Sektion 2.2: Geophysikalische Tiefensondierung

Laufende Projekte

Dieses Projekt dient der Erhebung und Bereitstellung seismologischer Daten mittels eines dichten seismologischen Netzwerks in den zentralen und östlichen Alpen. Die hier geplanten 154 dicht aufgestellten Stationen werden das größer-skalige AlpArray Network („backbone“) komplementieren.

Submarine Permafrostschichten stellen die seewärtige Ausdehnung der arktischen Permafrostschichten an den Kontinentalrändern in Nordamerika und Eurasien dar. Aufgrund der spezifischen Beschaffenheit der Permafrostschicht ist die submarine Geometrie dieser Schichten ein sehr sensibler Indikator für den Klimawandel. Wir beabsichtigen, eine passive seismische Methode zu entwickeln, um die Dicke der ungefrorenen Schicht über dem Permafrost (IBP) mit einem transportablen Meeresbodenseismikinstrument (OBS) zu bestimmen.

DESERVE erforscht eine aus Umweltperspektive einmalige Region der Erde im Nahen Osten, unter Berücksichtigung von drei großen Herausforderungen: Umweltrisiko, Verfügbarkeit von Wasser und Klimawandel.

Das THICNES (The Highland-Vijayan COntact zone Experiment in Sri Lanka) Programm hat das Ziel, die Eigenschaften und Struktur von Kruste und Erdmantel unter Sri Lanka aufzudecken, und die geodynamischen Prozesse, die zur BIldung der Insel führten, zu beleuchten.

AcehSeis - passives seismologisches Experiment in der Provinz Aceh (Sumatra)
Die Sumatra-Störung (SF) ist ein prominentes Beispiel für eine große Blattverschiebung, welche sich entlang eines vulkanischen Bogens an einer Subduktionszone entwickelt hat. AcehSeis ist ein passives seismologisches Experiment, welches im nördlichen Sumatra, in der Provinz Aceh durchgeführt wird. Das temporäre seismologische Netzwerk erfasst die Erdbebentätigkeit an einem sehr interessanten Abschnitt der SF, in dessen Umgebung auch ein verstärkter junger Vulkanismus auftritt.

Das SIOLA Projekt (SeIsmicity and neOtectonics of the LAptev Sea) hat zum Ziel, die rezente Geodynamik der Region der Laptev See zu studieren und die cänozoische Rift-Entwicklung zu rekonstruieren. Innerhalb des Projekts installierten wir ein Netz von 25 kurzperiodischen Stationen im Zeitraum von Sommer 2016 bis Sommer 2017 im Lena Delta und der Gegend um Tiksi (Sibirien).

Aufgabe des Projekts West Makran Seismic Transect in der Makran Subduktionszone ist es, die Plattengeometrie sowie die Struktur von Kruste und Mantel besser zu beleuchten und so einen Beitrag zu leisten, um das tsunamogene Potential der Region besser einzuschätzen. Innerhalb des Projektes wurden 3 Nord-Süd gerichtete Refraktionsprofile von je 200km Länge vermessen.

CyprusArc - Tiefenstruktur des Zypernbogens abgeleitet aus Weitwinkelseismik
Bisher wurden von vielen Gruppen die Resultate plattentektonischer Systeme untersucht wie a) Subduktion, b) Kollision und Plateaubildung/Plateauformierung und c) große Verschiebungen.

Alle diese Prozesse sind jetzt gleichzeitig im Gebiet der anatolischen Platte aktiv. In einem neuen, weiterführenden Schritt zum vertieften Verständnis der Geodynamik unseres Planeten wollen wir diese Prozesse integrieren und verstehen, wie sie zusammenwirken und wie sie sich gegenseitig in dieser mittelgroßen Platte beeinflussen.

LONGMENSHAN - Struktur und Seismizität im Bereich der Longmenshan Verwerfung
Das Hauptziel des Longmenshan Projekts ist die Erforschung der Struktur und Seismizität im Bereich der Longmenshan Verwerfung, die einen Teil vom Ostrand des Tibetplateaus in China bildet.

RomUkrSeis - Dieses Projekt enthält seismische Weitwinkelreflektions- / Refraktionsmessungen entlang einem 675 km langen Profil, das sich von den Karpaten in Rumänien über die Trans European Suture Zone (TESZ) zum Ost Europäischen Kraton und dem Ukrainischen Schild sich erstreckt.

SIPOHOLON - Geothermische Erkundung in Nord-Sumatra mit Hilfe von Seismologie und MT
Eine deutsch-indonesische Forschungsinitiative zielt auf die Weiterentwicklung von Methoden und Kompetenzen in Indonesien, einem der wichtigsten Länder für geothermische Energiegewinnung weltweit. Das Explorationsteam untersucht als Beispielregion das Gebiet um Sipoholon (nördliches Sumatra). Eine breite Palette von Methoden (Strukturgeologie, Seismologie, Magnetotellurik, oberflächennahe Seismik) wird in einem integrierten Ansatz kombiniert, um das geothermische Potential zu erkunden und ein konzeptionelles Modell für die Zielregion abzuleiten.

Der Süd-Atlantik und seine konjugierten kontinentalen Ränder sind eine Schlüsselregion, in der eine Reihe von Phänomenen studiert werden können, die mit dem Aufbrechen von Kontinenten und der Bildung von passiven kontinentalen Rändern im Zusammenhang stehen. Das Schwerpunktprogramm (SPP) 1375 ist ein koordiniertes Forschungsprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Obwohl der räumliche Fokus auf dem Südatlantik liegt, wird die Forschung prozessorientiert angelegt sein und über Vergleiche mit anderen Schlüsselregionen (vor allem Zentral- und Nordatlantik) generelle Aussagen erlauben.

TIPAGE - TIEN SHAN - PAMIR GEODYNAMIC PROGRAM
Mit einer Reihe von geophysikalischen Experimenten werden die tiefere Struktur und die geodynamischen Prozesse der Tien Shan und Pamir Kollisionszone (Zentral-Asien) untersucht.

Ziel des Projekts war es, ein Abbild der Subduktionszone der Nazca-Platte unterhalb von Südamerika zu erstellen. Um auch Informationen über die Geschwindigkeit zu erhalten, wurden kombinierte Steilwinkel/Weitwinkel reflexions-/refaktionsseismische Untersuchungen durchgeführt. Das Messprofil erstreckte sich bei 21° Süd über eine Länge von 370 km in WE-Richtung von der Pazifik-Küste (Chile) bis zum Altiplano in Bolivien.

BASE - BAza Seismic Experiment
Aktive seismische Messungen sollen genutzt werden um den Untergrund im Bereich des Baza Beckens (Südspanien) zu erkunden. Das Ziel des Experiments ist es, die Struktur des Sedimentbeckens und der das Becken umgebenden Verwerfungszone zu untersuchen und eine geeignete Position für eine geplante wissenschaftliche Bohrung im Rahmen des Internationalen Kontinentalen Bohrprogrammes (ICDP) zu finden. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte seismische Projekt wird von einem Team aus deutschen und spanischen Wissenschaftlern durchgeführt.

COBO - Cape Verdes Origin from Broadband Observations
Das Ziel des Projektes ist, mit seismologischen Methoden den Mantel-Plume abzubilden und die physikalischen Eigenschaften des Plumes zu ermitteln.

Das Dabie Shan Gebirge markiert die Kollisionszone des Sino-Koreanischen mit dem Yangtse-Kraton mit aufgeschlossenen ultra-hochdruck Metamorphiten. Diese Region galt als mögliche Bohrlokation im Rahmen des ICDP-Projektes. Im Frühjahr wurde ein gemeinsames chinesisch-deutsches seismisches Projekt durchgeführt, um dieses Gebiet zu untersuchen Das Hauptziel war ein Abbild der Erdkrustenstruktur bis in Mohotiefe, um die Prozesse zu verstehen, die im Zusammenhang mit der triassischen Kollision stehen.

DEKORP - Deutsches Kontinentales Reflexionsseismisches Programm

DESERT - DEad SEa Rift Transect
Ein multilaterales und interdisziplinäres Projekt zur Untersuchung der Krustenstruktur und Geodynamik der Dead Sea Transform.

DESIRE - DEad Sea Integrated REsearch Project
Ziel von GEO-DESIRE ist es, eine geodynamische Schlüsselregion, das Pull-apart Becken des Toten Meeres, zu untersuchen. GEO-DESIRE baut auf geowissenschaftlichen Vorgängerexperimenten wie dem DESERT Projekt sowie bestehenden GPS- und seimologischen Netzen im Nahen Osten auf.

Ziel des vorgeschlagenen Experiments ist die Bestimmung der Verteilung und Kinematik der Seismizität im Fergana Becken und südlichen Tien Shan in Süd-Kirgisistan. Dafür ist geplant, ein temporäres, lokales seimisches Netz in 2009 und 2010 zu installieren.

Ziel des Projektes GRANU 95 war die seismische Untersuchung der saxothuringischen Zone des Varistischen (Falten-)Gebirges. Untersuchungsschwerpunkt war hierbei das sächsische Granulitgebirge und die Frage seiner Entstehung. Ein weitere Fragestellung war das Problem der SW-Ausdehnung der Saxothuringischen Zone und ihre Beziehung zur Münchberger Gneissmasse.

Das Projekt zielt auf die Untersuchung der Möglichkeit die Mikroseismizität in Folge von Fluideinpressungen in Sedimente zu überwachen. Das für das Frac-Experiment benutzte Bohrloch liegt bei Groß Schönebeck 45 km nördlich von Berlin.

Hauptziel des I-GET Projekts ist die Entwicklung von innovativen, geophysikalischen Explorationsstrategien (insbesondere Seismik und Magnetotellurik). Dabei steht die Detektion von Fluid-führenden Formationen in natürlichen oder künstlich geklüfteten, geothermalen Lagerstätten vor Bohrbeginn im Vordergrund. Die neuen Ansätze werden an vier europäischen Standorten mit unterschiedlichen geologischen und termodynamischen Reservoirbedingungen angewandt.

INDEPTH IV - INternational DEep Profiling of Tibet and the Himalaya, Phase IV
Das Ziel des INDEPTH IV Projekts ist ein besseres Verständnis der Struktur und Entwicklung des nordöstlichen Randes des Tibetplateaus. Dieses Gebiet kann als Schwerpunkt des aktiven Wachstums betrachtet werden, wo das Plateau mit dem asiatischen Kontinent kollidiert. In INDEPTH IV und weiteren eng verknüpften Projekten werden aktive und passive seismische Methoden, sowie magnetotellurische und geologische Oberflächenuntersuchungen durchgeführt, um die oben genannten Ziele zu erreichen. Für seismische Weitwinkeluntersuchungen (aktive Seismik) und die Receiverfunktion-Methoden (passive Seismik) werden die Instrumente des GIPP verwendet.

INKABA - Das Projekt "Inkaba yeAfrica - Margins of Africa" ist bestrebt, die Ursachen (Manteldynamik, kontinentale Struktur, Plattenrandkräfte) und einige Auswirkungen (Sedimentationsart, Öffnung von ozeanischen Zugängen, Post-Rift-Magmatismus, Entstehung ozeanischer Plateaus) des kontinentalen Aufbrechens zu ergründen. Daraus wird ein Modell für das Aufbrechen von Zentral-Gondwana - und damit für die Geburt des Afrikanischen Kontinents im engeren Sinne - entwickelt werden. Dieses kann als Modell für das Aufbrechen von Superkontinenten im Allgemeinen dienen.

Ziel der Untersuchungen in Nordsumatra (Region Lake Toba) ist die Erkundung der Krustenstruktur des ehemaligen Toba-Vulkanes, der Sumatra Störungszone und der Übergangszone zwischen der ozeanischen und kontinentalen Kruste in Sumatra. Zu diesem Zweck werden sowohl seismische Anregungen von Airguns (im Ozean) an Land registriert, als auch die lokale, subduktionsbezogene Erdbebentätigkeit aufgezeichnet und analysiert.

Das Aufbrechen des passiven Kontinentrandes von Namibia in der frühen Kreidezeit wurde durch intensive magmatische Aktivität im Rift sowie den angrenzenden Bereichen begleitet. So entstand im nördlichen Namibia eine grosse Anzahl von ringförmigen Intrusivkomplexen, die heute im subvulkanischen Niveau angeschnitten sind (magmatische Damaraland Provinz). Das seismische Experiment SIMBA soll detaillierte krustale Strukturen im Umfeld eines der grössten Ringkomplexe - Messum - liefern. Darüber hinaus wird durch die SIMBA-Traverse eine landseitige Verlängerung der marinen Reflexionsseismik entlang des nördlichsten MAMBA-Profiles hergestellt. MAMBA und SIMBA sind integrale Bestandteile des interdisziplinären Namibia-Projektes am GFZ.

Im Rahmen des Projektes wird die Krustenstruktur an der Waterberg Störungszone südlich der Erongo-Berge in Zentralnamibia untersucht. Für diese Zwecke werden kombinierte reflexionsseismische Profilmessungen (Steilwinkel- und Weitwinkelbereich) entlang zweier Traversen quer zur Waterberg-Störungszone durchgeführt. Hierbei kommen 35 mobile 6-Kanal Stationen aus dem GFZ-Gerätepool (GIPP) zum Einsatz.

Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Übergangszone vom SE Atlantik zum Afrikanischen Kontinent. Dabei sollen der zeitliche Ablauf und die Mechanismen des Aufbrechens (von Gondwana) und der damit ursächlich verbundenen magmatischen Prozesse geklärt werden. Um dieses Ziel zu erreichen führten das GFZ (Potsdam), die BGR (Hannover) sowie der CGS (Kapstadt) ein seismisches Onshore/Offshore Weitwinkel Experiment zwischen etwa 30° und 32° S durch .

Ziel von SAFOD ist es, direkte (in situ) Beobachtungsdaten der petrologischen Zusammensetzung, des physikalischen Zustandes und des mechanischen Verhaltens einer bedeutenden aktiven Verwerfungzone aus der Tiefe, in der Erdbeben entstehen, zu erhalten. Damit sollen Hypothesen getestet werden, die die Verwerfung und die Entstehung von Erdbeben betreffen.

Es wird angenommen, dass das Seychellen Plateau aus kontinentalem Material besteht, das während der Trennung Afrikas von Indien vor etwa 60 Millionen Jahren isoliert wurde. Eine 10 monatige Installation von Breitband und kurzperiodischen 3-Komponenten Seismometern wurde im Februar 2003 begonnen, mit dem Ziel, Inhomogenitäten und die Anisotropie des oberen Mantels unter den Seychellen zu untersuchen. Folgende Fragen standen dabei im Vordergrund: die Rolle der Seychellen während des Break-up, der Nachweis von nachfolgender Plume-Aktivität und in welchem Maß das Plateau kontinentaler Natur ist.

SPOC - Subduction Processes Off-shore Chile

TANGO 98 - Feasibility study for Trans-America New Geophysical Observations 1998
Im Dezember 1998 vermaß die BGR ein Netz von kombinierten Reflexions- und Refraktionslinien vor der Küste Argentiniens mittels Streamer und OBHs. Um die Lücke zwischen Land- und Seeseismik zu schließen und um die generelle Wellenausbreitung in dieser Region für spätere Projekte zu testen, wurden zusätzliche Empfänger an Land aufgestellt, um die Airgun-Signale der West-Ost verlaufenden OBH-Refraktionslinie BGR98-REF1 auch onshore aufzuzeichnen. Es stellte sich heraus, dass die Airgun-Signale vom östlichen Ende der marinen Refraktionslinie (500 km offshore) bis zum westlichen Ende der landseitigen Stationsaufstellung (150 km onshore) mit beachtlicher Qualität registriert werden konnten, d.h. bis in Entfernungen von 650 km.

TICOSECT - Trans Isthmus COsta Rica Scientific Exploration of a Crustal Transect

TIPTEQ - From The Incoming Plate To mega Thrust Earth Quake Processes
Die Vision dieser integrierten Untersuchung ist das quantitative Verständnis der Starkbeben Seismizität in Subduktionszonen und ihrer Verknüpfung mit Prozessen in der Tiefe und an der Oberfläche.

TIPTIMON - Tien-Shan-Pamir Monitoring Program
Interdisziplinäres Projekt zu Geodynamik und Klima in Zentralasien

URSEIS 95 - Urals Reflection Seismic Experiment and Integrated Studies
Im Rahmen des Projekts URSEIS 95 wurde eine 400 km lange Traverse quer über den südlichen Ural mit steilwinkel- und weitwinkel-seismischer Methodik vermessen. Die hochauflösenden Abbilder der steilwinkel-seismischen Profile sowie die P- und S-Wellenmodellierung der weitwinkel-seismischen Messdaten zeigen die Existenz einer 15-18 km dicken Krustenwurzel unterhalb des zentralen Teils des Ural-Orogens. Die hohen Geschwindigkeiten und Dichten innerhalb der krustalen Wurzel können am einfachsten durch mafisches Gestein oder eine Mischung aus mafischem und ultramafischem Gestein erklärt werden, zugehörig der Russischen Platte, die während der Uralischen Orogenese unter die Sibirische Platte subduziert wurde.