Southern Margin - onshore active seismic experiment
Ziele
Das Agulhas Karoo Geoscience Transect überdeckt den südlichen Rand Südafrikas, vom ozeanischen Agulhas Plateau über die Falkland-Agulhas-Scherzone, die die scharfe Kontinent-Ozean-Grenze beherrscht, das kontinentale Schelf bis auf den Kaapvaal-Kraton etwa 240km landeinwärts. An Land werden dabei das Cape Fold Belt (CFB) und das Karoo-Becken mit seinem darunter liegenden, ca. 1 Mrd. Jahre alten Kibarian (Grenville in Nordamerika) Basement des Namaqua Natal Mobile Belts (NNMB) überquert. Nahe der Grenze zwischen dem NNMB und dem CFB liegen die Beattie Magnetanomalie (BMA) - die größte, krustale Magnetanomalie der Erde an Land - und der Southern Cape Conductive Belt (SCCB) mit ihren rätselhaften Quellen unterhalb der Karoo-Sedimente (vgl. Karte).
Weitwinkelseismik an Land
Die landseismischen Daten wurden 2004 auf zwei Refraktionsseismik-Profilen von jeweils 240km Länge aufgezeichnet. Sowohl das westliche George, Prince Albert, Fraserburg) als auch das östliche (St. Francis, Steytlerville, Graaf Reinet) Profil erstrecken sich von der Küste bis ins Karoo Basin. Ziele des Projektes waren unter anderem die Identifikation der Quelle der Beattie Magnetic Anomaly und des Southern Cape Conductive Belts, eine genauere Beschreibung der tektonischen Geschichte des Cape Fold Belts sowie neue Einblicke in das Aufbrechen Gondwanas entlang Afrikas südlichem Rand.
Entlang der beiden Profile wurden jeweils 48 Seismikstationen zur Datenaufzeichnung verwendet. Jede der Stationen bestand aus einem GPS-synchronisierten, 24-bit Datenlogger mit einem seismischen 3-Komponenten-Sensor. Die Qualität der gesammelten Daten war sehr gut. Ersteinsätze (refraktierte P-Welle) wurden manuell für über 80% der vorhandenen Spuren gepickt. Tomographische Inversionstechniken wurden zur Berechnung der P-Wellen-Geschwindigkeitsstruktur entlang der Profile verwendet. Die verfügbare Strahlabdeckung ermöglichte die Messung der seismischen Geschwindigkeiten bis in 30km Tiefe. Auch reflektierte Phasen wurden analysiert - diese gestatteten die Berechnung der Moho-Tiefe und der Positionen von krustalen Reflektoren.
Die Profile sind teilweise identisch mit magnetotellurischen Profilen, was die Korrelation von verschiedenen, gemessenen Parametern ermöglicht. Die seismischen Profile wurden im marinen Bereich vom AWI erweitert, wodurch besonders im Küstenbereich die Eindringtiefe der seismischen Strahlen erhöht wurde.
Projektverantwortliche
- Jacek Stankiewicz (GFZ Potsdam)
- Albrecht Schulze
- Trond Ryberg (GFZ Potsdam)
- Klaus Bauer (GFZ Potsdam)
- Michael Weber (GFZ Potsdam)
Publikationen
- Stankiewicz, J., Parsiegla, N., Ryberg, T., Gohl, K., Weckmann, U., Trumbull, R., Weber, M. (2008): Crustal structure of the southern margin of the African continent: Results from geophysical experiments, J. Geophys. Res., 113, B10313, doi:10.1029/2008JB005612.
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