Sektion 5.5: Erdoberflächenprozess-Modellierung

Forschungsansatz

Unsere Forschungsgruppe entwickelt Computermodelle, um die Entwicklung und Veränderung der Erdoberfläche zu simulieren. Dabei stehen Erosionsprozesse durch Flüsse oder Gletscher in Hochgebirgen sowie die langsame Verwitterung von Festgestein in kontinentinneren Flachlachbereichen im Fokus. Vor diesem Hintergrund bieten wir die Infrastruktur und einen konzeptionellen wie computergestützen Rahmen, um Befunde aus Geländebeobachtungen und Labormessungen zu integrieren, und daraus Vorhersagen an Orten zu machen, an denen keine Messwerte vorliegen, oder um Vorhersagen für die zukünftige Entwicklung der Erdoberfläche machen zu können.

Unsere Gruppe besteht aus einer Reihe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die alle ein gemeinsames Interesse an Computermodellen haben, jedoch Kenntnisse aus sehr unterschiedlichen Fachbereichen einbringen. Diese Fachbereiche umfassen Geologie, Geophysik und Mathematik. Wir arbeiten eng zusammen mit unseren Kollegen aus anderen Sektionen des GFZ Potsdam sowie mit Kollegen aus anderen deutschen und internationalen Forschungseinrichtungen und Universitäten.

Gruppenseminare

Seminare der Sektion 5.5 Erdoberflächenprozess-Modellierung

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Visit from Nikos Theodoratos, ETH Zürich

Nikos Theodoratos, a PhD student at ETH Zurich, visited the Earth Surface Process Modelling group (Section 5.5) at GFZ on October 17-19, 2018 in preparation for his submitting a proposal to the Swiss National Foundation to obtain funding for a post-doctoral position in our section. During his PhD studies at ETH in Zurich, Nikos has written a very insightful paper (published in ESURFD) on the scaling of the Stream Power Law.

Following his visit, Nikos sent us the following message:

“Dear Section 5.5, Thank you for your hospitality and for the opportunity to present my work at your seminar! I especially appreciated the effort you put into connecting me with researchers from other GFZ groups and the University of Potsdam, which led to many discussions with very interesting people. Your office, located in an old observatory and surrounded by nature, is a very stimulating and fun place to work at; I really enjoyed my time there.

Warm regards, Nikos”

GeoMod2018 conference in Barcelona

From October 1-4, several members of Section 5.5 (Jean, Igor, and Xiaoping) attended the GeoMod2018 conference in Barcelona, dedicated to the latest results of analogue and numerical modelling in Geosciences. The presenters' areas of expertise varied widely (e.g., tectonics, volcanic processes, surface processes, lithosphere dynamics, rock physics, and geofluids), and all were generally happy with their own work and the interesting feedback received.

Our section members presented their latest ideas, methods and results of numerical modeling of surface processes. For example, Jean presented "Efficient algorithms for the simulation of Earth surface processes", Igor showed his latest result of "Application of a model for point-wise prediction of stream flow statistics using climatic and geomorphologic data on Walnut Gulch (Arizona)", and Xiaoping presented the new method of sediment transport and deposition on land. They enjoyed very much the feedback to their presentations.

Thermo 2018 Conference in Quedlinburg

From 16-21 September, Jean, Audrey, Jessica, and Jiao attended the Thermo 2018 conference in Quedlinburg, Germany. This international conference is held every two years, focusing on the development in methodology and application of low-temperature thermochronology. There were many interesting and inspiring talks, posters, and discussions. The attendees from our section took the opportunity to present their current work.

Jean talked about the "time scale for orogenic growth and decay”. Audrey gave a talk on the “roles of erosion and isostasy in topography building” in the case of Cordillera Blanca, and presented new data and interpretation about the uplift and denudation histories of the Namibian passive margin. Jess gave an invited talk on the roles of erosion and mantle dynamics in the landscape evolution of southern Africa. After the main program of the conference, Jean gave a half-day course, introducing the new version of Pecube, a thermo-kinematic model to solve heat transport in the crust and invert thermochronological data.

Reise nach Lausanne, Juni 2018

Die Sektion 5.5 verbrachte den Monat Juni in Lausanne. Gastgeber war Prof. Herman (Frédéric) an der Université de Lausanne (UNIL), einem Spezialisten für die Untersuchung der Gletscherdynamik und der Gletscherosion. Dies war der zweite Teil eines Austauschprogramms, das teilweise von der Fondation Herbette finanziert wurde. Während des gesamten Monats war unsere Abteilung vollständig in die Lausanne-Gruppe im Geopolis-Gebäude auf dem Unil-Campus integriert.

Wir organisierten alle zwei Tage kurze Seminare (Teil der inzwischen berühmten „Monique Seminar Series“), bei denen jeder Forscher einen Aspekt seiner aktuellen Forschung und / oder eine neuartige Technik präsentierte, die er / sie entwickelt hat. Dies diente als Katalysator für weitere informelle Interaktionen, die in einigen Fällen zu weiterer Kooperationen durch die Einrichtung gemeinsamer Projekte führten. Das Fachwissen wurde auch über die Verwendung und Entwicklung numerischer Methoden ausgetauscht. Die Lausanner Gruppe hat viel Erfahrung in der Entwicklung numerischer Modelle der Gletscherdynamik und der Gletscherosion. Mehrere Doktoranden von Frédéric organisierten eine zweitägige Exkursion nach Zermatt und zum Gornergletscher. Auf dem Weg von Lausanne reisten wir durch das Rhonetal, wo wir verschiedene geomorphologische Merkmale entdeckten. An mehreren Standorten diskutierten wir intensiv über viele Themen, wie etwa die Ausbreitung von Knickpunkten, die relative Effizienz von Gletscher- und Flusserosion oder die Zirkulation im Genfersee. Am zweiten Tag besuchten wir den Gornergletscher, wo Frédérics Team die verschiedenen Feldversuche erklärte, die sie dort gerade durchführen.

Während unseres Aufenthalts in Lausanne waren auch einige Besucher für ein paar Tage dabei: Guillaume Cordonnier aus Grenoble, Konstanze Stübner von der Uni Potsdam, Eric Deal vom MIT, Guillaume Baby aus Rennes, Erika Erlanger von der ETH, Olivier Beyssac aus Paris und Simon Cox aus Otago (NZ).

Der Besuch führte zu folgenden gemeinsamen Projekten / Aktivitäten:

  • Entwicklung einer impliziten Methode zur Lösung der Eiserosionsgleichungen
  • Entwicklung eines TL / OSL-Modells zur Einbindung in thermochronologische (Pecube) Software
  • Weiterentwicklung einer Methode zur Abschätzung der Eisdicke aus der Eisoberflächengeometrie
  • Gemeinsames Forschungsprojekt zur Abschätzung eines Äquivalents des Hack'schen Gesetzes für den Gletscherfluss
  • Inversion thermochronologischer Daten aus den Anden ⁃ Validierung von Methoden zur Interpretation thermochronologischer Daten
  • Viele Interaktionen mit anderen Fakultäts- / Forschungsmitarbeitern von Unil außerhalb der Gruppe von Frédéric (Ökologen, Hydrologen, andere Geomorphologen usw.)

Die Universität von Lausanne ist außerdem ideal am Ufer des Genfer Sees gelegen. Mitglieder der Sektion haben den Aufenthalt sehr genossen, mit regelmäßigen Schwimmen, Grillen und Laufen entlang des Seeufers sowie vielen Kletterausflügen an den Wochenenden. Das Wetter war schön und erlaubte uns, die wunderschöne Umgebung voll zu genießen.

Gornergletscher
Gornergletscher
(Foto: Jean Braun)

EGU Jahrestreffen 2018

Vom 8.-13. April nahm ein Großteil der Mitglieder der Sektion 5.5 am jährlichen Treffen der European Geosciences Union in Wien teil.

Die Vielfalt des Programms bot für jeden Geschmack etwas: Mitglieder der Sektion besuchten Vorträge und Posterpräsentationen zu Geomorphologie, Hydrologie, Geoinformatik, Glaziologie, Paläontologie, Weltraumforschung… Denn schließlich ist einer der Vorteile einer großen internationalen Konferenz das Zusammenkommen von Expertenwissen aus so vielen Fachgebieten! Mitglieder von 5.5 zeigten ihre eigene Fachkompetenz in Form von Posterpräsentationen. Die meisten entschieden sich für ein traditionelles Format, während Benoit Bovy und Kim Huppert sich mit den Vorteilen und den Herausforderungen einer interaktiven Posterpräsentation namens PICO® auseinandersetzen mußten.

Die Erfahrungen der Moderatoren waren sehr unterschiedlich, aber alle waren im Allgemeinen zufrieden mit ihrer eigenen Arbeit und dem interessanten Feedback.

Gegen Ende der Konferenz gab es ein freundschaftliches Treffen mit Frederic Hermans Gruppe von der Universität Lausanne: Es gab Pläne zu schmieden für den Gruppenbesuch im Juni. In ein paar Monaten wird zu sehen sein, was dabei herauskam!

Erik Tamre im Namen der Sektion 5.5

Exkursion nach Belgien

Im Oktober haben wir zum ersten Mal einen "Betriebsausflug" nach Belgien unternommen. Wir sind als Gruppe in die Ardennes gefahren, wo wir vier Tage lang die Landschaften, die Städte und die Geomorphologie der Gegend kennengelernt haben. Hier sieht man uns bei Wanderungen auf dem Haute-Fagnes-Plateau und in den Tälern von Semois und Ningslinspo.

Wir gratulieren...

Wir gratulieren Jessica Stanley und Audrey Margirier, die bei ihren Bewerbungen auf ein Humboldt-Stipendium respektiv eine DAAD-finanzierte PRIME-Postdoc-Stelle erfolgreich waren. Jessica ist seit September Rezipientin eines Alexander-von-Humboldt-Stipendiums, während Audrey ihre Postdoc-Stelle ab September 2018 antreten wird.

Audrey wird zunächst für ein Jahr an der Universität Arizona, USA mit Professor Peter Reiners zum Thema "Anhebung und  Exhumation in den ecuadorischen Anden" forschen, bevor sie nach Potsdam zurückkehrt, um für weitere sechs Monate mit Professor Manfred Strecker zusammen zu arbeiten.

 

 

Unsere Sektion hat Geburtstag...und ist um einiges größer geworden!

v.l.n.r.: Dominik Schneider, Kim Huppert, Erik Tamre, Jean Braun, Igor Lisac, Benoit Bovy, Xiaoping Yuan, Jessica Stanley, Audrey Margirier, Ruohong Jiao
(Jean Braun)

Kaum zu glauben, aber  seit September besteht unsere Sektion schon seit einem Jahr. In dieser Zeit ist sie von drei auf sage und schreibe 12, bald 13 MitarbeiterInnen angewachsen. Seit Juli bzw. August dieses Jahres sind nunmehr Dr. Ruohong Jiao, Dr. Audrey Margirier, Dr. Dominik Schneider sowie Doktorand Igor Lisac und Erik Tamre (angehender Doktorand) Teil unserer Forschungsgemeinschaft und bereichern die Zusammenarbeit. In nächster Zeit werden wir Dr. Katherine Kravitz im Team begrüßen, die an der spannenden (und bisher wenig erforschten) Schnittstelle zwischen Biologie und Geomorphologie arbeiten wird.

Sektionsleiter

Jean Braun
Prof. Dr. Jean Braun
Erdoberflächenprozess-Modellierung
Telegrafenberg
Gebäude A 27, Raum 101
14473 Potsdam
+49 331 288-27520
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Assistenz

Lukas Becker
Dr. Lukas Becker
Erdoberflächenprozess-Modellierung
Telegrafenberg
Gebäude A 27, Raum 108
14473 Potsdam
+49 331 288-27521
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