicaria-line. The structural model along the EGT-mainline based on seismic data must be compatible with the gravity field. Density values of a starting model were calculated using a standard relationship between velocity and density. To fit the observed gravity , an optimization method according to an evolution strategy was applied. Additional trial and error modeling was done, which gave essentially the same results and confirmed the applicability of the optimization method. The following results have been found: ► The modeling of the transition between the European and the Adriatic lithosphere on the basis of the seismic model is possible without problems and deviations of less than 0.05 g/cm3 from the starting model. ► The modeling of the transition between the Po-plain and the Northern Apennines causes more problems. A significant mass deficit results from the starting model, which is due to the the seismically well proven low velocities in this area. ► A positive density anomaly must exist in the area of the Po-plain below the Moho, which coincides roughly with the density anomaly postulated earlier in this region. ► No definite statement is possible concerning the existence and extend of the up to 65 km resp. 60 km deep crustal roots beneath the Southern Alps and the Northern Apennines. The crustal structure was furtheron compared with the distribution of hypocentres of earthquakes. The data were taken from the national seismological networks in Italy and Switzerland. The most important results are: ► The concentration of hypocentres is highest where the shallow Moho in the Ligurian coastal area jumps to the deep Moho beneath the northern part of the Northern Apennines. ► Deep hypocentres (depth ≥ 20 km) are found in areas where the crustal thickness is large (thickness ≥ 40 km). ► The quasi-continuous depth distribution of hypocentres down to a depth of 50 km below the northern part of the Northern Apennines suggests a high rigidity und therefore presumably unusual low temperatures.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

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

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

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

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

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

Description: thesis

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