Section 4.5: Basin Modelling

The focus of our research in Section 4.5 is on the geodynamic behaviour of sedimentary basins. Sedimentary basins shape large parts of the Earth's surface and contain the majority of fossile and renewable energy resources as well as groundwater reservoirs. When looking at them only casually, sedimentary basins tend to hide their richness.

We address questions of sedimentary basins, such as how their origins, their developments and their internal deformations are driven by various geodynamical boundary conditions. For this type of analysis, we have developed data-based numerical models, through which we can compute the pressure and temperature conditions in such basins.

With the help of these models, we can then deduce important information useful for the extraction of resources from basins such as groundwater, hydrocarbons or deep geothermal energy. We are also investigating how sedimentary basins can be used for long term storage of materials.

In our section, we use the results of geologic and geophysical field investigations to characterise the current conditions of a basin and to recontructs its geologic history. We have developed a new type of data based models, which close the gap between fundamental numerical forward models on a lithospheric scale and the detailed reservoir models used by the oil industry. Among other things, our models reveal the subsidence history of a basin during the Earth's history and how it was filled with sediments. At the same time, we can answer important questions on the current conditions of a basin: What kind of mechanical stress is it exposed to? What is the temperature and pressure distribution within its interior?

Our results help to improve concepts for subsurface utilization as for example tapping the geothermal potential beneath big cities. Our work concentrates on basins on the continents, but we have also developed three dimensional models of the Atlantic passive margins and the foreland basins of the Alps and the Argentine Andes.

Aktuelles

Induzierte Seismizität besser vorhersagen

Im Zusammenhang mit unterirdischen Arbeiten – etwa zur Erschließung geothermischer Lagerstätten oder anderer Ressourcen – kann es zu unerwünschten seismischen Aktivitäten wie Erschütterungen oder kleineren Erdbeben kommen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Vorhersage solcher induzierter seismischer Gefährdungen zu verbessern. Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam und der Freien Universität Berlin haben kürzlich im Fachmagazin Scientific Reports ein neuartiges mathematisches Modell vorgestellt, das die angenommenen Statistiken für den Einsatz in beliebigen Injektions- und Förderkonstellationen verallgemeinert und das auf beliebige physikalische Prozesse anwendbar ist.

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Originalpublikation: M. Cacace, H. Hofmann, S. A. Shapiro, Projecting seismicity induced by complex alterations of underground stresses with application to geothermal systems. Scientific Reports, 11, 23560 (2021) DOI: 10.1038/s41598-021-02857-0

Neuigkeiten

Oktober 2021: Willkommen Naiara Fernandez Terrones

Wir freuen uns, unser neues Sektionsmitglied, Naiara Fernandez Terrones , bei uns begrüßen zu dürfen.

Naiara promovierte an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, wo sie geodynamische numerische Modellierungswerkzeuge einsetzte, um die Deformationsprozesse der flachen Krustenskala auf geologischen Zeitskalen zu verstehen, mit dem Schwerpunkt Falten und Diapirismus. Vor ihrer Promotion hatte sie am Geo3BCN (Spanish Research Council - CSIC) einschlägige Forschungserfahrungen gesammelt und war als wissenschaftliche Mitarbeiterin für regionale Strukturwissenschaften an Vorlandfalt- und Schubbecken tätig. Nach ihrer Promotion und bevor sie zum GFZ wechselte, war sie wissenschaftliche Mitarbeiterin am Bureau of Economic Geology der University of Texas in Austin. Bei UT Austin konzentrierte sich ihre Forschung auf salztektonische Prozesse, für die sie unterirdische Beobachtungen aus 3D seismischen Reflexionsdaten mit numerischen Vorwärtssimulationen integrierte.

Naiara arbeitet als Post-Doc in der Sektion. Ihre Arbeit am Marmara-Projekt konzentriert sich zunächst auf die Beschränkung der rheologischen Konfiguration der Lithosphäre unterhalb des Marmarameeres. Das Ziel ist es, die Rolle von Deformationsmechanismen und Flüssigkeitsdruck auf die Art der seismischen Aktivität entlang des Main Marmara Fault zu verstehen.

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