ALBERT

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: [...] Der zentrale Teil dieser Arbeit behandelt den Abbruchprozeß Zealandias von der Antarktis und führt zu einer verbesserten Rekonstruktion Neuseelands. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den submarinen Plateaus. Der Bountytrog, der die Chathamschwelle vom Campbellplateau trennt und das Great South Basin, das das Campbellplateau von der Südinsel Neuseelands trennt, wurde mit refraktions- und reflexionsseismischen Methoden untersucht und gemeinsam mit Magnetik- und Schwerefelddaten interpretiert.Diese Ergebnisse einer Modellierung von Krustenmächtigkeiten basierend auf Satellitenschwerefelddaten wurden überprüft und zusammengeführt mit gemessenen Krustenmächtigkeiten Zealandias. Aus diesem Datensatz ist eine Krustenmächtigkeitskarte berechnet worden, die die Grundlage darstellt für eine neuartige Technik zur plattenkinematischen Rekonstruktion in Gebieten gedehnter kontinentaler Kruste, in denen magnetischen Spreizungsanomalien fehlen. Diese Rekonstruktion arbeitet mit der vertikalen Aufteilung der Kruste und Zuweisung der Teile zu verschiedenen Platten (crustal balancing). Damit wird die Extension in den Becken und Trögen ausgeglichen [...]

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Klares Ziel dieser Expedition war es, belastbare geowissenschafltiche Daten zuerheben, die Informationen über die ältere geologische Geschichte und die jüngere Vereisungsgeschichte des ostsibirischen Schelfs zu erhalten. [...] Daher standen u.a. sediment-akustische (Parasound) Profilfahrten und detaillierte Beprobungen und Untersuchungen von Sedimenten vom ostsibirischen Kontinentalrand und über den Mendelejew-Rücken im Vordergrund.

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Blatt 1: Oberflächennahe Verbreitung der hydrologischen Einheiten, Blatt 2: Klassifikation der hydrologischen Einheiten, Blatt 3: Grundwasservergleichen bedeutender Grundwasserleiter, Blatt 4: Mittlere Grundwasserneubildung aus Niederschlag (1971-2000)

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Der Fahrtabschnitt MSM 12/2 vom 17.6. bis 13.7.2009 mit FS Maria S. Merian bestand aus reflexionsseismischen und geologischen Untersuchungen der Eirik Drift, einer Sedimentstruktur südlich Grönlands. Die Eirik Drift dokumentiert seit dem Miozän die Sedimentation vor Südwest-Grönland und bildet so ein Archiv für die Ablagerungsprozesse in diesem Gebiet, die durch den Western Boundary Undercurrent (WBUC), die grönländische Eisbedeckung und den Eintrag aus der Labrador See/Davis Strait geprägt wurden. Eine detaillierte Erfassung und Analyse der Struktur und Zusammensetzung der Eirik Drift mittels seismischer und geologischer Methoden und ein Anschluß an bestehende ODP und IODP Bohrungen (ODP Leg 105 und IODP Expedition 303) wurde benötigt, um Informationen über die Entwicklung des WBUC und Dimension und Ausdehnung/Rückzug des grönländischen Eises zu erhalten. Das reflexionsseismische Programm während der Expedition MSM 12/2 wurde derart gestaltet, dass die Struktur der Eirik Drift bis zum Basement sowie laterale Relokationen der Hauptablagerungsgebiete erfasst wurden. Es wurden insgesamt ~2000 km an hochauflösenden reflexionsseismischen Daten registriert. Parallel zu den seismischen Profilarbeiten wurden bathymetrische und Parasound Messungen durchgeführt. Über die Parasound Registrierungen sind dann signifikante Lokationen für geologische Beprobungen ausgewählt worden, die die Verbindung mit den hochauflösenden seismischen Untersuchungen zu einer Kombination verschiedene Zeitskalen und somit eine entscheidenden schärfen Schärfung des Verständnisses für die Entwicklung des Klimas indieser Region ermöglichen. An 12 Lokationen wurden geologische Proben genommen. Ergänzt wurden die seismischen und geologischen Messungen durch 8 CTD Stationen undADCP Messungen im Gebiet der Eirik Drift.

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Der Fahrtabschnitt 2 der Antarktisexpedition ANT-XXV führte in das östliche Weddellmeer und diente der Durchführung logistischer und wissenschaftlicher Vorhaben, die sich in stationsgebundene, vom fahrenden Schiff aus durchführbare, sowie helikoptergestützte Arbeiten unterteilen lassen.

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: This report summarizes activities and field work results of the joint Russian-German expedition "Lena 2009". The 11th expedition to the Lena River Delta is part of the Russian-German science cooperation "System Laptev Sea" and continues the long-term investigations of permafrost and periglacial environmentsi n Arctic Siberia. [...] The expedition took place during the period June 24 to August 26, 2009 in different regions. The study areas comprise (i) the central Lena River Delta, with the Russian German station on Samoylov as base camp (ii) a north-south transect extending from the western part of the lower Lena River into the Lena Delta (realized by helicopter) and (iii) the eastern part of the delta (realized by riverboat).

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: In dieser Arbeit soll der Frage nachgegangen werden, ob und inwieweit bathymetrische Messungen und akustische Rückstreudaten von Fächersonar- und Sedimentecholot-Systemen einen Beitrag zur Charakterisierung und Klassifizierung des Meeresbodens in eisbedeckten Regionen der arktischenTiefsee leisten können. [...] Ein zentraler Aspekt der Dissertation liegt im Vergleich der Fächersonarsysteme Hydrosweep DS-2 und Seabeam 2112, welche auf den beteiligten Forschungsschiffen Polarstern und Healy installiert sind. Dieser Vergleich schließt technische Fragestellungen bezüglich der Funktionsweise der beiden Sonarsysteme und die Untersuchung von Navigations-, Tiefen-, Sidescan- und Rückstreudaten ein. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Analyse und Interpretation der akustischen Rückstreuung am Gakkel-Rücken.

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Das AISTEK III Projekt hatte geophysikalische Messungen im Natal Becken und dem Mosambik Rücken vor dem südlichen Afrika zum Ziel...Das Ziel des Vorhabens war es, mit Hilfe neuer geowissenschaftlicher Daten bessere Erkenntnisse über die frühe Entwicklungsgeschichte dieser Region (Meeresbodenspreizung) während des mesozoischen Aufbruchs von Gondwana zu gewinnen. Der Schwerpunkt der Arbeiten lag daher auf der Gewinnung neuer marin-magnetischer Daten, um magnetische Spreizungsanomalien in den untersuchten Regionen zu identifizieren...Eines der wichtigsten wissenschaftlichen Resultate dieser Expedition ist, dass der Mosambik Rücken an einem mittelozeanischen Rücken gebildet wurde. Magnetische Spreizungsanomalien wurden besser aufgelöst und bestätigen frühere Hypothesen hinsichtlich der geologischen Entwicklung des Mosambik-Rückens. Magnetische Spreizungsanomalien im südlichen Natal Becken sind weniger deutlich bzw. durch die Sedimentauflast stark abgedämpft. Die Interpretation bestätigt ältere geodynamische Interpretationen. Das nördliche Natal Becken hingegen zeigt komplexere magnetische Anomalien. Klare Trends, die auf Spreizungsanomalien hinweisen, sind nicht vorhanden. Spätere Analysen werden zeigen, ob sich schwächere Trends bestätigen oder nicht. Überraschenderweise zeigen die Daten keine klaren Potentialfeldanomalien, die auf die Kontinent-Ozean Grenze/Übergangszone im nördlichen Natal Becken hinweisen...

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Eine große interdisziplinäre Gruppe von Wissenschaftlern aus mehreren Nationen befasste sich mit der Zusammensetzung und der chemischen Charakterisierung der gelösten organischen Substanzen im Meer in den verschiedenen Klimazonen. Parallel dazu wurde die chemische Zusammensetzung des Aerosols untersucht. Spurenelemente und der Fluss von elementarem Quecksilber zwischen Wasser und Atmosphäre wurden kontinuierlich während der gesamten Fahrt bestimmt. Einweiteres Projekt befasste sich mit der Bestimmung von mehrfach fluorierten Verbindungen ebenfalls im Oberflächenwasser und in der Atmosphäre. Der Kohlenstoffkreislauf im Oberflächenwasser wurde mit dem Ziel untersucht, ein autonomes System zur Messung der verschiedenen Kohlenstoffkomponenten zu entwickeln. Außerdem gehörte die Bestimmung von Dimethylsulfid (DMS) in der Wasseroberfläche und in der Atmosphäre zum Messprogramm. Um die globale marine Primärproduktion aus Satellitendaten besser abschätzen zu können, wurden optische in-situ Messungen durchgeführt und die Zusammensetzung des Phytoplanktons und des partikulären, organischen Kohlenstoffs bestimmt. Eine weitere Arbeitsgruppe befasste sich mit den Strahlungseigenschaften der Atmosphäre, insbesondere Aerosolen, deren Ergebnisse ebenfalls in die Fernerkundung und Klimamodelle eingehen sollen.

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: Modern concepts on processes of seismically active parts of converging plate interfaces are derived from lab experiments, theoretical inferences, and geophysical observations, which have either poor resolution, or are strongly dependent on insufficiently constrained assumptions. Therefore, we studied a continuous exposure of an ancient subduction channel in the depth range of its former seismogenic zone in the Central Alps of Europe. This subduction channel developed due to Late Cretaceous - Early Tertiary subduction and accretion of the South Penninic lower plate underneath the Adriatic upper plate (Austroalpine domain). Additionally, we include information from Southern Chile, where material, which formerly underwent deformation within a subduction channel, was exhumed to the surface by large scale basal accretion. There, we concentrated on the formation of mineralized vein systems. However, we mainly focused on the exhumed plate interface zone in the European Alps. During subduction of the South Penninic ocean, material from both the continental upper plate and the oceanic lower plate was progressively involved into the subduction factory and transported downwards, forming either the shaly and serpentinic matrix of the subduction mélange, or competent clasts. Rb/Sr deformation ages for mylonitized rocks of the South Penninic mélange and for deformed Austroalpine basement shed light on the pre-Alpine and Alpine deformation history along the suture, as well as on the mode of syn-subduction interplate mass transfer. According to our Rb/Sr deformation ages and our structural data, the latest increment of subduction-related deformation occurred at ~50 Ma, and is characterized by a roughly top-W direction of tectonic transport. Identical Rb/Sr ages for pervasively deformed Austroalpine and South Penninic rocks point to tectonic erosion of the upper plate during subduction. This is also evidenced by the presence of upper plate clasts in the subduction mélange, and from the syn-subduction evolution of Gosau forearc basins pointing to tectonic erosion as prevailing mass transfer mode during the time of subduction. Lack of a metamorphic contrast between the South Penninic mélange and the Austroalpine upper plate favors exhumation of the suture zone due to a combination of tectonic underplating and surface erosion. The end of sedimentation in the forearc Gosau basins is contemporaneous with basal accretion of the South Penninic mélange and the Middle Penninic units at ~50 Ma. Therefore, we hypothesize a causal link of both processes, with the change from tectonic erosion to basal accretion caused by underplating of subducted material, which is responsible for a regional uplift leading to inversion of the forearc basins. The end of subduction-related deformation is most likely caused by locking of the South Penninic paleosubduction interface due to underplating of the Middle Penninic micro-continent, so that the active subduction interface is relocated into the new Middle Penninic footwall. Pseudotachylytes along a restricted segment of the upper plate base delineated by ca. 200°C updip and ca. 300°C downdip - define the limits of the unstable slip region within the fossil seismogenic coupling zone. Our 40Ar/39Ar ages constrain the generation of pseudotachylytes during a time span between 60 Ma to 80 Ma. The heterogeneous texture of the ultra fine grained pseudotachylyte groundmass is composed of a mixture of amphibole, feldspar and biotite, as well as of incorporated rock fragments and single minerals of comparable size. Due to the temporal similarity between subduction and pseudotachylyte formation, and the fact that the pseudotachylytes occur subparallel to the main thrust where Austroalpine rocks were overthrust onto South Penninic rocks, we interpret the generation of pseudotachylytes to be related to unstable slip processes occurring along the plate interface zone during subduction.The zone of unstable slip coincides with a domain of intense formation of foliation-parallel mineralized veins with partly blocky minerals in the subduction mélange. We suggest that the mineralized veins reflect seismic failure in the mélange due to their similarity in spatial distribution and textures compared to pseudotachylytes. Mineralized veins, and brittle fractures continue into the conditionally stable region below, maybe indicating a domain of slow earthquakes and non-volcanic tremors as recently discovered for this depth range along many active convergent margins. The conditionally stable zone above the unstable slip area is devoid of mineralized veins, but displays ample evidence of fluid-assisted processes like the deeper zone: solution-precipitation creep and dehydration reactions in the mélange matrix, hydration and sealing of the base of the upper plate. Seismic rupture is possibly expressed by ubiquitous localized deformation zones. Fluids are most likely provided by dehydration during subduction of sedimentary material from different sources. This is indicated by elevated Sr isotope signatures of marine (meta-) carbonates from the South Penninic mélange, which are caused by the interaction of syn-subduction fluids with old continental crust.In summary, the exposed plate interface has experienced flow and fracturing over an extended period of time reflecting a multistage evolution, but resembles active convergent plate margins in terms of e.g. sediment input, earthquake distribution, fluid circulation, and possible slow slip events and associated tremors.

Beschreibung / Inhaltsverzeichnis: The styles of deformation of the fore-arc wedges along the Chilean convergent margin are observed to vary significantly, despite similar plate kinematic conditions. Here, I focus on the analysis of fore-arc deformation on two regions along the Chilean convergent margin at 20°-24°S and 37°-42°S. Although both regions are subjected to the oblique subduction of the oceanic Nazca plate and backstopped by the Andes mountain chain; they display different patterns of deformation. The northern Chilean study area (20° - 24°S) is characterized by an exceptionally thick crust of about 60 km beneath the Altiplano Puna plateau, lack of an accretionary wedge in the fore-arc due to hyperarid climate, and consequently a sediment starved trench. Two major margin parallel strike slip faults are observed in this area, the Atacama Fault Zone (AFZ) and the Precordilleran Fault System (PFS). Both strike-slip faults do not exhibit significant recent displacement. The southern study area (37° - 42°S), compared to the northern study area, is characterized by lower topography, high precipitation rates (~2000 mm/yr), and a younger subducted oceanic plate. An active strike-slip fault, the Liquine-Ofqui-Fault-Zone (LOFZ), shows ~1 cm/yr recent dextral movement and shapes the surface of this area. Thus, the southern Chilean study area exhibits localized strike-slip motion. Within this area the largest earthquake ever recorded, the 1960 Valdivia earthquake, occurred with a moment magnitude of MW=9.5. I have constructed 2D thermal models and 3D mechanical models for both Chilean study areas to study processes related to active subduction. The applied numerical method is the finite element technique by means of the commercial software package ABAQUS.The thermal models are focused on the thermal conditions along the plate interface. The thermal structure along the plate interface reveals the limits of coupling but also the type of transition from coupled to uncoupled and vice versa. The model results show that shear heating at the plate interface is an important mechanism that should be taken into account. The models also show that the thermal condition at the downdip limit of the coupling zone leads to a sharp decrease of friction along the interface. Due to the different geometries of the two Chilean study areas, such as the slab dip and the thickness of the continental crust, the downdip limit of the southern study area is slightly shallower than that of the northern study area. The results of the 2D thermal models are used to constrain the spatial extent of the coupling zone in the 3D mechanical models. 3D numerical simulations are used to investigate how geometry, rheology and mechanical parameters influence strain partitioning and styles of deformation in the Chilean fore-arc. The general outline of the models is based on the fore-arc geometry and boundary conditions as derived from geophysical and geological field data. I examined the influence of different rheological approaches and varying physical properties of the fore-arc to identify and constrain the parameters controlling the difference in surface deformation between the northern and southern study area. The results of numerical studies demonstrate that a small slab dip, a high coefficient of basal friction, a high obliquity of convergence, and a high Young's modulus favour localisation of deformation in the fore-arc wedge. This parameter study helped me to constrain preferred models for the two Chilean study areas that fit to first order observations. These preferred models explain the difference in styles of deformation as controlled by the angle of obliquity, the dip of subducting slab, and the strength of wedge material. The difference in styles can be even larger if I apply stronger coupling between plates within the southern area; however, several independent observations indicate opposite tendency showing southward decrease of intensity of coupling. The weaker wedge material of the preferred model for the northern study area is associated with advanced development of the adjacent orogen, the Central Andes. Analysis of world-wide examples of oblique subduction zones supports the conclusion that more mature subduction zones demonstrate less pronounced localization of strike-slip motion.