Vorwort

Forschungsobjekt der Geowissenschaften ist das "System Erde", seiner auf der Erdoberfläche wie auch im tiefen Erdinnern ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse, seine natür­lichen Ressourcen und Lebensräume. Das Verständnis der Dynamik des Planeten Erde und des Wandels der Lebensräume in geologischen Zeitskalen bildet die Grundlage für die Ab­schätzung zukünftiger Entwicklungen und die Untersuchung anderer Planeten. Neben reiner Grundlagenforschung verfolgen die Geowissenschaften heute auch verstärkt angewandte Zielsetzungen. Die Erkundung und Gewinnung von Rohstoffen, die Nutzung der natürlichen Ressourcen, die Entsorgungen von Zivilisationsmüll und die Sicherung der Umwelt sowie die Entwicklung neuer Materialien, wissenschaftlicher Geräte und Analysenmethoden sind Beispiele für Beiträge der Geowissenschaften für eine nachhaltige Entwicklung des Lebens­raumes Erde.

Die Disziplinen Geologie-Paläontologie, Mineralogie und Geophysik, die auch als Studiengänge bestehen, sind im Institut für Geowissenschaften (IfG) vertreten.

Geologie-Paläontologie erforscht die Entwicklung der Lithosphäre, ihrer Kontinente und Ozeane, die Entwicklung der Organismen und ihrer Lebensräume in den verschiedenen geologischen Zeitskalen. Die geologischen Prozesse und Geschichtsabläufe werden zuneh­mend quantitativ in physikalischen, chemischen und biologisch-evolutiven Kategorien analy­siert und in numerischen Modellen simuliert. Hier vereinen sich alle Richtungen der Geolo­gie-Paläontologie, da die geodynamischen, klimatisch-ozeanographischen bzw. hydrolo­gischen, physikalischen chemischen und biologischen Prozesse auf See und an Land stets weitgehend miteinander verzahnt sind. Die Angewandte Geologie befasst sich mit Grund­wassererschließung, Stofftransport im Untergrund, Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen, Beurteilung der Gesteine als Baugrund und Baustoff sowie der Sicherung und Sanierung von Altlasten.

Geophysik erforscht das Innere der Erde und den Teil des interplanetaren Raumes, den man als Umgebung der Erde ansehen kann. Die Geophysik trägt maßgeblich zum Konzept der globalen Plattentektonik bei, das sich mit dem Aufbau und der Entwicklung der Lithosphäre (Bildung von Ozeanbecken, Kontinenten, Gebirgen, Vulkanen usw.) befasst. Auch für die aktuellen Umwelt- und Klimafragen werden geophysikalische Methoden eingesetzt. Die Angewandte Geophysik leistet grundlegende Beiträge bei der Suche nach Bodenschätzen und stellt somit einen wichtigen wirtschaftlichen Faktor dar. Da die Planeten und ihre Satel­liten mit den Raumsonden auch für geowissenschaftliche Methoden zugänglich sind, werden diese Körper ebenfalls als Untersuchungsobjekte der Geophysik angesehen.

Mineralogie befasst sich sowohl mit den festen anorganischen Stoffen natürlicher Entste­hung, die feste Bestandteile der Erde und des Kosmos sind, als auch in der Kristallographie mit dem kristallinen Zustand schlechthin und den strukturabhängigen Eigenschaften der Kristalle. Entsprechend dieser Orientierung nimmt das Fach Mineralogie eine vermittelnde Stellung zwischen Geowissenschaften und Materialwissenschaften ein.

Dem IfG ist das Geologische und Mineralogische Museum mit einer umfangreichen Schausammlung angegliedert, welches die Lehre und Öffentlichkeitsarbeit unterstützt.

Gebäude, Laboratorien

Das Institut für Geowissenschaften ist im Südteil der Universität an der Olshausenstraße, hauptsächlich an der Ludewig-Meyn-Straße 10-16 und am Otto-Hahn-Platz 1 zentriert, ist darüber hinaus aber noch über mehrere Gebäude im Campus verteilt.

Im IfG wurde eine Reihe hochspezialisierter Laboratorien aufgebaut, um Gesteine, Fossilien, Wasserproben, Spurenelemente, Mineralien, usw. mit modernsten Methoden zu untersuchen. Wichtige Einrichtungen sind u.a. das ICP-MS-Labor mit ICP-Quadrupolmassenspektro­meter (ICP-QMS, VG PlasmaQuad-1) und hochauflösendem ICP-Sektorfeldmassenspektro­meter (ICP-SFMS, Micromass PlasmaTrace-2), Elektronenstrahl-Röntgenmikrosonde, Rönt­geneinkristall- und Pulver-Diffraktometer und RFA-Schmelzaufschubanlage, geochemische Laboratorien mit verschiedenen Atomabsorptions- (AAS) und UV-VIS-Spektrometern, CHN-Elementaranalysator, Coulomat zur C-Bestimmung, Radionuklidlabor mit a- und g-Spektrometern, C-Mat- und Carlo Erba-Geräte, ein Sedigraph, die geochemischen, hydro­geologischen, bodenmechanischen, mikropaläontologischen, mineralogischen und PC-Labo­ratorien, sowie Werkstätten. Zur Analyse der Sauerstoff- und Kohlenstoff-Isotope sowie für AMS 14C -Datierungen wird das Leibniz Labor für Altersbestimmung und Isotopenforschung mitbenutzt. Das Gerätelager enthält eine breite Ausrüstung meeresgeologischer Instrumente wie z.B. die mechanischen Instrumente zur Probenentnahme, mechanische und induktive Strömungsmessgeräte, Flachwasser-Boomer, Seitensicht-Sonar inklusive Tiefschlepp-Sonar, Ofos (Ocean Floor Observation System).

Im Institutsmuseum wurden Führungen mit verschiedenen Themen für Studenten, Schul­klassen, Volkshochschulen, die Universitätsgesellschaft, usw. durchgeführt. Sonderausstel-lungen über Achate, Gips, Großtiere der Eiszeit, Hydrothermalismus u.a. wurden gezeigt. Außerdem war das Museum an auswärtigen Ausstellungen, wie z.B. Faszination Tauchfahrt, Expo 2000 - Blauer Ozean und Kieler Museumsnacht beteiligt. Von den Einzelbesuchern des Museums holten viele spezielle Auskünfte ein, besonders über geologische und mineralogische Einzelfunde und die Geologie Schleswig-Holsteins.

Personal des Instituts für Geowissenschaften in den Jahren 1999 und 2000

Geschäftsführendes Vorstandsmitglied: bis Juni 2000: Prof. Dr. Bernd Milkereit, Stellvertreter: Prof. Drs. Wulf Depmeier & Johann Michael Sarnthein-Lotichius.

Ab Juli 2000: Prof. Dr. Wulf Depmeier. Stellvertreter: Prof. Drs. Andreas Dahmke & Wolfgang Rabbel.

Direktoren: Prof. Drs. Ladislav Cemiã; Andreas Dahmke; Wulf Depmeier; Hartmut Kern; Wolfgang Kuhnt; Roberto Mayerle; Bernd Milkereit; Wolfgang Rabbel; Johann Michael Sarnthein-Lotichius; Priska Schäfer; Volker Schenk; Karl Stattegger & Peter Stoffers.

Emeritierte und am Institut tätige pensionierte Direktoren: Prof. Drs. Horst Böger; Horst Küppers; Friedrich Liebau; Georg Mattheß & Rudolf Meißner.

Ehrentafel: Ehrensenator Dr. h.c. mult., o. Prof. Eugen Seibold.

Träger der Universitats-Ehrennadel: Inge Bornhöft, Wilma Rehder.

Zentrale Dienste:

Zentrale Verwaltung/Sekretariat: Hannelore Crnjar, Brigitte Rinnbauer, Christel Stielow.

Sekretariat/Büros: Gudrun Göhre, Kathleen Helbig, Birgit Jacobsen, Bettina Kaste-Fehlau, Astrid Lüders.

Bibliothek: Dipl.-Bibl. Barbara Wolf.

EDV/PC Labor: Dr. Carsten Griewatsch.

Forschungstauchzentrum: Prof. Dr. Peter Stoffers, Dr. Klaus Schwarzer, Theo Kollatschni.

Foto-/Graphiklabor: Bärbel Burmeister, Beatrix Hecht, Gudrun Reim, Vera Henning.

Gerätepool Marin: Prof. Dr. Peter Stoffers, Dr. Klaus Schwarzer, Helmut Beese, Nobert Mühlhan, Eric Steen.

Museum: Dr. Kyaw Winn, Dipl.-Min. G. Lentz/Hans-Udo Wolter.

Veröffentlichungen (Meyniana, Berichte-Reports, Jahresberichte): Dr. Kyaw Winn.

Werkstatt: Rolf Becker, Günter Bresa, Thorsten Kohnert, Tobias König, Peter Kowallik, Ralf Minchau, Peter Schöler.

Hausmeister (Ludewig-Meyn-Straße 10): Günther Tamm.

Arbeitsgruppen:

Angewandte Geologie und Hydrologie

Leitung: Prof. Dr. Andreas Dahmke.

Wissenschaftler (Land): Priv.-Doz. Dr. Ing. Volker Feeser, Drs. Eckart Bedbur & Markus Ebert.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dr. Ing. Dirk Schäfer, Dipl.-Geol. Ralf Köber, Lars Koch, Silke Marczinek, Jan Murdel, Frank Nahrwold, Anna Scheschina, Oliver Schlicker & Malte Veehmayer; Dipl. Geoökol. Thorsten Wachter; Nilmini Silva-Send, M.Sc.

Technisches Personal: Karin Junge, Joachim Lippke, Jutta Salamon, Dipl.-Chem.-Ing. Ulrike Westernströer.

Angewandte Seismologie

Leitung: Prof. Dr. Bernd Milkereit.

Wissenschaftlicher (Land): Dr. Thomas Bohlen.

Experimentelle und Theoretische Petrologie

Leitung: Prof. Dr. Ladislav Cemiã.

Wissenschaftler (Land): Priv. Doz. Drs. Peter Schmid-Beurmann & Charles Arthur Geiger.

Wissenschaftler (Drittmittel): Drs. Artur Benisek & Lubica Hallmann, Dipl.-Min. Mathias Grams & Regina Selke, Dipl.-Chem. Markus Neumaier, Dipl.-Phys. Sven-Ulf Weber.

Technisches Personal: Petra Kluge.

Ingenieur- und Umweltgeophysik

Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Rabbel.

Wissenschaftler (Land): Dr. Harald Stümpel.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dr. Filiz Demirel-Schlüter; Dipl.-Geophys. Filiz Bilgili, Derk Wachsmuth & Susanne Wölz.

Technisches Personal: Georg Lohr.

Kristallographie

Leitung: Prof. Dr. Wulf Depmeier.

Wissenschaftler (Land): Prof. Dr. Michael Czank, Priv.-Doz. Dr. Björn Winkler, Drs. Karl-Friedrich Hesse & Karsten Knorr.

Wissenschaftler (Drittmittel): Drs. Marek Hytha, Hannelore Katzke & Chris Pickard, Dipl.-Min. Detlef Bischke, Michael Chall, Lars Ehm, Dipl.-Min. Ute Hantsch, Dipl.-Min. Andreas Kahle, Daniel Többens, Dipl.-Min. Henning Voigtländer.

Technisches Personal: Svetlana Bass, Dipl.-Ing. Hans-Heinrich Eulert, Eyke Kirchhof, Elke Richter, Karen Schmikale.

Küstengeologie

Leitung: Prof. Dr. Roberto Mayerle

Wissenschaftler (Drittmittel): Dr. Karl-Heinz Runte (M.Sc. Büro), Piyamarn Leangruxa, Carlos Palacio, Fernando Toro, Jort Wilkens. Dipl.-Ing. Christian Winter.

Gastprofessoren: Prof. Dr. Chandra Nalluri.

Technisches Personal: Dorette Kaufhold.

Lagerstättenkunde und Gesteinsphysik

Leitung: Prof. Dr. Hartmut Kern.

Wissenschaftler (Land): Dr. Günter Braun.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dr. Till Popp.

Technisches Personal: Dipl.-Ing. Detlef Schulte-Kortnack.

Lithosphärenforschung

Leitung: Prof. Drs. Bernd Milkereit & Wolfgang Rabbel.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dipl.-Geophys. Thies Beilecke, Holger Busche.

Marine Geochemie

Leitung: Prof. Dr. Peter Stoffers

Wissenschaftler (Land): Priv.-Doz. Dr. Reiner Botz, Drs. Carl-Dieter Garbe-Schönberg, Karsten Haase, Mark Schmidt, Jan Scholten & Klaus Schwarzer.

Wissenschaftler (Drittmittel): Priv. Doz. Dr. Richard Mühe; Drs. Jan Fietzke, Susanne Fretz­dorff, Klas Lackschewitz & Tim Worthington, Dipl.-Geol. Markus Diesing. Kersten Horz, Kerstin Schrottke & Olaf Thiessen, Dipl.-Chem. Gerald Maroske.

Technisches Personal: Martina Arp, Dipl.-Chem. Tom Arpe, Heidi Blaschek; Ingeborg Dold, Petra Fiedler, Dipl.-Geol. Ove Krüger, Hauke Laß, Christine Voigt.

Marine Geophysik

Leitung: Prof. Dr. Bernd Milkereit

Wissenschaftler (Land): Dr. Friedrich Theilen

Wissenschaftler (Drittmittel): Dipl.-Geophys. Tobias Karp, Gerald Klein & Christian Müller.

Marine Mikropaläontologie

Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Kuhnt.

Wissenschaftler (Land): Dr. Mara Weinelt.

Wissenschaftler (Drittmittel): Drs. Mikael Gustafsson &Silvia Hess, Dipl.-Geol. Manfred Maas, Renata Szarek, M.Sc.

Technisches Personal: Brigitte Salomon.

Paläontologie und Historische Geologie

Leitung: Prof. Dr. Priska Schäfer.

Hochschuldozent: Priv. Doz. Dr. Max-Gotthard Schulz=

Wissenschaftler (Land): Dr. Hanno Kinkel, Dr. Christian Samtleben.

Wissenschaftler (Drittmittel): Drs. Beate Bader & Hans-Joachim Wallrabe-Adams, Mag. Ludvig Löwemark.

Technisches Personal: Heidrun Aeffner, Wolfgang Reimers, Werner Reimann, Ute Schuldt, Barbara von Brevern.

Paläoozeanographie und Marine Paläoklimaforschung

Leitung: Prof. Dr. Johann Michael Sarnthein-Lotichius.

Wissenschaftler (Land): Dr. Uwe Pflaumann.

Wissenschaftler (Drittmittel): Drs. Ann Holbourn, Thorsten Kiefer, Sylvia van Kreveld, Elke Vogelsang & Michael Schulz, Dipl.-Geol. Christian Bühring.

Petrologie metamorpher und magmatischer Gesteine

Leitung: Prof. Dr. Volker Schenk.

Wissenschaftler (Land): Drs. Dietrich Ackermand, Peter Appel, Petra Herms & Peter Raase.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dipl.-Geol. Timm John.

Technisches Personal: Andreas Fehler, Dipl.-Ing. agr. Barbara Mader, Astrid Weinkauf.

Statistische Geophysik/Geoinformatik

Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Rabbel.

Wissenschaftler (Land): Dr. Christian Goltz.

Sedimentologie

Leitung: Prof. Dr. Karl Stattegger.

Wissenschaftler (Land): Dr. Gerhard Unsöld.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dr. Thomas Wolf-Welling; Dipl.-Geol. Stephan Steinke, Dipl.-Geogr. Amelie Winkler.

Technisches Personal: Ursula Faber, Sigrid Mühlhan.

Vergleichende Planetologie/Geodynamik

Leitung: Prof. Dr. Bernd Milkereit

Wissenschaftler (Land): Prof. Dr. Peter Janle.

Wissenschaftler (Drittmittel): Dipl.-Geophys. Tobias Karp.

Gastdozenten, Stipendiaten, Graduiertenkolleg:

Gastdozenten:

Dr. A. el Albani, Lab. Géol./Biochron., Uni Poitiers, Frankreich (Humboldt, 1997-1999).

Prof. Dr. M. el. Azhari, Uni Cadi Ayyad, Marrakesh, Marokko, (06-07/2000).

Prof. Dr. T. Araujo, Ufpe -Recife, Brasilien (02-03/2000).

Dr. N. Artemieva, Inst. for Dynamics of Geospheres, Moskau (10-11/2000).

Dr. I. Belkyal, Université Cadi Ayyad, Marrakesh, Marokko, (06-07/2000).

Prof. Dr. G. Castellanos, Uni Guadalajara, Mexiko, (07/1999 & 07-08/2000).

Prof. Dr. XR. Cheng, Tonji Uni, Schanghai, China (10/1998-04/1999).

Prof. Dr. J.J. Egozcue, Uni Politèc. Catalunya, Barcelona, Spanien (05-06/1999).

Prof. Dr. M.H. de Freitas Macedo, Ufrn Natal, Brasilien (07-08/1999).

Dr. A. Henriksson, Uni Uppsala, Schweden (1997-1999).

Prof. Jian ZM., Tongji Univ., Shanghai, China (Humboldt, 03/1999-09/2001).

Prof. Dr. M. de Leon, Coll. Sci., Nat. Inst. of Geol. Sci., Diliman, Quezon City, Philippines (DAAD, 05/2000 & 08/2000).

Dr. Li BH., Academia Sinica in Nanjing, China (11/1999-10/2000).

Prof. Dr. A. Ly, Dépt. Géol., Uni Cheikh Anta Diop, Dakar-Fann, Senegal (DAAD, 05-07/1999).

Dr. T. Lukina, Zool. Inst., Russ. Acad. Sci., St. Petersburg, Russland (DAAD, 11/1998-01/1999).

Dr. M. Mabrouk, Cairo Uni (06-07/2000).

Prof. Dr. W. de Medeiras, Ufrn Natal, Brasilien (07-08/2000).

Prof. Dr. J. Nagy, Uni Oslo, Norwegen (01-06/1998).

Dr. Nguyen Van Bach, Inst. of Oceanogr., Hanoi, Vietnam (01/1999).

Prof. Dr. T. Razakamanana, Uni Toliara, Madagaskar (11/1998-2/1999).

Prof. Dr. H. Vital, Ufrn Natal, Brasilien (06-08/2000).

Dr. Zhang CH., Peking Uni (05-06/2000).

Prof. Zhao QH., Dept. Mar. Geol., Tongji Uni, Shanghai, China (09/1997-02/1998).

Dr. Á. Nemcsics, Ungar. Akad. Sci., Res. Inst. f. Techn. Phys. & Material Sci., Budapest. (05-07/2000).

Stipendiaten, Graduiertenkolleg:

J. Campa-Molina, M.Sc., Uni Guadalajara, Mexiko.

O. Blanco, M.Sc., Uni Guadalajara, Mexiko.

L. Caldas de Oliveira, M.Sc., Ufrn Natal (CAPES/DAAD, 4/1999- ).

F.Taone Lira de Melo, M.Sc., Ufrn Natal (CAPES/DAAD, 04-08/2000).

M.A. Lekbiri, M.Sc., Dept. Geol., Fac. Sci., Uni Tunis (DAAD (06-08/1998).

N. de la Torre, Uni Urbino, (Erasmus, 10-12/1998).

S. Hill, M.Sc., Univ. Coll. London, U.K. (Tmr, 10-12/1998).

H. Kawamura, Japan, (DAAD, 1997-2001).

G. Pang-ot, M.Sc., College Sci., Nat. Inst. Geol. Sci., Diliman, Quezon City (DAAD, 05-07/2000).

Dipl.-Geophys. B. Cailleau (Graduiertenkolleg) bei Prof. Dr. P. Janle.

Dipl.-Phys. E. Erchinger (Graduiertenkolleg) bei Prof. Dr. K. Stattegger.

Dipl.-Geol. T. Hanebuth (Graduiertenkolleg) bei Prof. Dr. K. Stattegger.

Dipl.-Geol. A. Schimanski (Graduiertenkolleg) bei Prof. Dr. K. Stattegger.

Darstellung der Forschungsarbeiten in Jahren 1999 und 2000

Geologie

Meeresgeologie

Forschungstauchen

Wissenschaftlicher Leiter des Forschungstauchzentrums: Prof. Dr. P. Stoffers, Dr. K. Schwarzer.

Tauchausbildungsleiter: T. Kollatschni

Die wissenschaftliche Tauchausbildung und der projektbezogene Einsatz von Forschungs­tauchern sind wesentliche Bestandteile meereskundlicher und geomariner Forschungs­arbeiten. Mit ihren Erkundungs- und Kartierungsarbeiten sowie der Betreuung wissenschaftlicher Expe­rimente leistet die wissenschaftliche Tauchgruppe einen wesentlichen Beitrag zum erfolgreichen Abschluss zahlreicher, marin und limnisch ausgerichteter Forschungsprojekte. Die von der Tauchgruppe durchgeführten Untersuchungen finden ganzjährig statt. Regionale Schwerpunkte der Arbeiten liegen in der Nord- und Ostsee.

In einer insgesamt 9-wöchigen, ganztägigen Ausbildung werden pro Jahr 12 - 13 Bewerber zum geprüften Forschungstaucher ausgebildet. Die Ausbildung ist institutsübergreifend. Die jährliche Stärke der wissenschaftlichen Tauchgruppe umfasst ca. 25 ausgebildete Forschungstaucher. Die Leitung des Forschungstauchzentrums in Kiel ist die von der Forschungstauchergemeinschaft in Deutschland gewählte Vertretung bei der EU in Brüssel.

Taucheinsätze wurden im Rahmen folgender Forschungsvorhaben durchgeführt:

Institut für Geowissenschaften der Cau Kiel: Einfluss von Steiluferabbrüchen an der Ostsee auf die Prozessdynamik angrenzender Flachwasserbereiche; Basys (Baltic Sea System Study); Regenerierung von Materialentnahmestellen in Nord- und Ostsee.

Institut für Meereskunde Kiel, Meeresbotanik: Bestandsaufnahme der epibenthischen Lebensgemeinschaften sowie der Ökoverhältnisse und Änderungen.

Zoologisches Institut der Cau Kiel: Wechselwirkungen zwischen Epibionten, Miesmuscheln und Krebsen.

Institut für Ur- und Frühgeschichte: Untersuchungen in Binnenseen und der westlichen Ostsee (Küstenvorfeld Schlei, Neustadt).

Jahresübersicht Forschungstaucheinsätze

Jahr

Gesamtzahl der Taucheinsätze im Rahmen von Forschungsprojekten

Anzahl der Tauchstunden im Rahmen von Forschungsprojekten

Unfälle

1999

45

163

Keine

2000

156

357

Keine

Angewandte Küstengeologie/Küsteningenieurwissenschaften

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. R. Mayerle

Die Vertiefung der Kenntnisse über den Ablauf von Naturvorgängen in dem Übergangsbe­reich vom Land zum Meer sowie die Erforschung der postglazialen Küstenentwicklung gehören zu den Schwerpunkten der Arbeitsgruppe Küstengeologie/Küsteningenieurwissen­schaften. Der Gewichtung anthropogener Einflüsse auf Prozesse im Küstenbereich und zukunftsweisende Prognosen auf der Basis von Modellierungen wird besondere Bedeutung beigemessen. Vor dem Hintergrund der fortdauernden Diskussion um Klima- und Meeresspiegelschwankungen erlangen diese Arbeiten gerade im Hinblick auf deren Auswirkungen auf die Küstenbereiche ein wachsendes Maß an Bedeutung.

Im Berichtszeitraum wurde der Masterstudiengang "Coastal Geosciences and Engineering", gefördert von Land Schleswig-Holstein und DAAD, am IfG weitergeführt.

Sedimentologie und Mathematische Geologie

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. K. Stattegger.

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe sind:

In Koop. mit: Geomar Kiel; IOW Rostock; Uni Bremen; Hamburg; Politech. Catalunya, Barcelona; Graz; Dalhousie; Rio Grande do Norte, Natal; Fluminense, Niteroi; Halifax; Penn. State; Pernambuco, Recife; Poznan; Salzburg; Tonji, Schanghai; Vancouver; Victoria; Inst. of Oceanogr., Hanoi; Inst. of Oceanogr., Nha Trang; Kansas Geol. Survey, Lawrence.

Känozoische Geschichte der Vereisung und der Meeresspiegelschwankungen der Antarktis (Antarctic Peninsula ODP Leg 178)

Projektleiter: Prof. Dr. K. Stattegger, Prof. Dr. J. Thiede. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. T. Wolf-Welling

In Koop. mit: Prof. Dr. S. O'Conell, Wesleyan Uni; Drs. C. Pudsey, British Antarctic Survey, Cambridge; M. Iorio, Geomare Sud, Neapel & A. Camerlenghi, Uni Triest; Prof. Dr. E. Cowan, Appal. State Uni; Dr. R. Gersonde, Dr. H. Grobe, Awi Bremerhaven.

Laufzeit: 1998 - 1999

In diesem Projekt wird neues Datenmaterial zur bisher noch nicht ausreichend erklärten känozoischen Vereisungsgeschichte mit ihren glazio-eustatisch kontrollierten Meeresspiegel-schwankungen im pazifischen Kontinentalhangbereich der Antarktis vorgelegt. Dazu standen Sedimente aus neun ODP-Bohrungen in einem Transekt vom Schelf bis zur Tiefsee zur Verfügung. Die Arbeiten konzentrierten sich auf die Rekonstruktion des Sedimentations­geschehens im Bereich der Tiefsee seit dem Obermiozän. Die Sedimente der Bohrungen sind durch glazial erodierten, terrigen dominierten Partikeleintrag charakterisiert. Die Akkumulation in den Driftkörpern erfolgt im Wechsel von kontinuierlicher hemipelagisch und glazial geprägter Sedimentation.

Vereisungsgeschichte der West- und Ostantarktis in Beziehung zu den globalen Meeresspiegel- und Klimaschwankungen (ODP Legs 178, 188)

Projektleiter: Prof. Drs. K. Stattegger, D. Fütterer & J. Thiede Förderung: DFG

Mitarbeiter: Dr. T. Wolf-Welling

In Koop. mit: Drs. M. Setti, Uni Pavia; C. Pudsey, Brit. Antarc. Surv., Cambridge; M. Iorio, Geomare Sud, Neapel; A. Camerlenghi & M. Rebesco, Uni Triest; Prof. Dr. E. Cowan, Appal. State Uni; Drs. R. Gersonde & H. Grobe, AWI, Bremerhaven.

Laufzeit: 2000 - 2001

Im Rahmen dieses Auswerteprojekts von ODP-Kernen vom west- und ostantarktischen Kontinentalrand mit Hilfe eines Multiproxy-Parameteransatzes (Korngrößenvariationen, mineralogische Zusammensetzung der Grob- und der Tonfraktion, Produktivitätsindikatoren) sollen offene Fragen zur känozoischen Vereisungsgeschichte beantwortet werden, wobei Volumenänderungen der antarktischen Eisschilde, die Bestimmung von Eisrandlagen sowie die Tiefen- und Bodenwasserzirkulation im Südpolarmeer im Vordergrund stehen.

Sedimentologische Untersuchungen im Rotliegenden bei Bebertal (Sachsen-Anhalt)

Projektleiter: Prof. Dr. K. Stattegger. Förderung: Rwe-Dea

Diplomand: C. Dolbert

In Koop. mit: Drs. W.-M. Schneider, M. Dimke & P. Holzapfel, Rwe-Dea.

Laufzeit: 1997 - 1999

Ausgehend von einer geologischen Kartierung wurde in einigen Steinbrüchen der Flechtin­ger Bausandstein des Oberrotliegenden sedimentologisch untersucht, um dessen Eigen­schaften als Erdölspeichergestein zu erfassen. Die einzelnen dreidimensional erfassbaren Sedimentkörper wurden überwiegend als Barchane oder barchanoide Transversaldünen klassifiziert. Die einzelnen Dünenkörper mit großdimensionalen Foreset-Schrägschichtungs­blättern erstrecken sich horizontal über mindestens 50 Meter, erreichen Höhen von 2,5 Meter und wurden bei vorherrschend Nordost-Winden gebildet. Petrographisch ist der Flechtinger Bausandstein als Litharenit bis arkosereicher Litharenit einzustufen. Aus den Porositäts- und Permeabilitätsuntersuchungen lässt sich ein Zusammenhang zwischen Verminderung der axialen Permeabilität und zunehmender Laminationsdichte ableiten, vor allem an Grenzflächen mit starker Grainfall-Lamination, welche Permeabilitätsbarrieren bilden.

Sedimentdynamik und Küstenentwicklung im Mündungsgebiet des Rio Acu (Rio Grande do Norte, Nordost-Brasilien)

Projektleiter: Prof. Dr. K. Stattegger. Förderung: DAAD, CAPES

Beteiligte Wissenschaftler: L. Caldas de Oliveira, M.Sc.

In Koop. mit: Prof. Drs. H. Vital, M.H. de Freitas Macedo, E.F.J. de Sa, Uni Natal & A. Figueiredo, Uni Niteroi, Brazilien

Laufzeit: 1998 - 2000

In enger Zusammenarbeit mit dem brasilianischen Partnerinstitut, Departamento de Geologia der Universität Natal wurde mit sedimentologischen Untersuchungen an der Mündung des Rio Acu und der westlich und östlich anschließenden Atlantikküste begonnen. Aus der Untersuchung von Schwermineralen in ihrer flächenmäßigen und stratigraphischen Vertei­lung konnten von der Flussmündung ausgehend wichtige Tracer für die Erfassung der Sedimentdynamik, vor allem des küstennahen Sedimenttransports in der benachbarten Küstenzone und der Dispersion des fluviatilen Eintrags am Innenschelf gewonnen werden.

Holozäne Küstenentwicklung und heutige Küstendynamik in Rio Grande do Norte (Nordost-Brasilien)

Projektleiter: Prof. Drs. K. Stattegger & R. Mayerle Förderung: DFG/Gtz

Mitarbeiter: L. Caldas de Oliveira, M.Sc.; C. Einig, S. Hustedt, F. Paschelke, C. Riedel.

In Koop. mit: Prof. Drs. P. Grootes, Leibniz Labor, Cau; H. Vital, W. de Medeiras & E.F.J. de Sa, Uni Natal, Brazilien.

Laufzeit: 1999 - 2001

Die bisherigen Arbeiten konzentrierten sich auf bathymetrische, flachseismische und sedimentologische Untersuchungen am Innenschelf, die Aufnahme von Strandprofilen und Küstendünen zwischen Sao Bento und dem Spit von Galinhos mit ihren Variationen im Jahresgang. An der Küste wurden sämtliche Vorkommen von karbonatisch zementierten beach-rocks kartiert und beprobt. Zur Zeit werden Ams-14C Datierungen von Schalenresten der Beach-rocks sowie von Paläo-Mangroven durchgeführt, die eine räumlich-zeitliche Rekonstruktion der holozänen Küstenentwicklung und des Meeresspiegelanstiegs in diesem Raum ermöglichen sollen.

Südmeer III, TP 3: Spätquartäre Stoffflüsse und Sedimentation am Vietnam-Schelf

Projektleiter: Prof. Drs. K. Stattegger & W. Kuhnt. Förderung: BMBF, DFG, Graduiertenkolleg "Dynamik globaler Kreisläufe im System Erde"

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. A. Schimanski, S. Steinke & W. Szczucinski; R. Szarek, M.Sc.; H. Kawamura, B.Sc.

In Koop. mit: Prof. Drs. M. Sarnthein & P. Grootes; Dr. M. Wiesner, Uni Hamburg; Prof. Dr. D. Scott, C. Sharma, M.Sc., Dalhousie Uni, Halifax; Prof. Drs. S. Calvert, Uni Vancouver & S. Lorenc, R. Jagodinski, M.Sc., Uni Poznan; Drs. Nguyen Van Bach, Nguyen Huy Phuc & Nguyen Trung Tanh, Ncst-Hsio Hanoi.

Laufzeit: 1996 - 2000.

Während der SO-140 Fahrt im April 1999 wurden Sedimentkerne vor der Mekong-Mündung, in randlichen Bereichen von Korallen-Atollen westlich von Spratly und am Schelf zwischen Nha Trang und dem südlichen Teil des Golf von Tonkin gezogen. Am engen zentralvietnamesischen Schelf wurde seit dem Holozän ein bis zu 40 Meter mächtiger klastischer Sedimentkeil abgelagert. Mit Hilfe von Ams-Radiokarbondatierungen werden die terrigenen Sedimentflüsse mit ihrer klimatischen Steuerung bilanziert sowie neue Daten zum spät- und postpleistozänen Meeresspiegelanstieg im Vergleich zu den küstenfernen Korallenatollen vorgelegt.

Marine Mikropaläontologie

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. W. Kuhnt

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe waren:

In Koop. mit:; Nat. Hist. Museum, London; AWI Bremerhaven; Unis Bremen; UC London; Marrakesch; Dakar-Fang; Nice-Sophia Antipolis; Tongji, Shanghai; Philippine National, Manila; Taiwan National, Taipeh.

Frequenz, Amplitude und paläoozeanographische Auswirkungen oberkretazischer eustatischer Meeresspiegelschwankungen: Küsten-Beckenkorrelation am Rand der tektonisch stabilen Sahara-Plattform (Tarfaya-El Aaiun, Sw-Marokko)

Projektleiter: Prof. Dr. W. Kuhnt. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. A. Trapp.

In Koop. mit: Dr. T. Wagner, Uni Bremen; Prof. Dr. H. Chellai, Uni Marrakesh.

Laufzeit: 1999 - 2002.

Die globale eustatische Meeresspiegelkurve soll für die besonders sensitiven Zeitfenster der Obercenomanen und Untercampanen Maximaltransgressionen auf ihre zeitliche (Frequenz) und räumliche (Amplitude) Zuverlässigkeit überprüft werden. Dazu sollen an dem tektonisch stabilen westlichen Kontinentalrand der Sahara-Plattform entlang kontinuierlicher Profiltran­sekte Meerspiegelfluktuationen im Küstenbereich mit zyklostratigraphisch hochauflösend datierten Kernsequenzen aus dem Beckenbereich korreliert werden.

Mittelmiozäne Klima-, Produktivitäts- und Zirkulationsänderungen im Bereich der Great Australian Bight (Leg 182) und vor NW Australien (Leg 122)

Projektleiter: Prof. Dr. W. Kuhnt. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. A. Holbourn

Laufzeit: 2000 - 2001.

Im mittleren Miozän finden durch die Norddrift Australiens paläogeographische Veränderun­gen (Öffnung der circumpolaren Passage im Süden Australiens und weitgehende Schließung der Tiefwasserpassage zwischen dem pazifischen und indischen Ozean nördlich von Australien) statt, die Einfluss auf das globale Klima- und Zirkulationssystem hatten. Die auf ODP Leg 182 in der Great Australian Bight (Gab) erbohrten miozänen Sedimentabfolgen vor SW Australien und deren Vergleich mit Kernen vor NW Australien (Leg 122) können wesentlich zum Verständnis der Wechselwirkungen zwischen der Entwicklung der Zirkulationsmuster um Australien, der Monterey-Exkursion der d13C-Kurve, dem mittelmiozänen Klimaoptimum und der darauffolgenden Ausdehnung des ostantarktischen Eisschildes beitragen. Ausgehend von Isotopenkurven an benthischen Foraminiferen des Unter- und Mittelmiozän südlich (Gab, Leg 182, Sites 1126 and 1134) und nördlich Australiens (Leg 122, Site 761) sollen Auswirkungen globaler Paläoproduktivitäts- (Monterey-Exkursion) und Paläoklima-Variationen (mittelmiozänes Klimaoptimum, Expansion des ostaustralischen Eisschildes) in dem für die Entwicklung der globalen Zirkulationsmuster im Miozän besonders sensitiven Bereich der Passagen nördlich und südlich Australiens überprüft werden.

Rasche Klimawechsel während des Cenoman/Turon-Ereignisses: Studie eines natürlichen Klimaexperiments in der Erdgeschichte

Projektleiter: Prof. Dr. W. Kuhnt Förderung: Eu, Htm Network-Program

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. Mikael Gustafsson

In Koop. mit: Nioz Texel; Uni Newcastle (Unew); Inst. f. Chemie & Biologie des Meeres, Uni Oldenburg (Icbm-Uo), Oxford Uni (Uoxf-Dg), Max Planck Inst. f. Mar. Microbiol., Bremen (Mpi-Mm); Uni Milano (Dsdt-Um).

Laufzeit: 2000 - 2003.

In einer multidisziplinären Studie werden die klimatischen Auswirkungen der extremen mari­nen Kohlenstoffakkumulation im Bereich der Cenoman-Turon-Grenze untersucht. Arbeits­hypothese ist, dass derartige Akkumulationen den Kohlenstoffkreislauf rasch und nachhaltig beeinflussen und damit signifikante Auswirkungen auf den Kohlendioxidgehalt der Atmo­sphäre haben. Untersucht werden zu diesem Zweck (1) der genaue zeitliche Kohlenstofffluss-Anzeiger und (3) molekulare Proxies für den CO2 Partialdruck in der Atmosphäre.

Paläoproduktivitäts-Fluktuationen in der westlichen Timor-See über die letzten 450 000 Jahre: Relation zum Indonesian Throughflow, der globalen Meeresspiegelkurve, dem Westpazifischen Warm Pool und dem ostasiatischen Monsun-System

Projektleiter: Prof. Dr. W. Kuhnt Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. A. Holbourn

Laufzeit: 2001 - 2003.

Produktivitätsfluktuationen im östlichen indischen Ozean (Bereich des Indonesian Throughflow am Westende der Timor See) werden in hoher zeitlicher Auflösung für die letzten 450 000 Jahre (bis Isotopenstadium 11) rekonstruiert. Hierfür werden verschiedene Kohlenstofffluss- und Paläoproduktivitätsproxies (Akkumulationsraten, Diversität und Arten­zusammensetzung benthischer Foraminiferen, Dinoflagellaten-Gemeinschaften, Kohlenstoff­isotopen planktischer sowie epibenthischer und endobenthischer Foraminiferen, Toc und Chlorin-Akkumulationsraten, sowie biogenes Barium) gleichzeitig eingesetzt und ihre Aus­sagekraft verglichen. Die vorgeschlagenen Untersuchungen sollen letztendlich zur Abschät­zung der zeitlichen Variabilität des "Indonesian Throughflow" und damit zum Verständnis des Einfluss der indonesischen Ozeanpassage auf die zeitliche und räumliche Variabilität des Westpazifischen Warm Water Pools (Wpwp) beitragen. Besonders detailliert sollen dabei die Veränderungen im Indonesian Throughflow, seine Auswirkungen auf die Wassermassen­signatur im östlichen Indischen Ozean und seine Wechselwirkungen mit dem ostasiatischen Monsun-Klima bei hohem (Isotopenstadien 5e und 11) und abgesenktem Meeresspiegel (Lgm, Sauerstoff-Isotopenstadien 6, 8, und 10) untersucht werden.

Paläo-Ozeanographie und Paläoklimatologie

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. M. Sarnthein

Die "Marine Paläoklimatologie" studiert an Ablagerungen der Tiefsee weiterhin die natürliche Veränderlichkeit von Klima und Ozean, speziell die Ursachen und Auswirkung extrem rascher Klimawechsel.

Kurzfristige Variabilität des atlantischen und monsunalen Wasserkreislaufs sowie des CO2-Kreislaufs im Spätquartär (Eine erste Synthese) (Verbundvorhaben Marine Paläoklimatologie).

Projektleitung: Prof. Dr. M. Sarnthein. Förderung: BMBF

Laufzeit: bis 3/2000.

Climate variability: How unusual is the Holocene?

Projektleitung: Prof. Dr. M. Sarnthein. Förderung: Eu-Environment

Laufzeit: bis 10/2000.

Stage 3 Project (Second and Third Phase)

Projektleitung: Prof. Dr. T. van Andel, Cambridge. Förderung: Cambridge Univ.

Laufzeit: bis 2001.

Internationale Marine "Global Change" Studien (Images-Fahrt V).

Projektleitung: Prof. Dr. M. Sarnthein Förderung: DFG

Laufzeit: bis Mitte 2000.

Vorbereitung von Anträgen zur Gründung eines neuen

Sfb bzw. einer neuen DFG-Forschergruppe: "Ozean-Passagen als langfristige Schaltstellen für Ozeanzirkulation, Klima und Evolution"

Gesamtorganisation und Teilprojekte; Beurteilung: 24.04.2001

Beteiltigte Wissenschaftler: Drs. T. Kiefer, U. Pflaumann, M. Schulz, S. van Kreveld, E. Vogelsang, M. Weinelt, A. Henriksson (Stipendiat), Dipl.-Geol. D. Dreger, T. Papenfuß, J. Simstich, A. Voelker.

In Koop. mit: Dr. H. Erlenkeuser, Prof. Dr. P. Grootes, Leibniz-Labor, Cau.

Alle Projekte sind Teil des Igbp-Kernprojektes Pages-Images und stehen in

In Koop. mit:Prof. Drs. G. Wefer, K. Herterich, Uni Bremen; U. von Rad, Bgr Hannover; HJ. Beug, Uni Göttingen; A. Mangini, Uni Heidelberg; J. Negendank, Gfz Potsdam; B. Frenzel, Bmft Projekt Terrestr. Paläoklimatologie, Uni Stuttgart-Hohenheim & J. Thiede, Drs. D. Nürnberg, R. Spielhagen, R. Tiedemann, R. Zahn, Geomar Kiel; R. Gersonde, Pangaea Paläoklima-Datenbank, H. Grobe, AWI Bremerhaven; G. Lohmann Mpi Hamburg; H. Schulz, IOW, Rostock; N. Petit-Maire, Uni Aix-Marseille; Prof. Drs. K. Knudsen, Uni Aarhus; J. Grimalt, Cid-Csic-Labor, Barcelona; E. Jansen, Uni Bergen; J. Duprat, JL. Turon, Uni Bordeaux; G. Eglinton, School of Chem., Bristol; H. Elderfield, N.J. Shackleton, T. van Andel, Uni Cambridge; Drs. A. Rosell-Melé, Uni Durham; J-C. Duplessy, C. Laj, L Labeyrie, Lsce; Gif-sur-Yvette, Paris; A. Henriksson, Uni Lulea; M. Chapman, Uni Norwich; G. Ganssen, S. Jung, Vrije Uni, Amsterdam; P. deMenocal, Lamont-Doherty Earth Observ., Palisades, N.Y.; Prof. Drs. E. Boyle, Mit Cambridge; W. Berger, Scripps, California; W. Curry, Woods Hole; J. Kennett, D. Lea, Uni California.

Gemeinsame Arbeitsgebiete: Global, mit Schwerpunkten im Nordatlantik, äquatorialen und subtropischen Ostatlantik.

Gemeinsamer Forschungsgegenstand und Forschungsziele: Die "Marine Paläoklimatologie" studiert an Ablagerungen der Tiefsee die natürliche Veränderlichkeit von Klima und Ozean, speziell die Ursachen und Auswirkung extrem rascher Klimawechsel.

Die Arbeiten haben drei Schwerpunkte:

Allen diesen Aufgaben gemeinsam ist das Ziel, die marinen Klimasignale global auf ca. 50-200 Jahre genau zu korrelieren.

Die Analyse von Tiefseesedimenten führte - in Fortsetzung früherer Arbeiten - zu folgenden Hauptergebnissen:

  1. Erstmalige quantitative Rekonstruktion der Stratifizierung der ozeani­schen Deckschicht im Europäischen Nordmeer als Randbedingung für ozeanische Strömungsmodelle (mit Hilfe planktischer d18O-Anomalien (Simstich, Sarnthein, i.Z. mit Erlenkeuser).

  2. Entwicklung einer Technik zur Rekonstruktion der (maximalen) Aus­dehnung von Paläo-Meereis im Nordatlantik während Sommer und Winter. Die Technik beruht auf der Ableitung jener maximalen Temperaturschätzwerte aus Foraminiferen, die (heute) gerade noch eine Meereisdecke zulassen (3°C im Sommer) (Sarnthein, Pflaumann, Weinelt).

  3. Vervollständigen der "Glamap-2000" -Zeitscheibe für die Oberflächentemperaturen im Atlantik während des letzten glazialen Maximums (i.Z. mit den anderen deutschen Arbeitsgruppen im Nationalen Klimaprojekt): An 123 Sedimentkernen wurde dafür die Chronostratigraphie der letzten 30.000 Jahre exakt definiert und dokumentiert. Es erhärtete sich der Befund, dass - abweichend von Climap (1981) - das Europäische Nordmeer im glazialen Sommer weithin eisfrei war, der äquatoriale Auftriebsgürtel hingegen wesentlich kühler als bisher angenommen (Pflaumann, Sarnthein, Vogelsang, Weinelt). Die Glamap-Temperatur-Zeitscheibe dient zugleich als Grundlage zur Rekonstruktion der exakten Klimabedingungen während des Aussterbens der Neanderthaler (i.Z. mit Cambridge).

  4. Die knapp 1500 Jahre langen DO-Klimazyklen der Eiskerne lassen sich in unseren ultrahoch auflösenden Zeitserien über Intensitätswechsel der Thc erstmals detailliert erklären: Bei Meeresspiegel-Absenkung um >45 m geht die abrupte Abkühlung in die DO-Stadiale klar auf Schmelzwasser-Injektionen zurück, die von massiven Eisberg-Aus­brüchen von Ostgrönland herrühren. Am Ende der Stadiale führte das Schmelzwasser zu ausgedehnter Meereisbildung im NW-Atlantik und damit zum Absinken großer Salzsole-Massen. Über ein Nachziehen sub­tropischen Warmwassers kam es schließlich zur abrupten Rückkehr des heutigen Thc-Modus und der DO-Interstadial-Verhältnisse (van Kreveld, Völker, Pflaumann, Sarnthein, Schulz, Erlenkeuser, Grootes).

  5. Robuste Zyklen von knapp 1.000 J. kennzeichnen hingegen das Holozän der Norwegen-See mit zyklischen "Winterwasser"-Kaskaden vom Barents-Schelf (van Kreveld, Pflaumann, Sarnthein, Erlenkeuser, Grootes). Diese Periodizität ähnelt den Temperatur-Zyklen im holozänen Grönlandeis (Schulz, i.Z. mit Paul). Die Ursachen dafür sind noch unbekannt.

  6. Neue Ergebnisse zur Variation der Produktivität auf einem "Multitracer"-Transekt durch den Ostatlantik über die letzten 300.000 Jahre (nach Arten­häufigkeit planktischer Forami­ni­feren, Leitarten der Coccolithen, Kohlen­stoff-Akkumulationsra­ten, Konzentration von biogenem Barium und Pigmenten im Sediment): (1.) Kalzit-Untersättigung im Tiefenwasser führt zu einer bisher nicht bekannten Überprägung der Cd/Ca-Verhältnisse von Benthos­foraminiferen und damit zur Fehldeutung der Nährstoffreservoire. (2.) Paläoproduktivitäts­schätzwerte nach Akkumulationsraten von biogenem Ba und Toc stimmen weitgehend überein. (3.) Während der pleistozänen Kaltzeiten war die Produktivität unter dem Äquator bis zu sechsmal höher als heute (Papenfuß, Sarnthein).

  7. Auf der Images-Ausfahrt V-1999 wurde am Nordausgang der Dänemark Straße wichtiges Kernmaterial für kontinuierliche und hochauflösende Zeitreihen der letzten 450.000 Jahre gewonnen (Voelker, Sarnthein).

ODP-Leg 145: Neogen Nordpazifik (ODP-Site 883)

Projektleitung: Prof. Dr. M. Sarnthein Förderung: DFG "SP ODP"

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. T. Kiefer & U. Pflaumann

In Koop. mit: Dr. H. Erlenkeuser & Prof. Dr. P. Grootes, Leibniz-Labor, Cau; Drs. R. Tiedemann, Geomar Kiel & G. Haug, Zürich; Prof. Drs. J. Grimalt, Barcelona; H. Elderfield, Cambridge & A.P. Roberts, Southampton.

Laufzeit: bis 6/2000.

Auf dem relativ karbonatreichen ODP Site 883 wurde erstmals der Einfluss der globalen thermohalinen Zirkulation (Thc) im Nordpazifik in Zeitreihen mit einer Zeitauflösung von 400 J. zur Entzifferung von DO-Zyklen für die letzten 70 ka geklärt:

- Erstmals wurden mit Hilfe der geomagnetischen Intensität die Do-Zyklen im Nw Pazifik zu jenen im N Atlantik und auf Grönland zeitlich exakt korreliert.

- Die Sedimentation im Nw-Pazifik wird demnach durch Auftrieb von altem pazifischen Tiefenwasser im Endgebiet der globalen Thc gesteuert, also letztlich durch die wechselnde Stärke der Tiefwasser-Konvektion im N-Atlantik. Daraus folgt ein interhemisphärisch gegenläufiger Klimaablauf, bezeugt durch kurzfristige planktische d18O-Minima. Nach parallel gemessenen Foraminiferenfaunen, Mg/Ca-Werten und Biomarkern (Uk37) entsprechen diese Minima jeweils einer kurzen Erwärmung um bis zu 5°-7°C, genau während des Höhepunkts der Kaltstadiale im Nordatlantik.

- Interessanterweise diente eine deutliche Warmphase vor 17.500-14.500 J., die mit dem Heinrich-1-Stadial im Nordatlantik einherging, zur ersten Einwanderungswelle des Menschen von NE-Asien nach Amerika.

SO-95: "Monitor-Monsun" / "Monsun Südchina See"

Projektleitung: Prof. Dr. M. Sarnthein Förderung: DFG Sp ODP

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. U. Pflaumann & M. Weinelt; Dipl.-Geol. C. Buehring, Dr. M. Schulz. IOW; den Stipendiaten Profs. XR. Chen, ZM. Jian & Dr. BH. Li; sowie i.Z. mit Prof. Drs. W. Kuhnt & K. Stattegger; Dr. H. Erlenkeuser, Prof. Dr. P. Grootes, Leibniz Labor, Cau.

In Koop. mit: Seamons Working Group, Vorsitz: Prof. Drs. St. Clemens, Brown Univ., R.I.; J. Grimalt, Cid/Scic Barcelona; XJ. Sun, Acad. Sinica Beijing; Stipendiaten PX. Wang, RJ Wang, Tongji Uni Shanghai; LJ. Wang=, Hokkaido Uni Sapporo; M. Kienast, Uni B.C.

Laufzeit: 1994 - Mitte 2000

Die digitale Analyse der Sedimentfarbe ermöglicht extrem hochauflösende Zeitreihen, hier darge-stellt eine Farbwertkurve des blauen Farbspektrumsvon Kern 17940 aus dem südchinesischen Meer. Intensivere (dunklere) Blauwerte deuten auf erhöhte Tongehalte im Sediment hin und dienen als Anzeiger für stärkere Niederschläge während des Sommermonsuns in China.

Die Geschichte des Monsuns über SE-Asien wird anhand von sedimentologischen, paläoozeanographischen und paläoklimatischen Kurven aus Sedimentkernen aus der Südchinasee rekonstruiert.

Ergebnisse 1999 - 2000:

- Teilnahme an ODP-Leg 184 im Frühjahr 1999, wo auf einigen Sites auf Kieler Vorschlag erfolgreiche Kernprofile gebohrt worden sind (Buehring).

- Durch Neufund von Aschenlagen in der Südchina See verdoppelte sich das Auswurfsvolumen der Toba-Eruption, des größten Ausbruchs der letzten 100 ka, gegenüber früheren Schätzungen (Buehring, Sarnthein).

- Farbcode-Analysen der Sedimentprofile ermöglichten eine hoch­präzise Glazial-Interglazial-Stratigraphie an langen Kernprofilen der südlichen Südchina See (Buehring, i.Z. mit Jian). Im Holozän wurden in nicht-laminierten Sedimenten bei nahezu halbjährlicher(!) Signal-Auflösung erstmalig zahlreiche säkuläre bis interannuelle Schwankungen des monsunalen Niederschlags sicher registriert. So fanden sich außer 950-Jahre Zyklen de-Vriess-, Gleissberg- (ca. 200, 80-105 Jahre), Hale- und Schwabe-Zyklen (20/24 und 11 Jahre) sowie die Enso-Zyklen (3-7 Jahre) (Buehring, Sarnthein).

- Für ODP Site 1144 wurde mit stabilen Isotopen eine erste grobe Stratigraphie der Glazialstadien für die letzte Million Jahre erstellt. Damit konnte u.a. ein größerer Hiatus im Mittelpleistozän nachgewiesen werden. Eine detailliertere d18O-Stratigraphie mit ca. 100 Jahren Zeitauflösung ist derzeit noch im Aufbau.

Marine Geochemie

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. P. Stoffers

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe sind:

- Magmenentstehung und -entwicklung im Bereich von Intraplattenvulkanen und Plattenrändern.

- Hydrothermale Prozesse und Mineralisationen im Zusammenhang mit Spreizungsachsen und Intraplattenvulkanismus

- Radionukliduntersuchungen zur Erfassung der Partikeldynamik und des Partikelflusses in der Wassersäule

- Massenbilanzierung von Materialtransporten an Subduktionszonen

- Untersuchungen zur Isotopenfraktionierung von Spurengasen

- Postglaziale Küstenentwicklung und Sedimentdynamik im Flachwasser

SO-121 - Hydrographie, Hydrothermalismus und Paläozeanographie im Roten Meer -Hydrothermale Spurengase in Brines von ausgewählten Tiefs des Roten Meeres.

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF, DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Priv. Doz. Dr. R. Botz, Drs. C.-D. Garbe-Schönberg, E. Faber & M. Schmidt, Dipl.-Chem. T. Arpe & M. Schmitt, J. Poggenburg.

Laufzeit: 01.05.97 - 30.04.99

In Brines des Roten Meeres wurden während der SO-121 Fahrt ungewöhnlich hohe Spurengaskonzentrationen gefunden. Diese lagen z.B. im Kebrit-Tief nahe der Sättigungsgrenze (z.B. 14ml CH4/l brine, »1500mbs). Die stabile Isotopenzusammensetzung der Spurengase in Brines des Atlantis II-, Discovery- und Kebrit-Tiefs wiesen weitgehend auf einen thermischen Ursprung dieser Gase hin. Hochaufgelöste Beprobungen der Brine-Seewassergrenzen zeigten eine starke Degradierung der Kohlenwasserstoffkonzentrationen und Verschiebungen der stabilen Isotopenverhältnisse zu bisher nicht bekannten positiven Werten in den Übergangszonen. Diese Ergebnisse in Zusammenhang mit mikrobiologischen Untersuchungen weisen u.a. auf eine bakterielle Kohlenwasserstoff-Oxidation neben diffusiven sowie möglichen abiogenen Oxidationsprozessen hin (vgl. Fortsetzung der Arbeiten im Rahmen des Projektes Me 44/3).

Im Atlantis-II-Tief sind die Salinitäts- und Stoffgradienten in den Sprungschichten zwischen Lcl/Ucl-1 und Ucl-1/Ucl-2 sehr steil und erstrecken sich über 2-3 m. Die Ergebnisse zeigen, dass die Spurenelemente Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Tl, W, Sb, Re, Ag, Cd, In, Li, B, Rb, Sr, Cs, Ba in der untersten konvektierenden Schicht (LCL) gegenüber normalem Roten-Meer-Wasser stark angereichert sind, während U, Mo (und z.B. Sulfat) verarmt sind. U und Mo sind dagegen in der darüberliegenden, ebenfalls konvektierenden Schicht (UCL-1) gegenüber der LCL stark angereichert, was Rückschlüsse auf dort ablaufende Redoxprozesse erlaubt. Jede Sprungschicht ist mit einer Trübungszone mit präzipitierten Fe/Mn-Oxid/hydroxiden und einem kurzgeschlossenen Redoxkreislauf assoziiert, in dem es zu Anreicherung bzw. Rücklösung von charakteristischen Spurenelementsuiten kommt. Erstmals konnte die Verteilung der Seltenen Erden Elemente in den Brines bestimmt werden. Aus den Ergebnissen lässt sich ein direkter hydrothermaler Eintrag in die verschiedenen Layer nachweisen. Die Brines im Chain- und Discovery-Tief haben bezüglich ihrer Spurenelementgeochemie eigene Signaturen.

Kohlenwasserstoffbildung und -Oxidation in Wasser/Brine - Grenzschichten des Roten Meeres (Shaban, Oceanographer Tief)

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers, Priv. Doz. Dr. R. Botz Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. C.-D. Garbe-Schönberg & M. Schmidt, Dipl.-Geol. O. Thießen.

Laufzeit: 01.01.99 - 31.12.99

Unsere Arbeiten im Roten Meer hatten das übergeordnete Ziel, die Genese der Spurengase in den Sedimenten, der Wassersäule und den Brines in den einzelnen Tiefs zu verstehen. Insbe­sondere sollten die Gase über ihre Isotopenzusammensetzung Hinweise zu den komplexen thermischen Degradierungsmechanismen organischer Substanzen in tieferen Sediment­schichten liefern und diese von oberflächennahen bakteriellen Prozessen unterscheidbar machen (vgl. Vorläufer-Projekt). Schwerpunkt des hier genannten Forschungsvorhabens war es, die vorhandenen Lücken im Verständnis der komplexen Oxidations- und Mischungsvor­gänge der Kohlenwasserstoffe in den Brine/Meerwasser-Übergangsschichten zu schließen. Dazu mussten die Übergangszonen hochauflösend in Meter-Schritten (simultan und weitge­hend verwirbelungsfrei) mit einem speziell dafür entwickelten Gas-/Wasserschöpfer beprobt werden, und danach die Spurengasverteilung und die Isotopenzusammensetzung von indivi­duellen Gaskomponenten bestimmt werden. Es konnten hierdurch diffusionskontrollierte Spurengasprofile von den durch Oxidationsprozesse erzeugten Konzentrationsprofilen quantitativ unterschieden werden. Die mikrobiellen Untersuchungen sollten aufzeigen, welche Mikroorganismen für die Oxidationsprozesse verantwortlich sind.

Detaillierte Untersuchungen zur Element- und Spurenelementzusammensetzung der Brines sollen weitere Hinweise auf die Stoffherkunft der Laugen geben, und durch die hochaufgelöste Beprobung der Übergangszonen mit 20cm Probenabstand können zudem Aussagen über diffusive Stoffflüsse und Austauschprozesse mit normalem Meerwasser gemacht werden. Zum Verständnis der Oxidationsprozesse der Spurengase werden Konzentrationsprofile von möglichen Redoxpartnern (z.B. Fe, Mn, Sulfid/Sulfat) verglichen. Die Arbeiten werden derzeit abgeschlossen.

SO-133 - Edison II Vulkanismus, Hydrothermalprozesse und Faunengemeinschaften im Bereich flachmariner Vulkanstrukturen des Neu Irland Fore-Arcs (Papua-Neuguinea) - Sedimentation, Spurengas.

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Priv. Doz. Dr. R. Botz, Drs. M. Schmidt & K. Winn, Dipl.-Geol. O. Thießen.

In Koop. mit: Prof. Drs. P. Herzig, TUBA Freiberg; P.M. Grootes, Dr. H. Erlenkeuser, Leibniz Labor, Cau.

Laufzeit: 01.06.98 - 31.07.00

Anhand geochemisch-petrographischer Methoden sollen Entstehung und Differenzierung von Aschenlagen aus gewonnenen Sedimentkernen erforscht werden und mit Sauerstoff- und Kohlenstoff-isotopischen Untersuchungen sowie AMS14C-Altersdatierungen zeitlich eingeord­net werden. Ein weiteres Ziel des Projektes ist die Klärung der Genese der gewonnenen Spurengase aus Wasserkörpern und Sedimenten im Bereich der Tabar-Lihir-Tanga-Feni-Inselkette sowie die Genese der diagenetisch gebildeten Karbonatkrusten in den Sedimenten.

In einem cold-seep Gebiet konnte gezeigt werden, dass Oxidationsprozesse von migriertem (jungem bakteriellem) Methan zur insitu Produktion von Karbonatkonkretionen im Sediment führt. Allerdings sind diese biogeochemischen Prozesse beschränkt auf lokale Situationen mit extrem hohen Sedimentationsraten. Dagegen sind die Spurengasaustritte in Lihir überwiegend durch Mantelemanationen in dieser vulkanisch aktiven (Fore-Arc)-Konvergenzzone bestimmt.

SO-135 Havre Trough-Taupo Volcanic Zone: Tectonic, magmatic and hydrothermal processes

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Priv. Doz. Dr. R. Botz, Dr. H. Wehner, Dipl.-Chem. M. Schmitt, Dr. M. Schmidt.

Laufzeit: 01.08.98-31.07.00

Junge Vulkanite im Havre Backarc und von fünf Vulkanen des Kermadec Inselbogens wurden beprobt und petrologisch-geochemisch untersucht. Die Laven des Backarc zeigen eine geochemische Variation von MORB-änlichen zu Inselbogen-ähnlichen Magmenquellen und deuten einen zunehmenden Einfluss der subduzierten Platte mit abnehmender Distanz zum Inselbogen an. Die Laven des Inselbogens zeigen im Norden einen Einfluss eines Fluids von alteriertem MORB, während im Süden zusätzlich eine Schmelze aus subduzierten pelagischen Sedimenten in den Mantelkeil eintritt.

Submarine hydrothermale Spurengasaustritte bei der Vulkaninsel White Island in der Bay of Plenty (Neuseeland) wurden mit dem Forschungstauchboot Jago beprobt und molekular und isotopisch analysiert. Während das austretende magmatische Kohlendioxid mengenmäßig bei weitem überwiegt, stammen die Kohlenwasserstoffe größtenteils aus thermischen Degradie­rungsmechanismen sedimentärer organischer Substanz im Untergrund. In Übereinstimmung mit diesen Erkenntnissen aus der geochemischen Spurengascharakteristik wurden flüssige Kohlenwasserstoffe gefunden, die am Meeresboden austreten. Es wurde durch Gc-Ms Analytik nachgewiesen, dass die Ölimpregnate Inkohlungsprozessen höherer Landpflanzen und bakterieller organischer Substanz entstammen. Elementverhältnisse und Isotopen­zusammensetzung einer Reihe von Spurenelementen können als geochemische Tracer für Wechselwirkungen zwischen erhitztem Meerwasser bzw. hydrothermalen Lösungen und Nebengestein genutzt werden. Li, Tl, Rb, Br, I werden durch Wechselwirkung von Hydrothermallösungen mit Sedimenten und Porenlösungen angerei­chert. Elemente wie As, Sb, Hg, Tl wurden in hohen Konzentrationen im Gebiet um White Island angetroffen, diese Metalle sind charakteristisch für epithermale Hydrothermalsysteme.

SO-141 - HULA 1: Hawaii-Emperor-Knick

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. D. Ackermand, T. Worthington.

In Koop. mit: Prof. Drs. R. Hekinian, Ifremer, Brest; E. Flüh, Dr. J. O'Connor, Geomar.

Laufzeit: 1.8.1999 - 31.12.2001

Die Expedition führte in das Gebiet der Hawaii Tiefseevulkankette, um Gesteinsproben und geophysikalische Daten zu sammeln, die für detaillierte Altersbestimmungen der einzelnen Tiefseevulkane und deren zeitlichen geochemischen Veränderungen benötigt werden. Hauptziel ist die Bestimmung der Migrationsrate des Vulkanismus entlang der Hawaii-Kette durch hochpräzise Ar/Ar Datierungen.

SO-144-3 - Paganini 3 - Galapagos Plume

Leitung: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. D. Ackermand, T. Worthington, S. Fretzdorff.

In Koop. mit: Prof. Drs. K.Hoernle, E. Flüh, Drs. R. Werner & J. O'Connor Geomar.

Laufzeit: 1.3.1999 - 28.2.2001

Ziel des Projektes ist es, durch die Bestimmung der ozeanischen Krustenalter (Ar/Ar Datierungen) die daraus abzuleitenden Bewegungen der Platten (Cocos-, Nazca-, Karibischer und Südamerikanischer Platte) seit der Ober-Kreide zu rekonstruieren.

Vulkanismus, Hydrothermalprozesse und Faunengemeinschaften im Bereich flachmariner Vulkanstrukturen des Bransfield Back-Arc/Antarktis

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. S. Fretzdorff, K. Haase, J. Scholten & T. Worthington

In Koop. mit: TU Bergakademie Freiberg; Oregon State Univ. Corvallis.

Arbeitsgebiet: Südatlantik

Laufzeit: 01.11.2000 - 31.03.2003

Das Vorhaben befasst sich mit der Untersuchung der geochemischen Zusammensetzung von magmatischen Gesteinen der Bransfield Straße. Die Magmen entstehen durch Rifting von vermutlich ausgedünnter kontinentaler Kruste über einer Subduktionszone. Spurenelement­zusammensetzung, radiogene Isotopendaten (Sr, Nd, Pb) und Volatilgehalte der Laven sollen über räumliche und zeitliche Veränderung der Magmenquellen entlang der vulkanischen Strukturen der Bransfield Straße Auskunft geben. Ziel ist es, die Beteiligung der verschiedenen Magmenquellen wie z.B. des oberen Mantels, der kontinentalen Kruste oder subduzierter Sedimente anhand der geochemischen Signatur der Gesteine von den submarinen Rückenstrukturen zu rekonstruieren. Basierend auf den geochemischen und isotopengeochemischen Untersuchungen soll der subduktionsinduzierte Stoffkreislauf im System Süd Shetland Inselbogen - Bransfield Straße quantifiziert werden und einen Ansatz für die Beckenentwicklung in der Bransfield Straße liefern.

Darüber hinaus soll eine Altersdatierung der hydrothermalen Mineralisationen, wie sie in der Bransfield Straße nachgewiesen wurden, durchgeführt werden. Die Altersdatierungen in Kombination mit der chemischen Zusammensetzung hydrothermaler Präzipitate sollen Auskunft über eine zeitliche Veränderung der Fluidzusammensetzung in einem hydrothermalen System geben.

Polynaut

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Priv. Doz. Dr. R. Botz, Drs. C.-D. Garbe-Schönberg, M. Schmidt, Dipl.-Geol. O. Thießen

Laufzeit: 1.07.99-30.06.01

Aufbauend auf die "Midplate"-Kampagnen (SO-47, SO-65, SO-100) und das Cyana-Tauchprojekt "Cyapol" wurde eine neue französisch-deutsche multidisziplinäre Forschungs­fahrt zum Society, Austral und Pitcairn Hotspot (Südpazifik) durchgeführt. Mit Hilfe des Tauchbootes Nautile zusammen mit N.O. Atalante wurden durch detaillierte Beobach­tungen (Ofos) und Beprobungen - speziell der Tiefenbereiche >3000m Wassertiefe - Informa­tionen gewonnen über Aufbau und Struktur dieser drei aktiven Hotspot-Gebiete, die auf ozeanischer Kruste unterschiedlichen Alters liegen. Die Arbeitsgruppe hat zum Ziel, anhand der austretenden Spurengase die Art und das Ausmaß der hydrothermalen Prozesse im Unter­grund, insbesondere die anteilsmäßigen Beiträge von abiogenen Gasen (Mantelemanationen und/ oder Gesteinswechselwirkungen) und biogeochemische Prozesse zu quantifizieren.

Der Einfluss von Subduktion auf die Geochemie der Vulkanite im South Sandwich Back-Arc

Projektleiter: Prof. Drs. P. Stoffers; C.-W. Devey, Uni Bremen Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. S. Fretzdorff.

In Koop. mit: Geomar, British Antarctic Survey, GB.

Arbeitsgebiet: Südatlantik

Laufzeit: 1.7.1998 - 30.6.2001

Während der ANTXV/2 Fahrt 1997/1998 wurde die erste regionale Probennahme der South Sandwich Back-Arc-Spreizungsachse durchgeführt und durch weitere Beprobung mit einem britischen Forschungsschiff 1999 (Expedition James Clark Ross Jr 39b) ergänzt. Ziel des Vorhabens ist es, anhand von detaillierten geochemischen Analysen der vulkanischen Gläser Materialtransport, Flussraten und Magmengenese zu quantifizieren. Mit dieser Abschätzung soll eine Massenbilanzierung und damit ein vollständiges geodynamisches Modell für das Süd Sandwich Subduktionssystem erstellt werden.

Transportprozesse, Elementrecycling und Magmengenese an der Tonga Subduktionszone

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers, Dr. K. Haase. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. T. Worthington & C.-D. Garbe-Schönberg.

Laufzeit: 01.11.2000 - 30.10.2001

Magmen an Subduktionszonen entstehen bei der partiellen Aufschmelzung des Mantelkeils unter dem Inselbogen, die durch den Einfluss von wasserreichen Fluiden aus der subduzierten Lithosphärenplatte ausgelöst wird. Dabei soll geklärt werden, wie die Dynamik des Mantelkeils über der subduzierten Platte verläuft, inwieweit die Zusammensetzung der Fluide und deren Umfang von den physikalischen Parametern der Subduktionszone abhängt und welchen Einfluss die subduzierten Sedimente und welchen die alterierte ozeanische Kruste haben. Außerdem sollen die Raten und Zeitskalen des Materialflusses, der Aufschmelzung und des Magmenaufstiegs und Änderungen der Magmengenese entlang des Inselbogens in Abhängigkeit zum Fluid-Einfluss oder der Verarmung des Mantelkeils bestimmt werden.

Neue Aussagen zu diesen Fragen sollen im Rahmen einer detaillierten geochemischen und isotopischen Studie der räumlichen und zeitlichen Variationen der Zusammensetzung der Laven des Tonga Inselbogens erzielt werden. Diese 2450 km lange Subduktionszone weist einige einzigartige Merkmale auf, die sie zu einem idealen Studienobjekt machen, wie z.B. die vierfache Zunahme der Subduktionsrate von Süden nach Norden, die gut definierte Variation der Zusammensetzung und die Masse des subduzierten Sediments sowie der Wechsel im Backarc von Spreizung im Norden zu beginnendem Rifting im Süden.

Hydrothermalismus am Kolbeinsey Rücken, Island

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. R. Botz Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. C.-D. Garbe-Schönberg, Dr. M. Schmidt, Dr. J. Scholten, Dipl.-Geol. O. Thießen.

Laufzeit: 01.07.99 - 30.06.00

Im Anschluss an die Arbeiten von Fs Poseidon 229/2 (1997) und unter Einbeziehung erster Ergebnisse aus den geochemischen und isotopengeochemischen Untersuchungen der hydrothermalen Spurengase und vent Fluide am Kolbeinsey-Rücken wurde eine ergänzende Untersuchung des Grimsey-Hydrothermalfeldes (und den dortigen Ausbiss-Zonen tektonischer Störungen) durchgeführt. Wichtigstes Ziel des Projektes war es, durch den Einsatz des Tauchbootes Jago in Kombination mit Fs Poseidon, weitere Informationen über die Art und das Ausmaß der hydrothermalen Aktivität im Flachwasserbereich um die Grimsey Insel zu gewinnen. Unsere Arbeitsgruppe konnte zusammen mit der Arbeitsgruppe Geophysik die Spurengaszusammensetzung und die Isotopencharakteristik dieses hydrothermalen Flachwasser-vent-Systems mit den regionalen geophysikalischen Merkmalen des Untergrundes (v.a. Störungszonen, Sedimentverteilung) verknüpfen.

Das Sauerstoffisotopensignal im Zusammenhang mit Strukturveränderungen in marinen Diatomeen und deren paläozeanographische Anwendung

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. R. Botz, Dr. G. Bohrmann Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. M. Schmidt; Dr. D. Rickert, Geomar; Dipl.-Chem. S.R. Hall; Prof. Dr. S. Mann, Uni Bristol.

Laufzeit: 01.05.97 - 30.04.99

In früheren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass Diatomeen-Opal im Blütenstadium bis zu 10? niedrigere Werte im Sauerstoffisotopensignal im Vergleich zu sedimentärem Opal-A (und dem Isotopengleichgewicht) aufweist. In diesem Projekt sollten weiterführende isotopengeochemische und strukturelle Untersuchungen nun die Frage klären, ob eine paläozeanographische Anwendung der d18O-Werte von Sediment-Opal-A speziell in hohen Breiten möglich ist. Die Ergebnisse an Diatomeen-Phytoplankton, Sedimentfallen-Opal und sedimentärem Diatomeen-Opal zeigten eine schrittweise Veränderung der Struktur und der Isotopie des Gerüstsilikates im Verlauf der frühen Sedimentation an. Das Sauerstoffisotopensignal im SiO2-Gerüst spiegelt somit nicht die Umgebungsbedingungen (T, S) der Wasseroberfläche wider, sondern unterliegt frühen Isotopenaustauschprozessen in den Sedimenten.

Dynamik von Stofftransfer und biogeochemischen Kreisläufen: Modellierung in Küstensystemen des Mittelmeeres (Metro-Med)

Projektleiter:Dr. C.-D. Garbe-Schönberg Förderung: EU Mast-3 Programm (Eloise).

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Chem. T. Arpe

Koop. mit: Institute of Oceanography, Ncmr Athen und zahlreiche weitere Arbeitsgruppen aus Griechenland, Frankreich, Niederlande, England, Spanien, Schweiz und Deutschland.

Arbeitsgebiet: Thermaikos-Golf, N-Griechenland.

Laufzeit: 1996 - 2000

Das Vorhaben Metro-Med hat zum Ziel, wesentliche Prozesse mit Schlüsselfunktionen in Transfer (Austausch und Fixierung) und biogeochemischen Kreisläufen von Stoffen in Küstensystemen (Golf von Lyon, Thermaikos-Golf) zu verstehen und zu modellieren. Zum einen sollen Faktoren, die den Eintrag und Transfer von Stoffen in das marine Ökosystem beeinflussen (fluviatiler und atmosphärischer Eintrag aus verschiedenen geogenen und anthropogenen Quellen, gelöste und partikuläre Stofffrachten, Hydrodynamik) und resultie­rende Stoffflüsse zwischen verschiedenen Kompartimenten der Küstenzone (Trübungszone zwischen Süß- und Salzwasser, mariner Wasserkörper, benthische Nepheloidschicht, Sedi­ment) studiert werden. Zum anderen werden Prozesse in Kreisläufen von organischem Kohlenstoff, Nährstoffen und Spurenelementen im küstennahen System beschrieben.

Untersuchungen zur räumlichen und zeitlichen Verteilung von Spurenelementen in den verschiedenen Kompartimenten im Thermaikos-Golf zeigen eine starke jahreszeitliche Dynamik in Abhängigkeit von der Stoffzufuhr durch die großen Flüsse Aliakmon und Pinios. Außerdem werden redox-kontrollierte Anreicherungen inbesondere von Schwermetallen an suspendiertem partikulärem Material in bzw. kurz unterhalb von Waserschichten mit erhöhter primärer Produktion deutlich.

Hydrothermale Fluidaustritte in der Bransfieldstrasse

Projektleiter: Drs. C.-D. Garbe-Schönberg; Dr. K. Wallmann, Geomar Förderung: DFG

In Koop. mit: Dr. G. Klinkhammer, Oregon State Uni; Prof. Dr. P. Herzig, Tuba Freiberg.

Laufzeit: 1998 - 1999

Durch die Teilnahme an der amerikanischen Expedition mit Fs N.B. Palmer konnte die Untersuchung und Beprobung von hydrothermalen Austrittstellen in ca. 1100m Wassertiefe am Hook Ridge der Bransfield Strait fortgesetzt werden, nachdem diese während der Reise Ant XV/2 mit FS Polarstern 1997 entdeckt worden waren. Erste Ergebnisse der Untersuchungen der Fluide und Porenwässer geben Hinweise auf das Kochen der Fluide und eine erfolgte Phasenseparation, was zum Austritt von Lösungen mit stark erniedrigtem Salzgehalt führt. Gleichzeitig wird eine residuale Brine in größeren Sedimenttiefen postuliert.

Der kontinentale Intraplattenvulkanismus Syriens: Einblicke in 170 Millionen Jahre andauernde Magmengenese und Lithosphärenentwicklung

Projektleiter: Dr. K. Haase Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. M. Krienitz, Dr. C.-D. Garbe-Schönberg

Laufzeit: 01.10.2000-31.09.2002

Junge vulkanische Gesteine bedecken mehrere tausend Quadratkilometer in Syrien und treten in fünf größeren Lavafeldern in verschiedenen Teilen des Landes auf. Stratigraphische und K/Ar Altersbestimmungen ergeben eine vulkanische Aktivität von 175 Ma bis in rezente Zeit. Die lange Zeitspanne ermöglicht einzigartige Einblicke in Magmengenese und Litho­sphärenentwicklung. Der Magmatismus in Syrien entsteht möglicherweise durch einen Wechsel von Rifting- zu Plume-Vulkanismus. Die Untersuchungen in dem Projekt sollen klären, welche Ursachen der verbreitete Vulkanismus hat und wie sich Magmengenese und Magmenquellen in Abhängigkeit von der Tektonik und dem Alter der Lithosphäre verändern, wie der Bezug zu den gleichaltrigen Laven am Rande des Roten Meeres ist, wie der Zusammenhang zwischen tektonischen Bewegungen und dem Magmatismus ist und im Falle eines mehrphasigen Vulkanismus stellt sich die Frage, woran die Phasen gekoppelt sind. Im Rahmen des Projektes soll ein tektonomagmatisches Modell des basaltischen kontinentalen Intraplattenvulkanismus in dem Gebiet erstellt werden. Die hervorragenden Aufschlussverhältnisse und die geringe Verwitterung der Laven in Syrien bieten ideale Voraussetzungen für diese Studie.

Radionukliduntersuchungen im Nordatlantik als Beitrag zum Verständnis der Partikeldynamik in der Wassersäule

Projektleitung: Dr. J. Scholten Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Phys. Jan Fietzke, Prof. Drs. A. Mangini & P. Stoffers.

In Koop. mit: IfM Kiel; FB Geowissenschaften Uni Bremen; Awi Bremerhaven.

Arbeitsgebiet: Nordatlantik.

Laufzeit: 01.10.93 - 01.03.2000

Im Rahmen des deutschen Verbundprojektes Jgofs (Joint Global Ocean Flux Study) werden anhand der Verteilung natürlicher Radionuklide im Nordatlantik Untersuchungen zur Partikel­dynamik in der Wassersäule und zur Fangeffizienz der Sinkstofffallen durchgeführt werden. Dieses Projekt sieht die Messung natürlicher Radionuklide in Sinkstofffallen vor, die in einem Zeitraum zwischen 1992 bis 1997 in Wassertiefen zwischen 500 m und 4000 m an den Lokationen L1 (33°N 20°W), L2 (48°N 20°W) und L3 (54°N 20°W) verankert wurden. Die Untersuchungsergebnisse zeigen die erhebliche Bedeutung der Tiefenwasser­bildung im nördlichen Nordatlantik für den Stofftransport partikelreaktiver Substanzen im tiefen Ozean auf. Aufgrund der 230Th-Verteilung in der Wassersäule konnten Ventilations­raten bei L2 und L3 mit Hilfe vom Mixing-Scavenging-Modellen abgeleitet werden, die zwischen 8-25 Jahren liegen. Die Fangeffizienz der Sinkstoffallen nimmt im allgemeinen mit zunehmender Wassertiefe zu und liegt zwischen 14% und 132%. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Vergleich von Partikelflüssen zwischen verschiedenen ozeanischen Regionen nur bei Kenntnis der Fangeffizienz vertrauenswürdige Ergebnisse liefert.

Radionuklid-Traceruntersuchungen zur Partikelmodifikation im Arabischen Meer

Projektleitung: Dr. J. Scholten Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Phys. J. Fietzke; Prof. Dr. A. Mangini, Heidelberg.

In Koop. mit: Inst. f. Biogeochem. Meereschem., Hamburg; IfM, Kiel; Awi Bremerhaven; Dr. F. Sirocko, Mainz.

Laufzeit: 01.01.95 - 31.12.2000

Das Arabische Meer ist durch saisonalen Auftrieb vor der Küste Omans sowie durch den Eintrag großer Mengen terrigenen Materials gekennzeichnet. Im Rahmen des Verbundprojektes JGOFS-Indik soll mit Hilfe der natürlichen Radionuklide die Auswirkung der Monsune und des terrigenen Eintrags auf den Partikeltransport durch die Wassersäule in die Sedimente untersucht werden.

Die Verteilung der natürlichen Radionuklide (230Th, 231Pa) sowohl in der Wassersäule als auch in den Oberflächensedimenten wird von einem Boundary-Scavenging Effekt beeinflusst, d.h. diffussiver lateraler Transport vom zentralen Arabischen Meer hin zu den Kontinental­rändern. Während des letzten glazialen Maximums scheint dieser Effekt nicht so ausgeprägt gewesen, was auf eine verminderte Monsunintensität zurückgeführt werden kann. Ein Ver­gleich von Radionuklidflüssen in die Sinkstofffallen im Arabischen Meer mit denen in die Sedimente macht den Einfluss bodennaher Trübeströmungen auf die Sedimentakkumulation deutlich. Auch zeigen die Fallenuntersuchungen, dass sich nicht alle Sedimentationsprozesse in den Sedimenten abbilden.

Spurenelemente und natürliche Radionuklide im südwestafrikanischen Auftriebsgebiet (v.a. Walfisch Rücken) - Meteorfahrtantrag

Projektleitung: Dr. J. Scholten Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Drs. W. Balzer, Bremen & A. Mangini, Heidelberg; Dr. M. van der Loeff, Awi Bremerhaven.

In Koop. mit: Dr. R. Schneider, Bremen.

Laufzeit: 01.06.2000 - 01.05.2001

Die Rolle des Auftriebsgebietes vor Namibia für den Stofftransport aus der photischen Zone in die Sedimente ist Schwerpunkt des Forschungsvorhabens. Hierzu sollen Radionuklid­untersuchungen in der Wassersäule und in den Sedimenten zwischen dem Auftriebsgebiet vor Namibia, dem Angola- und dem Kapbecken erfolgen. Ziel ist es festzustellen, welche dieser Faktoren - das Auftriebsgebiet vor Namibia mit seiner hohen Bioproduktivität, die Wassermassenverteilung und/oder die Partikelzusammensetzung - wesentlich die Verteilung natürlicher Radionuklide (230Th, 232Th, 234Th, 231Pa, 210Pb, 210Po, 226Ra, 228Ra) in der Wassersäule und in der Sedimenten kontrollieren. Des weiteren soll anhand von Porenwasseruntersuchungen der Zusammenhang zwischen authigener Urananreicherung und Urandiffusion in die Sedimente in Abhängigkeit von der Primärproduktion erforscht werden.

Die Verteilung der Isotope 230Th, 231Pa, 143Nd, 144Nd im östlichen Nordatlantik: Rückschlüsse auf Ventilation und Hydrographie

Projektleitung: Dr. J. Scholten Förderung: DFG)

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. J. Fietzke; Prof. Dr. A. Mangini, Heidelberg.

Kooperation: Dr. W. Lenz, IfM Kiel; Prof. Dr. M. Rhein, Uni Bremen.

Laufzeit: 01.07.2000 - 31.06.2001

Im Zuge der Tiefenkonvektion im Nordatlantik werden Wassermassen aus geringen Wassertiefen, die im allgemeinen geringe 230Th- und 231Pa-Konzentrationen aufweisen, in große Wassertiefen transportiert und vermindern hier erheblich die Isotopenkonzentrationen. Ziel des Forschungsprogrammes ist es, den Einfluss der Tiefenventilation auf die Verteilung von 230Th, 231Pa und der Nd-Isotope im östlichen Nordatlantik zu untersuchen. Mit Hilfe von Scavenging-Mixing-Modellen sollen Ventilationsraten abgeleitet werden. Entlang der Ausbreitungsrichtung von Labradorsee-Wasser und Island-Schottland Overflow werden die Konzentrationsänderungen im Zusammenhang mit möglichen Zumischungen anderer Wassermassen, Scavenging und Änderung in den Ventilationszeiten untersucht. Die genaue Kenntnis über das Verhalten dieser Isotope im östlichen Nordatlantik soll eine Grundlage bilden, diese Isotope als Tracer für die Rekonstruktion der Ozeanzirkulation über geologische Zeitskalen hinweg zu verwenden.

Ökosystemforschung im Bereich der Bornhöveder Seenkette: "Basismessprogramm"

Projektleiter: Prof. Dr. P. Stoffers, Dr. C.-D. Garbe-Schönberg Förderung: BMBF, Land S-Holst.

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Chem. T. Arpe

Kooperation mit Ökologiezentrum und zahlreiche Arbeitsgruppen an der Cau, Uni Hamburg, MPI Plön, GAA Itzehoe.

Laufzeit: 1996 - 1999

Innerhalb des Projektverbundes "Ökosystemforschung Bornhöveder Seenkette" werden im Rahmen des "Basismessprogramms" Kreisläufe von Mikronährstoffen bzw. Spurenelementen vor allem im aquatischen Ökosystem Belauer See in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung untersucht. Dabei werden sowohl Prozesse im Wasserkörper als auch an der Sediment-Wasser-Grenze bzw. im Sediment des Belauer Sees studiert. In weiteren Fragestellungen werden Verteilung und raumzeitliche Flüsse von Spurenelementen in verschiedenen Kompartimenten wie atmospärische Deposition, Grundwasser, Boden und Bodenlösung und in biologischen Proben (z.B. Ektomykorhizza) untersucht. Die Ergebnisse werden in Stoffbilanzen und schließlich in Stofffluss-Modellen zusammengeführt.

Hydroakustik

Einfluss von Steiluferabbrüchen an der Ostsee auf die Prozessdynamik angrenzender Flachwasserbereiche

Projektleitung: Prof. Dr. P. Stoffers, Dr. K. Schwarzer Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. K. Schrottke; Wiss. Tauchgruppe, IfG.

In Koop. mit: AlR Kiel; LaNU Schleswig-Holstein, Inst. f. Wasserbau, Uni Rostock.

Arbeitsgebiet: Westliche Ostsee: Kieler Bucht und Neustädter Bucht.

Laufzeit: 01.09.1995 - 31.08.1999

An unterschiedlich exponierten Küsten Schleswig-Holsteins (Schönhagen, Heiligenhafen, Brodten) wurden Modellvorstellungen über die Wechselwirkungen zwischen hydro­dynamischen Kräften, Steiluferrückgang, Schorrevertiefung und Sedimenttransport entwickelt. Der Kliffrückgang schwankte im Untersuchungszeitraum von 14 cm/a (Heiligenhafen) über 25 cm/a (Brodten) bis zu 57 cm/a (Schönhagen). Eine saisonale Kliffdynamik mit verstärkten Abträgen in den energiereicheren Wintermonaten wurde nachgewiesen, wobei erhöhte Rück­gänge an definierte Ereignisse gekoppelt sind. Abrasionsbeträge des Anstehenden am Seegrund betragen 2-5 cm/a, wobei die Abrasions­geschwindigkeit nicht zwangsläufig an die Wassertiefe gebunden ist. Größere Beträge sind meist mit erhöhten Energieeinträgen gekoppelt, jedoch führen umgekehrt erhöhte Energieeinträge nicht automatisch zu verstärkter Abrasion. Nicht allein die freiwerdende Energiemenge im Küstenvorfeld ist entscheidend, sondern Ereignisverlauf und Wasserstandsverhältnisse sind bestimmend.

Experimente auf den Restsedimentflächen mit gefärbten Kiesen und Steinen zeigen, dass fast immer ein landwärtiger Sedimenttransport erfolgt, dessen Beträge mit zunehmender Tiefe abnehmen. Transportraten liegen im Bereich 10er m/a. Demnach schützen die Restsedimente nicht, wie bisher angenommen, den darunter befindlichen Geschiebemergel vor Abrasion, sondern forcieren sogar durch ihre Bewegung die Korrasion. Das Material für den Strandwallaufbau stammt daher nicht allein aus dem Steiluferrückgang, sondern auch von vorgelagerten Abrasionsflächen. Gegenüberstellungen von Abrasionsraten mit Rückgangs­raten der Steilufer zeigen, dass vom Seegrund mehr Lockermaterial bereitgestellt werden kann, als von den Steilufern.

Baltic Sea System Studies (Basys, Mast III), TP: Nearshore and Coastline Processes

Projektleiter: Dr. K. Schwarzer Förderung: Eu (Mast III)

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. M. Diesing; Dipl.-Geogr. B. Trieschmann; H. Beese, Wiss. Tauchgruppe, IfG.

In Koop. mit: Geol. Inst., Uni Greifswald; FB Biologie, Uni Rostock; Inst. f. Mar. Sci., Szczecin; Inst. f. Hydroengg., Gdansk; Center Sys. Analysis, Kleipeda; Geol. Surv., Esthonia; Geol. Surv., Finnland; Archipel. Res. Inst., Turku; Zool. & Hydrobiol. Dept, Uni Tartu; Inst. of Sci. & Techn., Uni Lund.

Arbeitsgebiet: Ostsee: Oder Bucht, Golf von Finland

Laufzeit: 01.08.1996 - 30.10.1999

Küstenzonen sind Schlüsselgebiete hinsichtlich biogeochemischer, sedimentologischer und geomorphologischer Prozesse. Sie befinden sich in einem Gleichgewichtszustand, der durch anthropogene Störungen (Nähr- und Schadstoffeinträge, Bauwerke) empindlich gestört werden kann. Die Reaktion von Küstenzonen auf solche Störungen wurde untersucht. Untersuchungsgebiete waren die Pommersche Bucht und Bereiche der estnischen Küste. Es konnte gezeigt werden, dass selbst die sandigen Flachwasserbereiche von 2 m bis ca. 15 m Wassertiefe kurzfristig als Puffer und Quelle sowohl für Schad- und Nährstoffe dienen. Eine saisonale Variabilität gekoppelt an die Produktion organischen Kohlenstoffs liegt vor.

Es besteht eine Korrelation zwischen physikalischem Energieeintrag und Sedimentmobiliät, wobei die Zonen höchster Mobilität saisonal varieren uns sich in den Herbst- und Wintermonaten seewärts verlagern. Basierend auf Winddaten wurde das Wellenklima und der Sedimenttransport für verschiedene Küstenbereiche von der südwestlichen bis zur südöstlichen Ostsee berechnet. Modellergebnisse über langfristige Küstenveränderungen in der Pommerschen Bucht wurden empirisch ermittelten Daten aus Kartenvergleichen gegenübergestellt. Bei großräumiger Betrachtung zeigen sich gute Übereinstimmungen.

Die Akkumulationsraten von Lockermaterial im Strand- und Vorstrandbereich liegen in der Pommerschen Bucht mit 140.000 m3/Jahr um ca. 2 Zehnerpotenzen höher als in Buchten an der estnischen Küste (Keibu Bucht 2500 m3/Jahr, Nova Bucht 1300 m3/Jahr). Es zeigte sich weiterhin, dass großräumige Sedimentverteilungsmuster in den küstennahen Bereichen großräumig nicht kontinuierlich sondern nur durch Sturmereignisse beeinflusst werden.

Im Golf von Finnland findet rezent eine Akkumulation klastischen Materials bis in Wassertiefen von 70 m statt. Aufgrund der postglazialen Hebungsraten im nördlichen Ostseeraum ist hier in den nächsten 100 Jahren zu erwarten, dass ca. 1,7 % der derzeitigen Akkumulationsgebiete (Wassertiefen bis 70 m) in Erosionsgebiete umgewandelt werden.

Regenerierung von Materialentnahmestellen in Nord- und Ostsee

Projektleiter: Dr. K. Schwarzer Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. M. Diesing; H. Beese, Wiss. Tauchgruppe, IfG.

In Koop. mit: Bsh Hamburg; Ftz Westküste Büsum.

Laufzeit: 01.03.1999   31.12.2001.

Arbeitsgebiet: Nordsee zwischen den Küsten Dithmarschens, Nordfrieslands und Helgoland.

Sand- und Kieslagerstätten im Küstenbereich werden für komerzielle Zwecke und als Resource für Küstenschutzmaßnahmen immer bedeutender. Langfristige Auswirkungen verschiedener Abbautechniken sowie die Verfüllungs- und Regenerationsprozesse der ausgebeuteten Lagerstätten sind bisher unbekannt. In dem Forschungsvorhaben werden derartige Prozesse in Nord- und Ostsee (Sylt, Wustrow, Tromper Wiek/Rügen) gemeinsam mit dem Bsh untersucht. Die bisherigen Untersuchungen in der Tromper Wiek zeigen, dass unterhalb von 20 m Wassertiefe auch nach 12 Jahren keine Veränderungen an den Entnahmespuren stattgefunden haben. In den flacheren Bereichen wirken bis zu 5 m tiefe Entnahmetrichter als Sinkstofffallen für Silt und organisches Material.

Untersuchungen zu Sohlsicherungsmaßnahmen am Hafen List/Sylt

Projektleiter: Dr. K. Schwarzer Förderung: Land Schleswig-Holstein.

Zusammenarbeit: AlR Husum; Ftz Westküste Büsum.

Arbeitsgebiet: Nordsee, Sylt

Laufzeit: 01.10.1995   30.06.2002

Die Standsicherheit von Bauwerken im Küstenbereich kann unmittelbar mit hydrologischen und sedimentologisch/morphologischen Veränderungen verbunden sein. Zur Stabilisierung der Standsicherheit der Molen und zum Schutz vor Kolkungen des Hafens List/Sylt wurden erstmals m3-große, mit Sand gefüllte Geotextilsäcke als flexible Elemente verwendet. Der Einfluss derartiger Maßnahmen auf das unmittelbare Meeresbodenumfeld (Sedimentologie und Morphologie) sowie die Wirkdauer dieser Maßnahmen sind bisher nicht bekannt. Neben der kontinuierlichen Beobachtung durch Seitensicht-Sonaraufnahmen wird seit 2000 auch eine Unterwasservideokamera eingesetzt. Instabilitäten am Bauwerk sowie Erosionserscheinungen am Fuß der Geotextilelemente traten bisher nicht auf. Das Bauwerk selbst ist bis in 20 m Wassertiefe durch Organismen besiedelt.

Angewandte Geologie

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. A. Dahmke

Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe "Angewandte Geologie" sind die Hydrogeologie und die angewandte aquatische Geochemie (heute auch als Ingenieurgeochemie bezeichnet), deren Entwicklung maßgeblich durch den langjährigen Lehrstuhlinhaber Prof. Dr. Dr. h.c. G. Mattheß geprägt wurde. Mit der Berufung von Prof. Dr. A. Dahmke 1998 wird diese fachliche Richtung fortgeführt und im Verbund mit dem Umweltforschungszentrum Halle-Leipzig und der Univ. Tübingen (Zentrum für Angewandte Geowissenschaften) noch stärker auf die Lösung praxisnaher Problemstellungen bei Grund­wasserkontaminationen konzentriert. Im Vordergrund steht die Entwicklung von passiven Sanierungsansätzen im Bereich von Reaktionswänden und dem "Natural Attenuation"-Konzept, die meist auch spezialisierte experimentelle und modelltechnische Methoden und Geländeerkundungen notwendig machen. Komplettiert wird die Arbeitsgruppe durch den Bereich Ingenieurgeologie und Geotechnik unter der Leitung von Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil V. Feeser. Schwerpunkte der angewandten Forschung sind: mechanische und hydraulische Eigenschaften mineralischer Dichtewandmassen, Spannungs-Verformungsverhalten von Dichtwänden in schwierigem Untergrund, Immobilisierung von Produktionsschlämmen durch Verfestigung. Neben diesen praxisorientierten Aufgabenstellungen bestehen in beiden Bereiche enge Verknüpfungspunkte mit den mehr marin arbeitenden Gruppen, wie z.B. bei Projekten zur Installation mariner Brunnen oder aber zur Erforschung mariner Gashydrate.

Pilotversuch zur reduktiven Dehalogenierung von Ckw im Grundwasser durch nullwertiges Eisen auf dem Betriebsgelände der Bosch-Telekom GmbH in Backnang

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke Förderung: Bosch-Telekom GmbH, Imes GmbH, BMBF.

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. R. Köber & O. Schlicker, Dr. M. Ebert.

Arbeitsgebiet: Passive Grundwassersanierung

Laufzeit: 04.1998 bis 02.1999

Beim Betrieb einer Pilotanlage (on-site-Fe0-Reaktor) auf eines Firmengeländes der Robert Bosch AG ergaben sich Probleme hinsichtlich der geforderten Langzeitreaktivität. Die chlorierten Kontaminanten TCE und 1,2-DCE(cis) wurden mit zunehmender Laufzeit immer langsamer abgebaut. Mit einem am Standort parallel zum Reaktor durchgeführten Säulenver­such sollte die Arbeitsgruppe durch eine umfangreiche Analyse bezüglich der natürlichen Grundwasserinhaltsstoffe sowie der Kontaminanten untersuchen, welche Prozesse für die zunehmende Inhibierung der reduktiven Dechlorierung im Fe0-Reaktor verantwortlich sind.

Neben dem Abbau der CKW konnten Karbonatfällung, mikrobiell gesteuerte Sulfatreduktion und durch anaerobe Korrosion verursachte Wasserstoffentwicklung als vorherrschende Prozesse erkannt werden. Der durch die anaerobe Korrosion verursachte Anstieg des pH-Werts resultiert in einer Verschiebung der Karbonatspeziesverteilung, welche zur Bildung von Präzipitaten (FeCO3, CaCO3) führt. Besonders in der Anfangsphase, in welcher der wesentliche Rückgang der Abbauraten statt fand konnte Karbonatfällung erkannt werden. Die Inhibierung des Schadstoffabbaus wird somit durch eine Belegung von reaktiven Plätzen an der Eisenoberfläche durch Karbonat-Präzipitate verursacht. Von der zeitlich verzögert einsetzenden Reduktion von Sulfat konnte einen positiver Einfluß auf die Abbauraten erkannt werden. Dies kann die Folge der Nutzung von reaktionsblockierendem Wasserstoff durch die sulfatreduzierenden Bakterien oder die Bildung "Galvanischer Zellen" zwischen elementarem Eisen und gefällten Eisensulfiden sein.

Redoxprozesse von Fe-Mineralphasen im BTX belasteten Grundwasservorkommen am Testfeld Süd

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke Förderung:DFG SPP"Geochemische Prozesse

mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflussten Sickerwasser und Grundwasser"

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. M. Veehmayer & W. Schulz-Gaade.

In Koop. mit: Inst. f. Wasserbau, Uni Stuttgart; Inst. f. Umweltphysik, Uni Heidelberg; Inst. f. Angewandte Geologie, Uni Tübingen & Uni Karlsruhe; Fak. f. Biologie, Uni Konstanz, Inst. f. Biochemie u. Meereschemie Uni Hamburg.

Arbeitsgebiet: Natürliche Schadstoffrückhaltekapazität, Bioabbau org. Kontaminationen, Reaktive Tracer

Laufzeit: 1995 bis 2000

Ausgehend von der großen Bedeutung der Eisen(III)festphasen als mögliche Elektronen-akzeptoren beim mikrobiologisch katalysierten Abbau organischer Schadstoffe wurden zunächst die Eisengehalte zahlreicher Bodenproben auf einem Altlaststandort mittels nass­chemischer Aufschlüsse analysiert. Die Feststoffdaten sowie Grundwasseranalysen, die vom Inst. für Angewandte Geologie der Universität Karlsruhe durchgeführt wurden, dienten zur Erstellung eines reaktiven Transportmodells des Standorts mit dem Multispeziesmodell TBC. Neben der Quantifizierung der Eisenfestphasen mittels Aufschlüssen wurde die Ent­wicklung reaktiver Tracer zur Eisenquantifizierung verfolgt. Hierbei wird die Sorption anor­ganischer Anionen auf den Oberflächen der Eisen(hydr)oxidminerale und die daraus resultie­rende Retardierung und Deformation der Tracerdurchbruchskurve ausgenutzt.

Entwicklung von gekoppelten in situ-Reaktoren und Optimierung der geochemischen Prozesse im Abstrom von verschiedenen in situ-Reaktorsystemen im Verbundprojekt Safira.

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr.-Ing. D. Schäfer. Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. R. Köber, Dipl.-Ing. U. Westernströer.

Kooperation mit: Umweltforschungszentrum Leipzig (Koordination) und Halle; Uni Dresden, Halle, Leipzig, Tübingen.

Arbeitsgebiet: Sanierung großräumig kontaminierter Grundwasserleiter

Laufzeit: 1999 - 2002

Ziel des Safira-Verbundvorhabens ist die Entwicklung von Technologien und Methoden zur Sanierung großflächig kontaminierter Grundwasserleiter am Beispielstandort Bitterfeld. Da aufgrund der großflächigen Erstreckung der Kontamination aktive Sanierungsmaßnahmen ausscheiden, werden passive Sanierungsverfahren (in situ-Reaktionswände) erprobt. Das vorliegende Gemisch aus aromatischen (>90%) und aliphatischen chlorierten Kohlenwasser­stoffen lässt sich nur schrittweise abbauen. Mögliche Prozesse sind die reduktive Dechlorie­rung von CKW durch Fe0, Sorption z.B. an Aktivkohle und mikrobieller Abbau z.B. unter Zugabe von Sauerstoff. Die Effektivität und Standzeit unterschiedlicher Abfolgen dieser Pro­zesse wird geprüft. Im zweiten Teil des Vorhabens werden die Auswirkungen der Sanierungs­maßnahme auf den Aquifer im Abstrom untersucht, wie z.B. die Veränderung der Perme­abilität und Mineralogie des Aquifermaterials oder Abbau- und Mobilisierungsprozesse.

Sub-G.A.T.E. (Submarine groundwater-fluxes and transport-processes from methane rich coastal sedimentary environments)

Projektleiter: Prof. Drs. A. Dahmke, J. Piotrowski. Förderung: Eu

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. S. Marczinek.

In Koop. mit: Drs. A. Kuijpers, GEUS; H. Dahlgaard, C. Groen, Risoe Lab., DK; A.M. Davis, P. Dando, I. Rees, UWB, GB; B. Keegan, MIR-UCG, IE; V. Kaleris, U. Patras, GR; R. Helmig, Uni Stutt., Prof. Drs. E. Suess, P. Linke, M. Schlüter, Geomar.

Arbeitsgebiet: Regionale Stoffkreisläufe, submarine Grundwasseraustritte, Methanhaushalt

Laufzeit: 1998 - 2001

Ziel ist die Quantifizierung und Modellierung von Grundwasserströmungen und Transport-Prozessen in sedimentären Küstenbereichen unter besonderer Berücksichtigung des Methan­kreislaufs in der Eckernförder Bucht, Bereiche des Kattegats und der Irischen See. Mit diesem Projekt soll ein Beitrag zur Erforschung des Verhaltens von im Grundwasser gelösten Stoffen beim Austritt aus dem Grundwasserleiter ins Meer geliefert werden. Methan ist dabei aufgrund seiner Funktion als Treibhausgas von besonderem Interesse.

Aufgabe der Arbeitsgruppe ist die Erarbeitung der Geologie und Hydrogeologie des land­seitigen Einzugsgebietes der Eckernförder Bucht. Untersuchungsgegenstand ist die gesamte Pleistozän-Abfolge bis zur ersten durchgängigen tertiären Aquitarde. Es konnte der allgemeine geologische Aufbau des Gebietes sowie die ungefähren Einzugsgebiete der wesentlichen Grundwasserleiter erfasst werden, wie auch die generellen Grundwasser­fließpfade und die allgemeinen Charakteristika der pleistozänen und miozänen Wässer. Mit Hilfe numerischer Methoden wurde die Grundwasserströmung des rezenten Zustands sowie der Zustand während der Maximalphase der Weichselvereisung modelliert und somit ein Beitrag zu möglichen Auswirkungen klimatischer Veränderungen auf Grundwasser­strömungsverhältnisse geliefert.

Blick von oben in den Brunnenschacht der Safira-Pilotanlage.


Installation, Ausbau eines submarinen Brunnens in der Eckernförder Bucht als Ergänzungsvorhaben zu dem Eu-Projekt Subgate

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. P. Hempel Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: N. Silva-Send, M. Sc., Wiss. Tauchgruppe, IfG.

In Koop. mit: Dr P. Linke, Geomar.

Arbeitsgebiet: Submarine Grundwasseraustritte, Methanhaushalt

Laufzeit: 11/2000 bis 08/2001

Subaquatische Grundwasseraustritte (sog. "vents") gelten in Küstengebieten als potentiell wichtiger Transportpfad für Nähr- und Schadstoffe, dessen Frachten jedoch bisher kaum bestimmt wurden. Zielsetzung des internationalen Eu-Projektes Subgate ist es deshalb, die grundsätzlichen hydraulischen und geochemischen Zusammenhänge von küstennahen "vent"-Systemen in einem Testfeld innerhalb der Eckernförder Bucht aufzuklären. Aufgrund zu geringer finanzieller Ausstattung konnte ein zentraler Punkt dieses Projektes, nämlich die Bau eines submarinen Brunnens jedoch noch nicht realisiert werden. Mit dem Ergänzungsprojekt wurde unter Leitung der Geologischen Büro Dr. Hempel der Bau eines derartigen Brunnens ermöglicht werden, um so auch verwertbare nationale Technologie und Expertise im Rahmen des zukunftsträchtigen sog. "coastal management" zu erlangen.

Untersuchung kommerzieller elementarer Eisensorten bezüglich der in situ-Entwicklung von H2 in kontaminierten Aquiferen.

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke Förderung: Umweltforschungsz. Halle-Leipzig GmbH

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. R. Köber, Drs. O. Schlicker, M. Ebert.

Laufzeit: 01.04.1999 - 31.08.1999

Neue Ansätze zur Sicherung und Sanierung CKW-kontaminierter Aquifere - wie mikrobielle in-situ Verfahren oder aber abiotische katalytische Abbauprozesse - basieren auf der Dotierung des Grundwasserleiters mit H2. Zur Generierung des benötigten Wasserstoffs werden deshalb zur Zeit mehrere Verfahren wie der Einsatz der Elektrolyse, der Einsatz von HRC´s oder gasförmige Einbringung von H2 getestet. Mit dieser Studie wurde untersucht, inwieweit die anaerobe Korrosion von Fe0 bzw. Al0 als alternatives Verfahren geeignet ist und welches die wesentlichen Einflussgrößen sind.

Als wesentlicher Faktor für das Ausmaß der H2-Entwicklung zeigte sich die Wahl der Eisensorte, wobei die Rate in einem Bereich von zwei Zehnerpotenzen variierte. Ein saures Milieu sowie hohe HCO3--Konzentrationen führen zu einer gesteigerten H2-Entwicklung, während passivierende Oxidationsmittel wie O2 oder NO3- zu geringeren Raten führen.

Verbundprojekt Referenztestfeld Zeitz zur Implementierung des Natural-Attenuation-Ansatzes (Retzina) - Teilprojekt 3

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geoökol. T. Wachter, Dipl.-Geol. F. Dethlefsen

In Koop. mit: Uni Tübingen (Zentr. Angew. Geol.); Umweltforschungszentrum Leipzig.

Arbeitsgebiet: Aquifercharakterisierung, Natural Attenuation, natürliche Rückhalte- und Reinigungskapazität.

Laufzeit: 06.2000 - 06.2003

Ein Benzol-Schadensfall mit ausgeprägter Kontamination von Boden und Grundwasser gibt die Möglichkeit, das Selbstreinigungs- und Rückhaltevermögen des Aquifermaterials bezüg­lich der vorliegenden Schadstoffe zu untersuchen ("Monitored Natural Attenuation"). An­hand von Sediment- und Wasserproben wird das hydrogeochemische Umfeld charakterisiert.

Die umfangreiche Datenbasis dient als Grundlage für die Berechnung der Wechselwirkungen im System Festphase-Wasser-Schadstoff (Ionenbilanzen, Gleichgewichtsberechnungen, Modellierung von Transport, Abbau und Sorption). Zur Beurteilung der Oxidations­kapazität des Grundwasserleiters steht eine Analyse der Eisenbindungsformen mit konventionellen Labormethoden an, die dann als Vergleichsbasis für die mit reaktiven Tracern ermittelten Werte dienen.

Abiotischer Abbau von Chlorierten Kohlenwasserstoffen an Fe0 am Beispiel der Reaktionswand Rheine

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: BMBF, Dbu ü. M&P Ing. GmbH.

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. M. Ebert, Dr.-Ing. W. Möller, Dipl.-Ing. S. Wegele, Dipl.-Geol. M. Wegner

In Koop. mit: M&P Ing. GmbH; Bmu GmbH & Co.; Institut Fresenius; Dr. Weßling Beraten-de Ingenieure GmbH; Arge Facon Probiotec.

Arbeitsgebiet: Passive in-situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 11.1997 - 10.1999

Im Rahmen des Projektes wurde am Standort Rheine (Nordrhein-Westfalen) eine Fe0-Reaktionswand als Pilotanlage in den Grundwasserstrom eingebracht. Am Standort liegt eine Kontamination des Grundwassers mit aliphatischen chlorierten Kohlenwasserstoffen vor, wobei das Schadstoffspektrum von Perchlorethen mit Konzentrationen zwischen 10 mg/l und 20 mg/l dominiert wird. Im Rahmen der wissenschaftlichen Betreuung des Projektes wurden Säulenversuche durchgeführt, deren Ergebnisse die Grundlage für die Dimensionierung des in-situ-Reaktors waren. Im Vordergrund standen dabei die Fragen nach der Abbaukinetik der chlorierten Kohlenwasserstoffe, die Quantifizierung der Wasserstoffentwicklung im Fe0-Reaktionsraum und die Langzeitstabilität der Abbauleistung des Reaktors unter in-situ-Bedingungen. Für eine geochemische Modellierung der Prozessen im Reaktionsraum sowie im Abstrom wurden darüber hinaus die Wechselwirkungen zwischen den anorganischen Grundwasserinhaltsstoffen und dem Eisengranulat untersucht.

Nach der Installation der Reaktiven Wand am Standort wurden in regelmäßigen Abständen in zwei Transekten über den Reaktionsraum Grundwasserbeprobungen durchgeführt. Die Felduntersuchungen dienen vor allem der Validierung oder Falsifizierung der Erkenntnisse aus den Laborversuchen. Im Hinblick auf zukünftige Anwendungen dieser innovativen Grundwassersanierungsstrategie in Deutschland sind die Forschungsergebnisse eine Grundlage für die Planung und Entwicklung, da die Notwendigkeit von Laboruntersuchungen ebenso wie die Übertragbarkeit der Ergebnisse der Versuche auf Feldbedingungen nachgewiesen werden konnte.

Konstruktion und Optimierung von passiven geochemischen Barrieren

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke Förderung BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. M. Ebert & W.F. Wüst, Dipl.-Ing. M. Fruth, Dipl.-Geol. F. Bremsthaler, M. Gutjahr, U. Holder, R. Köber, A. Marmetzschke, P. Schäfer, O. Schlicker &. M. Weidner.

In Koop. mit: Vegas, Uni Stuttgart; Prof. Dr. Teutsch, Uni Tübingen

Arbeitsgebiet: Erforschung und Entwicklung neuer passiver in situ Grundwassersanierungen

Laufzeit: 04.1996 - 09.1999

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Einsatzmöglichkeiten und die Langzeitstabilität von Reaktionswänden mit metallischem Eisen unter verschiedenen hydrochemischen und hydraulischen Randbedingungen zu überprüfen, hinsichtlich des Reaktormaterials (kommerzielles Fe0, palladisiertes Fe0, Fe0/Al0-Gemische) zu optimieren sowie Methoden zur Reaktivierung von passivierten Fe0-Reaktionsräumen zu entwickeln. Im Mittelpunkt des Interesses steht dabei der Prozess reduktiven Dechlorierung des Modellkontaminanten Trichlorethen (TCE) durch Fe0. Mit Schüttelversuchen konnte gezeigt werden, dass sich die Reaktivitäten verschiedener kommerzieller Eisensorten hinsichtlich des TCE-Abbaus deutlich unterscheiden. Die Durchführung von Säulenversuchen (Maßstab 1:1, Residenzzeit der Lösung 2 Tage) ergab eine Inhibierung des Tce-Abbaus in Anwesenheit der Oxidationsmittel NO3- und CrO42-, des präzipitierenden PO43- sowie eine Beschleunigung des Abbaus in Anwesenheit von Cl- und HCO3- und nach Reduktion von SO42-. Der Bestand der Fe0-bedeckenden Präzipitatschichten (z.B. Fe3O4, FeS, FeCO3) wurde bestimmt und ermöglichte die Validierung geochemischer Gleichgewichtsmodelle. Weiterhin ergaben Optimierungsansätze mit palladisiertem Fe0 eine katalytische Steigerung der Tce-Abbauraten um Faktor 100. Die für die Dimensionierung notwendige Quantifizierung der Abbaukinetik konnte mit der Entwicklung eines mathematischen Modells beschrieben werden.

Pore-To-Core: Scale-Up Studies of the transport properties of organic pollutants with Natural Attenuation

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Veehmayer Förderung: Eu

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. M. Ebert; Dipl.-Geol. B. Kalb & M. Veehmayer.

In Koop. mit: Ice/Ht-Forth Patras, GR; Imbb-Forth Heraklion, GR; Tu Delft, NL; GEUS Kopenhagen, DK.

Arbeitsgebiet: Bioabbau von Schadstoffen, Mehrphasenfluss.

Laufzeit: 11.1997 - 10.2000

In diesem Projekt werden die Reaktions- und Transportmechanismen organischer Substanzen im Untergrund von der Poren- bis zur Feldskala untersucht. Zwei Grundwasserbeprobungen und eine Bodenprobennahme dienten zur hydrogeologischen und geochemischen Charakteri-sierung des Feldstandorts, einer ehemaligen Teer- und Asphaltfabrik in Ringe, Dänemark. Das Grundwasser an diesem Altlaststandort ist vorwiegend mit aromatischen und polyzyklischen Kohlenwasserstoffen kontaminiert. Die gewonnenen Felddaten werden in Strömungs- (ModFlow) und themodynamische (Phreeqc) Modellrechnungen eingehen.

Vergleich verschiedener Bodenmaterialuntersuchungen (1D und 2D) zur Abschätzung von Sickerwasserkonzentrationen (Sickerwasserprognose) nach BbodSchV

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: LaNU, Schleswig-Holstein

Beteiligte Wissenschaftler: Cand.-Geol. A. Parbs

Arbeitsgebiet: Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (Pak), Sickerwasserprognose

Laufzeit: 10.2000 - 04.2001

Im Rahmen der Forschungsarbeiten wurde auf einem kontaminiertem Altstandort in Lübeck-Schlutup mit PAK und Schwermetallen belastetes Bodenmaterial entnommen und in Labor-säulenversuchen nach Vorschlägen des Lua Nrw sowie in einem Gerinneversuches unter ungesättigten Bedingungen hinsichtlich des Pak-Emissionsverhaltens untersucht. Ziel der Untersuchungen ist zum einen die Betrachtung der Reproduzierbarkeit von Säulenversuchen, wie sie derzeitig für die nach BbodSchV vorgeschriebene Sickerwasserprognose empfohlen werden, sowie der Vergleich der Ergebnisse mit einem echten ungesättigten System (Gerin-neexperimen, 2-dimensional).

Untersuchungen zur Beeinflussung eines Wasserwerkstandortes durch militärische Altlasten.

Projektleiter: Dr. E. Bedbur Förderung: Betreiber Wasserwerk, Land Schl.-Holstein.

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. A. Wehkamp

Arbeitsgebiet: Charakterisierung von Grundwasserkontaminationen

Laufzeit: 1998 - 1999

In der Nähe eines Wasserwerkstandortes wurden die möglichen Schadstoffeinträge durch eine militärische Altlast in das Grundwasser erkundet. Hierzu wurde zunächst die genaue Funktion und Lage der Bauten auf dem Gelände recherchiert. Auf Grundlage dieser Daten wurden gezielt Bodenproben entnommen und auf ihren Gehalt an Explosivstoffen analysiert. In Kombination mit vorliegenden hydrogeologischen Daten konnte eine Gefährdungsabschätzung erfolgen.

Geologische Kartierung des Naturreservates der Lagunen von Campillos (Spanien)

Projektleiter: Prof. Dr. J.B. Herrera, Uni Granada; Dr. E. Bedbur Förderung: Eu-Sokrates

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl. Geol. F. Dethlefsen & V. Plagentz.

Laufzeit: 1999   2000

Das Naturreservat der Lagunen von Campillos wurde im Maßstab 1:10.000 geologisch kartiert. Die Kartierung erfolgte im Rahmen eines Forschungsvorhabens der Universität Granada, das sich mit den hydrologischen, hydrogeologischen und ökologischen Bedingungen der Lagunen befasst. Neben der geologischen Kartierung sollte eine Wasserbilanz erstellt werden. Hierzu wurden die Pegel der 5 Lagunen und einige kleinere Grundwassermessstellen genutzt. In der Umgebung der Lagunen wurden Infiltrations  und Versickerungsversuche durchgeführt. Die meteorologischen Daten waren über die Wetterstation in Campillos zugänglich. Im einzelnen konnte eine detaillierte geologische Karte des Gebietes erarbeitet werden. Diese detaillierte Aufnahme ist Grundlage der Untersuchungen über die Beschaffenheit der Wässer in den Lagunen und den Auswirkungen auf die Fauna und Flora des Gebietes.

Einaxiale Deformations- und Bruchmechanik mineralischer Dichtwandmassen

Projektleiter: Priv.-Doz. Dr.-Ing. V. Feeser Förderung: Az But, Ennigerloh.

Beteiligte Wissenschaftler: Cand.-Geol. J. Mürdel

Arbeitsgebiet: Entwicklung neuer Bewertungsstandards

Laufzeit: 1999 - 2000

Der Bau von Dichtwänden mit hohen Qualitätsanforderungen setzt abgesicherte und reproduzierbare mechanische Parameter für das Qualitätsmanagement und als Vorgabe für die Ausschreibung voraus. Erfahrungen aus der Laborpraxis zeigen, dass trotz Anwendung von DIN 18136 zur Durchführung einaxialer Druckversuche die ermittelten Kennwerte einer erheblichen Streuung unterliegen.

Zur Abschätzung des Einflusses der Probenpräparation und Versuchsdurchführung auf die Ergebnisse einaxialer Druckversuche wurden vergleichende Untersuchungen mit unterschied­lich steifen Dichtwandmassen durchgeführt. Bei einem Teil der Versuche erfolgte erstmalig eine direkte Aufnahme des Querdehnungsverhaltens. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl die Prüfkörperpräparation als auch die Versuchsdurchführung das mechanische Verhaltens und damit die abgeleiteten Deformations- und Festigkeitsparameter signifikant beeinflussen und die Bruchstauchung sich nicht als Maß zur Beschreibung der bruchlosen Verformbarkeit von Dichtwandmassen eignet. Zur Erzielung treffsicherer und reproduzierbarer Ergebnisse aus einaxialen Druckversuchen werden Festlegungen über die Vorgaben von DIN 18136 hinaus erforderlich. Vorschläge für eine Standardisierung der Prüftechnik und Kennwertangabe, welche eine objektivere Materialkennung für die Ausschreibung erlauben, wurden erarbeitet.

Ertüchtigung eines Spannungs-Verformungs-Prüfstandes für den Technologietransfer in der Umwelttechnik

Projektleiter: Priv.-Doz. Dr.-Ing. V. Feeser Förderung: Technologiestiftung Schl.-Holstein

Arbeitsgebiet: Dichtwandmassen

Laufzeit: 1999 - 2001

Die Ertüchtigung des DLC-Triax-Versuchsstandes TR 200 umfasst eine Anpassung und Erweiterung der vorhandenen Hard- und Software zur Messwerterfassung und Versuchs­regelung. Die Anpassung der Mess- und Regelungstechnik an oberflächennahe, terrestrische Randbedingungen soll die Anwendung der neuartigen lasergestützten Verfahrenstechnik auch auf mechanische Fragestellungen der geotechnischen Baupraxis, vor allem im Bereich der Umweltgeotechnik, ausdehnen. Mit Hilfe der ertüchtigten Versuchsanlage wird es möglich sein, erstmals das komplexe, zeit-, spannungs- und verformungsgesteuerte Durchlässigkeits-, d.h. Dichtigkeitsverhalten von Dichtwandbaustoffen während und nach der Erstarrungs- und Erhärtungsphase experimentell zu quantifizieren. Durch die ertüchtigte Versuchsanlage wird das Geotechnische Labor in die Lage versetzt, spezielle Dienstleistungen für die Wirtschaft anzubieten, die von Art und Umfang her bundesweit einmalig sind.

Paläontologie und Historische Geologie

Leiterin der Forschungsgruppe: Prof. Dr. P. Schäfer

Die mit dem Fach verknüpften Forschungsschwerpunkte wird die Fazieskunde und Paläo-Ökologie mariner Tier- und Pflanzengruppen unter besonderer Berücksichtigung aktualistischer Arbeitsmethodik. Die zentralen Forschungsthemen sind die Entwicklung mariner (Paläo-) Ökosysteme und die Prozesse biogener Sedimentation. Zukünftig verstärkt werden hierbei auch die möglichen (Wechsel-) Beziehungen zwischen Umweltänderungen sowie exakt fassbaren Mustern und Tempi der Evolution ausgewählter Organismengruppen berücksichtigt. Die Forschungsperspektive liegt einerseits in einer engen fachlichen Verknüpfung mit der Meeresgeologie und der Meeresbiologie. In deutlicher Abgrenzung zu diesen sollen die erarbeiteten Rezentmodelle jedoch immer wieder an fossilen Umweltsituationen aus allen Zeiten der Erdgeschichte, wie sie Gegenstand der Untersuchungen in der klassischen Landgeologie sind, überprüft und für die Rekonstruktion von Paläo-Ökosystemen genutzt werden.

Bryozoen des Perms von Europa

Projektleiterin: Prof. Dr. P. Schäfer Förderung: Dfg

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. A. Ernst

In Koop. mit: Drs. J. Paul, Uni Göttingen; I. Morozova & D. Lisitzin, Akad. Wiss., Moskau.

Arbeitsgebiet: Germanischer Zechstein, NW-Tethys.

Laufzeit: 1996 - 1999.

Es wurde eine Neubearbeitung und Revision von Bryozoen-Faunen aus dem Perm von Europa durchgeführt. Das Material stammte aus den verschiedenen Zechstein-Teilbecken (Niedersachsen, Thüringen, Polen, England) und aus der NW-Tethys (Karnische Alpen, Sizilien, Tunesien, Slowenien, Griechenland). das Projekt gelangte zu präzisierten Vorstel­lungen über die Phylogenie, Paläobiogeographie und Paläoökologie der Perm-Bryozoen.

Bryozoen und Kaltwasserkarbonate

Projektleitung: Prof. Dr. P. Schäfer Förderung: Dfg

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. B. Bader; Dipl.-Geol. V. Meyer-Stumborg.

In Koop. mit: Prof. Drs. R. Henrich, Uni Bremen & A. Freiwald, Uni Tübingen; Dr. J. Schönfeld, Geomar Kiel, Uni Bremen.

Arbeitsgebiet: Iberischer Schelf, Seekuppen des südlichen Nord-Atlantiks.

Laufzeit: 1997-1999

Die spätquartäre Besiedlungsgeschichte und Karbonatproduktion unter Mitwirkung von Bryozoen wurden entlang eines Transektes vom subpolaren Nordatlantik (Spitzbergen, Barentsschelf, Nordnorwegen) über den Ärmelkanal bis hin zum portugiesischen Schelf und vorgelagerten untermeerischen Seekuppen untersucht. Das Vorkommen und die Entwicklung von Karbonaten werden im wesentlichen durch die holozäne Transgression gesteuert, während die fazielle Ausprägung von Karbonaten den ökologischen Rahmenbedingungen (Substratbeschaffenheit, Nahrungsverfügbarkeit u.a.) unterliegt. Wachstums- und Karbonat­produktionsraten von Bryozoen wurden mittels stabiler Isotope bestimmt. Die Bryozoen unterliegen einem ausgeprägten Provinzialismus und bilden in ihren Skeletten die hydro­graphischen Eigenschaften der Wassermassen gut ab.

Bryozoen Antarktis/Arktis

Projektleitung: Prof. Dr. P. Schäfer Förderung: Dfg

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. B. Bader.

In Koop. mit: Prof. Dr. W. Arntz, Drs. T. Brey; J. Gutt, AWI Bremerhaven & K. von Juterzenka, PD Dr. D. Piepenburg, Uni Kiel; Dr. V. Gontar, Akad. Wiss., St. Petersburg; Prof. Dr. H. Ristedt, Uni Bonn.

Arbeitsgebiet: Weddellmeer, Antarktis; Grönlandsee, Arktis.

Laufzeit: 1999 - 2001

In einem polaren Vergleich von Konvergenzen zwischen antarktischen und arktischen Bryo­zoen und den von ihnen dominierten Gemeinschaften werden-Bryozoen-Gemeinschaften hinsichtlich ihrer Faunistik, Besiedlungsstruktur, ihrer Anpassung and die Saisonalität der Umweltbedingungen und ihres strukturgebenden Potentials aus dem Weddellmeer und der Grönlandsee verglichen. In 2000 wurde auf zwei Polarstern-Expeditionen in die Antarktis und in die Ostgrönlandsee umfangreiches Bryozoenmaterial gesammmelt.

Spuren in Tiefsee-Sedimenten

Projektleitung: Prof. Dr. P. Schäfer, Dr. F. Werner. Förderung: Dfg

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl-Geol. L. Löwemark.

In Koop. mit: Dr. J. Schönfeld, Geomar Kiel/Uni Bremen; Prof. Drs. A. Wetzel, Uni Basel & R. Bromley, Uni Kopenhagen.

Arbeitsgebiet: Iberischer Kontinentalhang, östliches Mittelmeer.

Laufzeit: 1997 - 1999

Spuren und bioturbate Gefüge in Radiographien aus spätquatären Sedimentkernen des Iberi­schen Kontinentalhanges sowie des Mittelmeeres wurden dazu verwandt, paläozeano­graphisch-klimatische Veränderungen in diesen Meeresgebieten zu präzisieren. Insbesondere die raschen Veränderungen am Ende der letzten Glazialzeit mit Folgen für den Mittelmeer­ausstrom (MOW) konnten durch rasche Änderungen in den Spuren-Assoziationen belegt werden. Das umfangreiche Archiv an Radiographien von Tiefseesedimenten war eine wichtige Hilfe.

Paläo-Ökologie mit Ostseediatomeen

Projektleitung: Prof. Drs. P. Schäfer; & K. Emeis, IOW. Förderung Dfg

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. A. Kohly

In Koop. mit: Dr. U. Struck, IOW.

Arbeitsgebiet: Zentrale und westliche Ostsee

Laufzeit 1996 - 1999

Das Projekt über die Diatomeenvergesellschaftungen im Holozän des Gotlandbeckens (zentrale Ostsee) wurde zum Abschluss gebracht. Es wurden die Vergesellschaftungen im Jahresgang, ihre Veränderungen beim Sinken durch die Wassersäule, sowie die fossil überlieferten Diatomeen in holozänen Sedimentkernen vergleichen. Das Projekt führte zu einem verbesserten Verständnis der Klimaentwicklung und damit einhergehender Produktivitätsänderungen und Variationen im Paläomilieu des Ostseeraumes.

Rift-Sedimente ODP Leg 173

Projektleitung: Prof. Drs. A. Altenbach, Uni München; W. Kuhnt & P. Schäfer. Förderung: DFG SPP.

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. H.-J. Wallrabe-Adams.

In Koop. mit: ODP -Leg 173 Scientific Party

Arbeitsgebiet: Iberische Tiefsee-Ebene, Offshore NW-Spanien

Laufzeit: 1997 - 1999

Die Entwicklung der extensionalen Rift-Tektonik im Zusammenhang mit der Öffnung des Atlantiks wurde dem Ablauf der zeitgleichen Kompressionstektonik im pyrenäisch-iberischen Raum gegenüber gestellt. Die Ergebnisse trugen zur Entschlüsselung der Rotationsbewegung der Iberischen Platte bei und präzisieren die Paläoozeanographie der westlichen Tethys und des östlichen Nordatlantiks.

Oberkarbonische Karbonatsequenzen

Projektleitung: Prof. Drs. P. Schäfer; & A. Schäfer, Uni Bonn, Dr. J. Reijmer, Geomar Förderung: DFG im Bündelantrag.

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. H.-J. Wallrabe-Adams.

In Koop. mit: Projektantragsteller im Bündelantrag.

Arbeitsgebiet: Kantabrisches Gebirge, Nordwest-Spanien.

Laufzeit: 1999 - 2001

Regionale und lokale tektonische Aktivitäten sowie globale Meeresspiegel-Schwankungen steuern die sedimentäre Entwicklung im kantabrischen Sedimentationsraum während des Karbons. Grundlage des Projekts sind 31 Diplomkartierungen, die in den vergangenen 10 Jahren im Bereich der Südflanke des Kantabrischen Gebirges angefertigt wurden. Die sedimentologischen und sequenzstratigraphischen Untersuchungen dienen der Trennung tektonischer und glazioeustatischer Prozesse und ihrer beckenweiten Korrelation.

Radiation der ordovizischen Bryozoen

Projektleitung: Dr. A. Ernst Förderung: DFG

In Koop. mit: Dr. P. Taylor, British Museum of Natural History, London.

Arbeitsgebiet: Europäische Bryozoen, Ordovizium.

Laufzeit: 2000 - 2002

In das Ordovizium fällt die bedeutendste Radiation der stenolaematen Bryozoen. Das Projekt beabsichtigt eine Klärung der Muster der Radiation und Diversifikation der Bryozoen im Laufe des Ordoviziums. Es schließt die Untersuchung ihrer Morphologie, Systematik und stratigraphischen wie biogeographischen Verbreitung ein. Es beruht auf eigens gesammelten Faunen wie auf bereits existierendem Typusmaterial.

Isotopenentwicklung, paläontologische Ereignisse und Faziesbildung im Silur von NW-Europa

Projektleitung: Drs. C. Samtleben & T. Bickert, Uni Bremen. Förderung: DFG

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. A. Munnecke

Laufzeit: 1996 - 1999.

Das durchgeführte Forschungsvorhaben beabsichtigte, durch Analysen an Brachiopoden und mikritischen Kalken aus dem Silur von Gotland, die wegen ihrer geringen Versenkung und fehlenden tektonischen Beanspruchung ausgezeichnet erhalten sind, detailliert die d18O-, d13Ccarb-und d13Corg-Isotopenentwicklungen des Silur zu erarbeiten und ihre Zusammen­hänge mit Faziesbildung und paläontologischen Ereignissen, zu denen kausale Beziehungen angenommen werden, zu untersuchen. Durch vergleichbar hochauflösende Studien in anderen Silurgebieten sollten diese Ergebnisse überprüft und erweitert werden, um lokal/regionale Bedingungen von globalen Einflüssen trennen zu können.

Untersuchungen der C- und O-Isotopenverhältnisse in Brachiopodenschalen zeigen einen engen Zusammenhang der Isotopenentwicklung mit den Faziesperioden der lithostrati­graphischen Abfolge. Die Faziesentwicklung werden mit der ozeanographischen Zirkulation verbundene Klimawechsel zwischen langandauernden humiden und ariden Zuständen als Ursachen angenommen.

SFB 313 "Veränderungen der Umwelt: der Nördliche Nordatlantik"

Sprecher: Prof. Drs. P. Schäfer; B. Zeitzschel, IfM & E. Suess, Geomar. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: 8 Teilprojekte.

Arbeitsgebiet: nördlicher Nordatlantik.

Laufzeit: 1985 - 1998

Der SFB 313 wurde Ende 1998 abgeschlossen. Die Synthese wird im März 2001 beim Springer-Verlag erscheinen.

Mineralogie

Kristallographie

Die Kristallographie beschäftigt sich mit allgemeinen Strukturbildungsprinzipien von Materie - wobei kristallisierte Materie traditionell im Mittelpunkt des Interesses steht - im Längen­skalenbereich zwischen ~ 10-12 und 10-6 m. Sie versucht die Ursachen für die Strukturbildung in der chemischen Zusammensetzung zu finden (Kristallchemie) oder als Funktion von intensiven Variablen wie Druck oder Temperatur zu verstehen ("Mineral Physics"). Die generell richtungsabhängigen makroskopischen physikalischen Eigenschaften hängen vom strukturellen Aufbau ab. Diese und die Dynamik von Strukturen (kooperativ oder individuell) werden ebenfalls untersucht.

Immer bedeutender werden Computerexperimente. Diese erlauben Aussagen über Strukturzustände zu erhalten, die Laborexperimenten nicht zugänglich sind. Das können z.B. sehr schnell ablaufende Reaktionen, kontinuierliche Veränderungen eigentlich sprunghafter Funktionen, im Labor unerreichbare Druck- oder Temperaturbedingungen oder dergleichen mehr sein. Computerexperimente verhelfen zu einem Verständnis der Materie, das auf grundsätzlichen Prinzipien beruht. Es gibt verschiedene Methoden, angefangen von empirischen Paarpotentialen bis hin zu quanten­mechanischen Methoden. Unsere Arbeitsgruppe ist eine der wenigen, die bei ihrer Arbeit den ganzen Methodenkanon der "Computational Mineralogy" einsetzt. Allerdings stehen die quantenmechanischen Methoden im Vordergrund des Interesses.

Die Kieler Kristallographie ist in die zwei Teilbereiche "Experimentelle Kristallographie" und "Computational Crystallography/Mineralogy" unterteilt. Beide Richtungen verstehen sich als komplementär, wobei insbesondere druckabhängige Untersuchungen ein Bindeglied darstellen.

Untersuchungsobjekte sind überwiegend, aber nicht ausschließlich, kristallisierte Substanzen von geowissenschaftlicher Relevanz, nämlich Minerale. Das Verständnis ihrer auf grundlegenden Prinzipien beruhenden Strukturen ist die notwendige Grundlage für ein naturwissenschaftlich geprägtes Verständnis des Aufbaus der Erde. Durch die Untersuchung anderer Materialien und Systeme hat die Kristallographie auch ausgeprägte Beziehungen zu Physik, Chemie und Materialwissenschaft. Dies äußert sich z.B. darin, dass von der Kieler Kristallographie die interdisziplinäre DFG-Forschergruppe "Wachstum und Grenzflächen­eigenschaften von Sulfid- und Selenid-Schichtstrukturen" initiiert wurde und seit ihrer Etablierung koordiniert wird.

Wachstum und Grenzflächeneigenschaften von Sulfid- und Selenid-Schichtstrukturen

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier Förderung: DFG

Laufzeit: ab 07.1999

Koordination der DFG-Forschergruppe "Wachstum und Grenzflächeneigenschaften von Sulfid- und Selenid-Schichtstrukturen".

Chalkogen-Misfit-Verbindungen: Präparation,strukturelle Charakterisierung, Hochdruck- und Computerexperimente

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Priv. Doz. Dr. B. Winkler, Dr. M. Hytha, Dipl.-Min L. Ehm.

Laufzeit: ab 07.1999

Ausgewählte Vertreter der Misfitverbindungen, allgemeine Formel [(M1-yTyS)]1+x[(TS2)mTz] (M ist z.B. Sn, Pb, Bi, Sm, Gd, Ho; T = Ti, V, Cr, Nb, Ta; m = 1 - 3), werden in Übereinstimmung mit den Zielen der Forschergruppe untersucht. Die Grenzbereiche zwischen den Schichten und die Kationenverteilung sind von besonderem Interesse. Die wichtigsten Untersuchungsmethoden sind Beugung unter Hochdruckbedingungen und Computerexperimente auf ab initio Basis.

Wirt/Gast-Wechselwirkungen in Bassanit: Labor- und Computerexperimente

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier, Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. H. Voigtländer

Laufzeit: ab 03.2000

Trotz der großen technischen Bedeutung von Calciumsulfat-Halbhydrat, CaSO4-0,5H2O, (Mineralname Bassanit), sind Struktur und Dynamik der in die Kanäle (Ø ~ 4Å) der in die Struktur eingebauten Wassermoleküle und ihre Wechselwirkung mit der Wirtsstruktur (i.w. die Struktur des sogenannten g-Anhydrits) noch weitgehend unverstanden. Dem wollen wir einerseits durch Laborexperimente bei Drücken auch oberhalb 10 GPa, andererseits durch quantenmechanische Computerexperimente nachgehen.

Mikro-, meso- und makroskopische Charakterisierung von Kristallen mit Domänenwänden und koexistierenden Phasen.

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. M. Chall

Laufzeit: 07.1997 - 06.1999

In diesem Projekt wurden ferroelastische und andere Substanzen mit dem Ziel untersucht, die Strukturen und Symmetrien von Domänenwänden und von induzierten Phasenneubildungen an Domänenwänden besser zu verstehen. Die Laborexperimente wurden von ab initio Rechnungen begleitet (B. Winkler). Untersuchungsobjekte waren Suzuki-Phasen, z.B. CdNa6Cl8, TGC (CH3)4NGeCl3 NH4Cl.

TMA als Gast in einem harten und einem weichen Wirt - Struktur und Dynamik

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier, Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. C. Griewatsch & H. Voigtländer.

Laufzeit: 09.1996 - 10.1999

In diesem Projekt wurden die Wechselwirkungen des Gastes Tetramethylammonium (CH3)4N+, TMA, mit chemisch unterschiedlichen, aber geometrisch verwandten Wirtsstrukturen untersucht. Durch diverse Beugungs-/Streumethoden und spektroskopische Verfahren, ergänzt durch anspruchsvolle "ab-initio"-Computer-Experimente auf der Grundlage der Dichtefunktionaltheorie, wurden die Wechselwirkungen insbesondere in Bezug auf ihre Druckabhängigkeit untersucht.

Hochdruckuntersuchungen im System Zinn-Wolfram-Sauerstoff

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. D. Bischke

Laufzeit: 01.1996 - 10.1999

In diesem Projekt wurden Phasen aus dem System SnO - WO3 bei hohen Drücken (bis zu 10 GPa) mit Hilfe von Beugungsmethoden untersucht. Unser Interesse beruhte darauf, dass das nicht-bindende 5s2-Elektronenpaar des Sn2+ unter Hochdruck seine stereochemische Wirksamkeit verlieren kann, was sich stark auf die betroffenen Strukturen auswirken dürfte.

Kristallsynthese und Untersuchung ferroischer Eigenschaften von Boraziten einiger 3d-Übergangsmetalle

Projektleiter: Prof. Dr. W. Depmeier Förderung: DFG

In Koop. mit: Prof. Dr. G. Castellanos, Guadalajara, Mexiko.

Laufzeit: 1997 - 2000

Es werden Einkristalle von Boraziten M3B7O13X (M = zweiwertiges Metall, X = Cl, Br, I) hergestellt und hinsichtlich ihrer strukturellen Besonderheiten, deren Temperatur- und ggf. Druckabhängigkeiten und den damit verknüpften Änderungen der ferroischen Eigenschaften untersucht. Endziel der Untersuchungen ist es, zu einem grundlegenden Verständnis der Beziehungen zwischen den physikalischen Eigenschaften und dem strukturellen Aufbau der Borazite zu gelangen. In Mexiko laufen in diesem Zusammenhang Doktorarbeiten.

Berechnung der Energie von Domänenwänden

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. U. Hantsch

Laufzeit: ab 09.1998

In diesem Projekt soll die atomare Struktur von Domänenwänden mit Hilfe von quantenmechanischen Rechnungen untersucht werden.

Bildung, Transport, Differenzierung von Silikatschmelzen

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: DFG "SPP Silikatschmelzen"

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. A. Kahle

Laufzeit: ab 08.1998

In diesem Projekt sollen Viskositäten und Dichten von Silikatschmelzen mit Hilfe von Neutronenabsorptionsmessungen bei Temperaturen bis zu 2000° C bestimmt werden. Erste Messungen waren sehr erfolgreich, zur Zeit werden partiell kristalline Schmelzen untersucht.


Neutronographische Aufnahmen waehrend eines typischen Kugelfallversuchs zur Ermittlung der Viskositaet der Schmelze. Versuchstemperatur: 1050°C, Durchmesser der Erbium-Kugel: 3 mm, Fallstrecke der Kugel: 75 mm, Falldauer: 8 Minuten.

Struktur und Eigenschaften von Kohlenstoffpolymorphen

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: DFG

Laufzeit: ab 05.2000

Hier sollen mit Hilfe einer Kombination von Graphenthorie und Quantenmechanik systematisch neue mögliche Strukturen vorhergesagt werden.

Ab initio-Berechnung der chemischen Verschiebung in Festkörpern

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: DFG

Laufzeit: ab 02.2000

Hier soll eine parameterfreie Theorie zur Berechnung der mit Nmr gemessenen chemischen Verschiebung von Silikaten entwickelt werden.

Fonds der chemischen Industrie: Infrastrukturverbesserung

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. B. Winkler Förderung: FdCI

Laufzeit: ab 1999

Es wurden von der chemischen Industrie Mittel zur Verbesserung der Infrastruktur der AG Computational Crystallography bereitgestellt.

Realbau von Mineralen und anderen Festkörpern

Projektleiter: Prof. Dr. M. Czank

In Koop. mit: Dr. K. Friese, Dep. Física Materia Condensada, Uni Pais Vasco, Bilbao, Spanien; Dr. Á. Nemcsics, Ungarn Acad. Sci., Res. Inst. f. Techn. Phys. Material Sci., Budapest, Ungarn; Prof. Dr G. van Tendeloo, Emat, Uni Antwerpen, Belgium; Dr. M.D. Welch, Natural History Museum, London, Großbritannien.

In den Arbeiten wurde vor allem die Transmissionselektronenmikroskopie zur Bestimmung und Charakterisierung des Realbaus von Mineralen und synthetischen Festkörpern ein­gesetzt: das neue Mineral Biehlite (Sb1.79As0.21MoO6), Boracite (mit Castellanos, s. Dep­meier), Cd4GeSe6, Cordierite (Geiger), LixV2O5 (Katzke), Pyroxenoide, (Si,Ge)-Cristobalite (mit Van Tendeloo). Außerdem wurden mit Hilfe der Röntgenbeugung auch die Strukturen von Biehlite (i.Z. mit Friese) und von Cd4GeSe6 (i.Z. mit K.-F. Hesse), sowie durch 29Si MAS-NMR die Si-Positionen in Cd7[Ge6SiO21]-Pyroxmangit (mit Welch) bestimmt.

Strukturelle und dynamische Untersuchungen an Li+-beladenen Übergangsmetall-oxiden

Projektleiterin: Dr. H. Katzke Förderung DFG

Laufzeit : 01.01.98 - 31.12.00

In dem Projekt wurden die Systeme LixV2O5 und LixMn2O4 im (x,T)-Raum charakterisiert und der Mechanismus der Ein- und Auslagerungsreaktion studiert. Dazu wurden Experimente zur Bestimmung der statischen Kristallstrukturen in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung x und der Temperatur T sowie Experimente zur Bestimmung dynamischer Vorgänge durchgeführt.

Die experimentellen und theoretischen Arbeiten haben wichtige neue Erkenntnisse über die Strukturen und Eigenschaften der untersuchten Systeme geliefert. Zu den wichtigsten Ergeb­nissen gehören, dass die Li+-Ionen in den Phasen LixV2O5 eine sich bis in den mesoskopi­schen Bereich erstreckende langreichweitige Ordnung ausbilden, die die Mobilität der Lithi­umionen in den als Kathodenmaterialien in sekundären Lithiumbatterien verwendeten Systemen beeinflusst. Zum anderen wird in Folge der Inter- bzw. Deinterkalation die Ord­nung des Wirtsgitters partiell zerstört. Mittels hochauflösender Beugungsexperimente in Kombination mit Modellrechnungen ist es gelungen, die Ordnungs- und Fehlordnungsphä­nomene in den beiden Systemen auf unterschiedlichen Längenskalen zu untersuchen und in einen kausalen Zusammenhang mit sich ändernden Gast/Gast-, Gast/Wirt- und Wirt/Wirt-Wechselwirkungen zu bringen.

Bestimmung von Elektronen-Leitungsbahnen in Halbleitern mit Hilfe von Bindungsvalenz-Rechnungen

Projektleiter: Prof. emer. Dr. F. Liebau

Mit den heutigen Methoden der Kristallstrukturbestimmung lassen sich Atomabstände auf 0,01Å genau ermitteln. Daraus folgt, dass aus den Atomabständen berechnete Bindungsvalenzen mit einem Fehler von weniger als 0,06 Valenzeinheiten (v.u.) behaftet sind. Berechnete Bindungsvalenzen, die größer als 0.06 v.u. sind, sind also als schwache Bindungen anzusehen. Die für eine Reihe von isotypen Cetineiten berechneten Bindungsvalenzen zeigen, dass Ketten schwacher Sb3+- S2- - und Sb3+ - Se2- -Bindungen mit Valenzen von 0,07 bis 0,23 v.u. als Leitungsbahnen für Elektronen fungieren. Damit kann die starke Anisotropie der Leitfähigkeit der photohalbleitenden Cetineite erklärt werden.

Klassifikation geordneter mikroporöser Materialien mit anorganischen Wirtsstrukturen

Projektleiter: Prof. emer. Dr. F. Liebau

In Koop. mit: Prof. Dr. L. McCusker, ETH Zürich & G. Engelhardt, Uni Stuttgart.

Es wurde eine systematische Klassifikation für Materialien mit anorganischen Wirtsstrukturen aller Art und eine auf dieser Klassifikation basierende kristallchemische Formelschreibweise entwickelt. Diese Klassifikation basiert auf der atomaren Struktur und der chemischen Zusammensetzung der Wirtsstruktur sowie auf der Größe und Gestalt ihrer Poren. Die Klassifikationsparameter wurden so gewählt, dass sie die Beziehungen zwischen strukturellen, chemischen und technologisch wichtigen Eigenschaften dieser Materialien widerspiegeln. Auf der Grundlage dieser umfassenden Klassifikation wurde im Auftrag der Iupac eine vereinfachte Version für den Bereich der angewandten Forschung entwickelt.

Petrographie

Physikalische Eigenschaften von Krusten- und Mantelgesteinen

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. H. Kern

Die physikalischen Eigenschaften von Gesteinen werden in komplexer Weise vom Zusammenwirken verschiedener Einflussgrößen, der Lithologie, den physikalischen Zustandsgrößen (Temperatur, Stress, Strain) und durch Fluide auf der Intergranularen bestimmt.

Für die Durchführung gesteinsphysikalischer Untersuchungen unter simulierten in-situ Bedingungen stehen im Gesteinsphysikalischen Labor des Instituts für Geowissenschaften eine kubische Stempelapparatur (Probenwürfel mit einer Kantenlänge von 43mm, Phyd=600MPa, Tmax=750°C) sowie eine nach dem Karmann-Prinzip arbeitende Verformungsapparatur (Probenzylinder: l?250mm, Ø=98mm; Phyd=40MPa, Tmax=150°C). Simultan mit gesteinsmechanischen Untersuchungen (hydrostatische und deviatorische Beanspruchung) können gesteinsphysikalische Messgrößen wie Vp, Vs, seismische Dämpfung, elektrische Leitfähigkeit etc.) sowie Porenraumparameter (Porosität bzw. Permeabilität) bestimmt werden. Diese Laboruntersuchungen liefern eine notwendige Basis für die Interpretation z.B. von seismischen Feldmessungen.

Petrophysikalische Voruntersuchungen an Uhp-Gesteinen aus der Dabie-Suluregion

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: DFG

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp

Kooperation: Prof. Dr. S. Gao, Dr. Z.-M. Jin, Uni Wuhan, China

Laufzeit: seit 1997

Das Dabie-Sulu Orogen ist weltweit der größte Ultra-Hochdruck (Uhp)-Gesteinskomplex von insgesamt sieben Regionen, in denen Ultra-Hochdruck-Paragenesen mit Einschlüssen von Coesit oder Coesit-Pseudomorphosen in Granat, Omphazit, Disthen, Zirkon oder Dolomit bzw. das Auftreten von sogen. Mikrodiamanteinschlüssen beobachtet wurden, und ist daher Gegenstand intensiver geowissenschaftlicher Untersuchungen.

Im Vorfeld des ersten "Chinese International Scientific Drilling Program" (Ccsd) im Rahmen des Icdp (International Continental Scientific Drilling Program) wurden krustenrelevante Ultra-Hoch-Druckgesteine aus der Dabie-Suluregion (Südostchina) petrophysikalisch untersucht. Ziel ist es, mittels laborseismischer und mineralogisch-chemischer Daten die bereits vorliegenden oder noch zu erstellenden tiefenseismischen Profile lithologisch zu interpretieren.

Beziehung zwischen der Anisotropie von Longitudinal- und Scherwellengeschwindig-keiten und der Anisotropie der Dämpfung in relenvanten Krustengesteinen

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: Stipendium Vr China

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp

Kooperation: Dr. Liu Bin, Hefei, Vr China.

Laufzeit: 1999 - 2000.

Im Rahmen eines Studienaufenthaltes des ehemaligen Humboldt-Stipendiaten Liu Bin wurden erstmals an einer größeren Probenserie simultan die Anisotropie der Geschwindigkeiten der P- und S-Wellen und der Dämpfung als Funktion der Pt-Bedingungen gemessen. Die Korrelation dieser Messgrößen hinsichtlich ihrer Richtungsabhängigkeit ist nicht eindeutig. Sie wird sowohl von den texturellen als auch mikrostrukturellen Gefügeeigenschaften der jeweiligen Gesteinsproben bestimmt.

Petrophysikalische und geochemische Untersuchungen an Krustengesteinen der Varisziden

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: DFG "SPP Varisziden"

In Koop. mit: Prof. Dr. K. Mengel, Drs. A. Wittenberg, Clausthal & C. Wellmer, Hamburg

Laufzeit: 1999

Ausgehend von seismischen Messungen entlang des Zentralsegments der "Europäischen Geotraverse" ergab eine Abschätzung der mittleren Krusten­zusammensetzung für die europäischen Varisziden einen Widerspruch zwischen der petrophysikalischen (generell felsisch mit nur ca. 15 Vol.-% mafischen Unterkrustengesteinen) und der geochemischen Massenbilanz der petrologisch zu erwartenden Kruste (37 Vol.-% felsisch und 63 Vol.-% mafisch). Diese Diskrepanz wird als Hinweis auf eine Delamination mafischer Unterkrustengesteine interpretiert.

Seismische Anisotropie von Krustengesteinen an der Kola-Bohrung SD-3

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: Eu-Projekt - Igcp 408

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp, Dipl.-Min. T. Koch.

Kooperation: Dr. F.F. Gorbatsevich, Apatity, Russland.

Laufzeit: seit 1999

An Kernproben aus der mit 12.261 m weltweit tiefsten Forschungsbohrung und an Analoggesteinen aus Oberflächenaufschlüssen wird die Natur der seismischen Anisotropie des Krustensegments an der Bohrlokation untersucht. Durch Vergleich der druckabhängigen Variation der Ultraschallgeschwindigkeiten (bis 600 MPa) mit 3D-Geschwindigkeits­modellierungen aus Mineralbestand und Textur kann der Einfluss orientierter Risse und der Gesteinsmatrix auf die in-situ Anisotropie abgeleitet werden.

Seismische Anisotropie und Scherwellen-Splitting im Oman-Ophiolit

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: Land Schleswig-Holstein/Stipendien

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp

Kooperation: Prof. Dr. F. Boudier, Drs. D. Mainprice, Montpellier & W. Warsi, Oman.

Laufzeit: seit 1997

Zur Interpretation ungewöhnlich niedriger Geschwindigkeitswerte aus flachseismischen Messungen in Harzburgiten des Oman-Ophiolits wurden druckabhängige Geschwindigkeitsmessungen an unterschiedlich orientierten Würfelproben durchgeführt. Der Vergleich des experimentell bestimmten Geschwindigkeitstensors mit dem anhand der Texturen von Olivin und Orthopyroxen berechneten Elastizitätstensor ergab, dass die primär durch das Gesteinsgefüge bestimmte Geschwindigkeitsverteilung erheblich durch sekundär mit Serpentin verheilte Mikrorisse beinflusst wird: deutliche Geschwindigkeitsreduzierung, ohne nennenswerte Herabminderung der seismischen Anisotropie.

Petrophysikalische Modellierung der seismischen Anisotropie in der KTB-Vorbohrung

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Projektförderung: DFG/Humboldt Stipendium

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp

Kooperation: Drs. A. Babeyko, Moskau & S. Sobolev, Gfz Potsdam.

Laufzeit: seit 1999

Der Vergleich der an Bohrkernen im Labor gemessenen Geschwindigkeiten und Anisotropien von P- und S-Wellen mit seismischen in-situ- und Bohrlochmessungen sowie ihre Modellierung anhand neu entwickelter Modellansätze ermöglichte erstmals eine quantitative Beschreibung der lithologischen Variabilität der Gesteine des entsprechenden Krustensegmentes der Ktb. In die Modellierung wurden neben der Textur auch die Effekte von Mikrorissen und interkristallinen Fluiden einbezogen.

Bestimmung des Spannungstensors von Karbonatgesteinen anhand der Textur experimentell erzeugter Zwillingslamellen

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: Comett/Stipendien (F)

Kooperation: Drs. P. Laurent , Montpellier & O. Lacombe, Paris.

Laufzeit: 1997 -

Ziel der Untersuchungen ist eine Kalibrierung vorhandener empirischer Ansätze zur Bestimmung von Paläospannungen in Karbonatgesteinen. Ausgehend von experimentell definiert verformten Proben wurden mittels U-Tischmessungen Kalzit-Zwillingslamellen eingemessen und daraus der entsprechende Spannungstensor abgeleitet. Dabei zeigte sich, dass der als charakteristischer Spannungswert bestimmte kritische Scherstress sowohl vom Deformationsgrad als auch von der Temperatur abhängt.

Messung und Beschreibung der zeitlichen Entwicklung von Porosität und Permeabilität von Salzgestein aus dem Salzstock Gorleben

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: Bgr Hannover

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp

Kooperation: Drs. O. Schulze & U. Hunsche, Bgr Hannover.

Laufzeit: 1998 - 2001

Ziel des Vorhabens ist die Messung und Beschreibung der zeitlichen Entwicklung von Porosität und Permeabilität von Salzgestein aus dem Salzstock Gorleben.

Das gegenwärtige Konzept der Bundesrepublik Deutschland sieht die Endlagerung wärme-entwickelnder radioaktiver Stoffe in einer Steinsalzformation vor. Zur Zeit wird der Salzstock Gorleben auf seine Eignung hin untersucht.

Im Hinblick auf die Eignung von Steinsalzformationen als potentielle Wirtsgesteine für Untertagedeponien (chemische und radioaktive Abfälle) wurde der Einfluss des Porendrucks auf die mechanischen Eigenschaften von Salzgesteinen unterschiedlicher Vorkommen unter Kompressions- und Extensionsbedingungen untersucht. Die gleichzeitig gemessene zeitliche Entwicklung von Porosität und Permeabilität sowie anderer gesteinsphysikalischer Messgrößen (Vp, Vs und seismische Dämpfung) bestätigt die Existenz einer Dilatanzgrenze. Deren Kenntnis ist für die Beschreibung der Barriereneigenschaften von Salzgesteinen von großer Bedeutung.

Gefügekundliche Untersuchungen an Steinsalz im Hinblick auf die Bindungsformen von Kohlenwasserstoffen

Projektleitung: Prof. Dr. H. Kern Förderung: Bgr Hannover

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. T. Popp, cand. geol. M. Fischer, cand. min. G. Flindt.

In Koop. mit: Dr. O. Schulze, Bgr Hannover.

Laufzeit: 2000

In Salzformationen treten gelegentlich flüssige und/oder gasförmige Kohlenwasserstoffe (Kw) auf, die - sofern möglich - hinsichtlich ihrer Menge, Zusammensetzung und Herkunft klassifiziert werden müssen. Dafür werden neben mikroskopischen Fluoreszenzuntersuchungen vor allem spektroskopische Verfahren wie Raman- und Ir-Spektroskopie eingesetzt. Nach den bisherigen Untersuchungen stammen die vorliegenden Kw vermutlich aus der organischen Substanz des Staßfurt-Karbonates während der Evaporation der Salzgesteine.

Methodische Untersuchungen zur Texturanalyse am Beispiel eines Muskovit-Quarzites

Projektleiter: Dr. G. Braun

In Koop. mit: Dr. M. Dahms, Geesthacht, Flensburg: Reihenentwicklungsmethode Dahms/ Bunge; Prof. Dr. J. Kruhl, München & Dr. S. Siegesmund, Göttingen:: U-Tisch; Prof. Dr. S. Matthies, Dresden: Williams/Imhof/Matthies/Winell-Methode; Dr. N. Olesen, Aarhus: Electron-Chanelling-Methode; Dr. K. Ullemeyer, Dubna: Neutronentexturmessung.

Laufzeit: seit 1995

Die Bestimmung der Orientierung von Kristallen (Texturen) in mehrphasigen Gesteinsproben mit Hilfe von Lichtwellen, Elektronen-, Röntgen- und Neutronenstrahlen führt zu unterschiedlichen Ergebnissen, weil jede Methode die Ergebnisse durch eigene Eindringtiefen, Auflösungen, Einzel- bzw. Summeneigenschaften und sogar Koordinatensysteme beeinflusst. Um diese Ergebnisse und die individuellen methodischen Vor- und Nachteile transparenter zu machen, wurde eine Quarz, Muscovit-Probe mit allen Verfahren untersucht.

Petrologie metamorpher und magmatischer Gesteine

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. V. Schenk

Im Mittelpunkt des Forschungsinteresses stehen tektonische und thermische Prozesse sowie chemische Stoffumsätze in Subduktionszonen und innerhalb der konti­nentalen Kruste. Die Prozesse laufen vor allem zu Zeiten von Gebirgsbildungen bei Kontinentalkollisionen ab. Forschungsobjekte sind daher die Minerale, das Gefüge und die Geochemie metamorpher Gesteine, die Auskünfte über den Aufbau, die Entstehung und die Entwicklung der kontinentalen Kruste geben.

Kooperationen mit: ENS Paris; Zentrallaboratorium für Geochronologie, Universität Münster; Universität Heidelberg; School of Mines, Lusaka, Sambia; Geological Survey of Malawi; University of Dar-es-Salam, Tansania; Geological Survey of Egypt (Egsma).

Bildung und Subduktion ozeanischer Lithospäre im Präkambrium: Eklogite im panafrikanischen Zambesi Belt Sambias

Projektleiter: Prof. Dr. V. Schenk Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. T. John; Dr. F. Tembo, Lusaka; Prof. Dr. K. Mezger, Münster; Dr. K. Haase.

Laufzeit: 1998 - 2001

Zwischem dem archaischen Tansania-Kraton im Norden und dem Kalahari-Kraton im Süden kam es im späten Präkambrium zur Ausbildung eines Ost-West-streichenden Gebirgsgürtels, dessen geodynamischer Ursprung nicht gut verstanden ist. Die Untersuchung von Eklogiten und Talk-Disthenschiefern aus diesem Gebirge belegen, dass es zwischen den Kratonen zur Bildung von ozeanischer Lithosphäre kam (ca. 800 Mill. Jahre), die vor ca. 530 Mill. Jahren wieder subduziert wurde. Die Entdeckung dieser Morb--Eklogite hat weitreichende Konse-quenzen für die Rekonstruktion der Bildung des Gondwana-Kontinents. Die mit den Eklogiten assoziierten Krustengestgeine lassen eine starke Krustenverdickung erkennen, die vermutlich auf die Kontinent-Kollision vor ca. 530 Mill. Jahren zurückzuführen ist.

Metamorphose und granitischer Magmatismus im aufgeschlossenen Krustenprofil von Kalabrien, Süd-Italien

Projektleiter: Prof. Dr. V. Schenk Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. T. Graeßner, Prof. Dr. K. Mezger, Dr. M. Bröcker; Münster; S. Brandt, C. Spiegel.

Laufzeit: 1996 - 1999

Gekippte und an der Erdoberfläche aufgeschlossene Profile durch die kontinentale Kruste sind sehr selten, bieten aber die weitaus beste Gelegenheit, den lithologischen Aufbau und die genetischen Beziehungen der einzelnen Lagen einer Kruste zu studieren. In Kalabrien sind die granulitfazielle Unterkruste, die granitoide mittlere Kruste und die amphibolit- bis grünschieferfazielle Oberkruste auf engem Raum nebeneinander aufgeschlossen. U-Pb Altersdatierungen von Monaziten aus Gesteinen aller Krustenniveaus fallen in den engen Zeitraum von ca. 296 bis 304 Millionen Jahren. Magmatismus und Metamorphose sind somit gleichen Alters, was auf eine genetische Beziehung zwischen beiden Ereignisse schließen lässt. Der Aufstieg granitischer Magmen in die Oberkruste sorgte in effektiver Weise für den Wärmetransport und verursachte dort eine Niederdruck-/Hochtemperaturmetamorphose. Der Temperaturunterschied zwischen Oberkante Unterkruste (ca. 20 km Tiefe) und Unterkante Oberkruste (ca. 10 km) ist durch den konvektiven Wärmetransport in der Kruste relativ gering (700° C vs. 620° C). Bei der alpidischen Gebirgsbildung wurde die Kruste an ihrer Basis auf ursprünglich niedriger metamorphe Gesteine der mittleren Kruste überschoben. Alpidisches Granatneuwachstum bei hohen Drücken in diesen jetzt unterlagernden Gneisen und Schiefern belegt eindrucksvoll dieses Überschiebungsereignis.

Spurenelemantzonierung in Granat als Monitor krustaler Schmelzprozesse

Projektleiter: Prof. Dr. V. Schenk. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. P Appel.

Laufzeit: 1998 - 1999.

Aufschmelzung von pelitschem Krustenmaterial unter trockenen Bedingungen ("Fluid-absent melting") ist ein wichtiger Prozess in der mittleren und unteren Kruste und kann zur Bildung granitischer Schmelzen führen, deren Größenskala vom cm-Bereich in Migmatiten bis zu über 100 km in Batholithen reicht. Granate in tonigen Meta-Sedimenten wachsen bei aufsteigender Metamorphose überwiegend aufgrund von kontinuierlichen Dehydratations­reaktionen, bei höheren Temperaturen ist auch Schmelze beteiligt. Sind die Drücke dabei größer als etwa 0,35 GPa, so entsteht in solchen Metapeliten granitische Schmelze durch Abbau von Muskovit, eine Reaktion die diskontinuierlich verläuft und die daher zu Schmelzbildung bei einer definierten Temperatur führt. Als Folge davon stellen sich Sprünge in Spurenelementzonierungen des koexistierenden Granats ein, deren Amplituden von der Menge der gebildeten Schmelze, den Verteilungskoeffizienten und dem Modalbestand des Gesteins vor und nach der Reaktion abhängen. Mit der Kenntnis dieser Parameter können die Sprünge der Spurenelementzonierungen rechnerisch modelliert werden und damit die Menge der gebildeten Silikatschmelze in den Metapeliten ermittelt werden. An Gesteinen aus petrologisch gut charakterisierten Gebieten (z.B. Kalabrien) können Vergleiche zwischen berechneten Schmelzanteilen und den im Gelände beobachteten Leukosomanteilen erfolgen. Daraus können Folgerungen über Bildungsmechanismen, Transport und Mobilität granitischer Schmelzen in der Kruste gezogen werden.

Temperaturen und tektonische Vorgänge bei ultratiefer Subduktion kontinentaler Kruste, Dora Maira Massiv, Westalpen

Projektleiter: Prof. Dr. V. Schenk. Förderung: DFG, DAAD

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. C. Chopin, Paris & G. Simon.

Laufzeit: 1995 - 1999

Vor 15 Jahren lieferte der Fund von den metamorph gebildeten Mineralen Coesit und Diamant in Gesteinen der kontinentalen Kruste den Beleg, dass durch den Subduktionsprozess an aktiven Kontinentalrändern tektonische Späne von leichten granitoiden Krustengesteinen bis in Manteltiefen von 100 - 140 km hinabgezogen werden können (Ultrahochdruck-Metamorphose).

Das Projekt beschäftigte sich mit der Petrologie eines solchen ultratief subduzierten tektonischen Spans im Dora Maira Massiv der italienischen Westalpen, um die thermische, tektonische und Fluidentwicklung in einer solchen Subduktionszone besser zu verstehen.

Im Rahmen des Projektes wurde durch petrologische Geländeaufnahmen das bisher noch unbekannte tektonische Nordwestende der UHP-Einheit in Dora Maira Massiv kartenmäßig aufgenommen und damit die Ausmaße der Einheit erfasst: Die UHP-Einheit bildet eine tektonischen Linse von 15 km NW-SE Ausdehnung und ca. 500 m Mächtigkeit, die zwischen tektonischen Einheiten geringerer Subduktionstiefe eingeschleppt ist. Die Entdeckung von polymineralischen "Einschlüssen" in Pyrop-Megablasten, die aus verschiedenen Kombinationen von Enstatit, Gedrit, Sapphirin, Magnesiostaurolith, Korund, Spinell, Clinochlor und Talk bestehen, schien auf ein bisher unbekanntes hochtemperiertes granulitfazielles Entwicklungsstadium der Uhp-Einheit hinzuweisen.

Die texturell gewonnene Erkenntnis, dass die hochtemperierten Einschlüsse auf spät gebildeten Rissen in den Megablasten entstanden sind, stand im Widerspruch zu der früheren petrologischen Ableitung einer kalten und mit Abkühlung verbundenen Heraushebung der Uhp-Einheit. Der Widerspruch kann gelöst werden, wenn die granulitfaziellen Rissvergesellschaftungen unter niedrigen H2O-Aktivitäten zwischen 600 und 650° C gebildet wurden, während in der Gesteinsmatrix hohe H2O-Aktivitäten herrschten.

Ultrahoch-Temperatur-Metamorphose im Champira-Dom von Malawi

Projektleitung: Prof. Dr. V. Schenk Förderung: DFG

Beteiligter Wissenschaftler: Dr. P. Raase

Laufzeit: 1998 - 2001

Im Champira-Dom von Nord-Malawi wurden in Sillimanit-Granat-Cordierit-Orthopyroxen-Spinell- führenden Metasedimenten Relikte einer Ultrahoch-Temperatur-Metamorphose gefunden: (1) Relikte von Sapphirin neben Quarz, (2) ternäre Feldspäte, die jetzt zu Mesoperthiten und Antiperthiten entmischt sind, und (3) Osumilith, der zu einem Symplektit aus Cordierit, Kalifeldspat, Quarz und Orthopyroxen zerfallen ist. Die thermodynamischen Stabilitäten von Osumilith, Sapphirin+Quartz und von ternären Feldspäten implizieren Meta­morphosetemperaturen von mindestens 900°C. Solch hohe Temperaturen in der tieferen Kruste können nicht unter stabilen Geothermen erreicht werden, sondern weisen auf magmatische Intrusionen als zusätzliche Wärmequelle für die Regional-Metamorphose hin.

Der Champira-Dom im Norden von Malawi ist ein tektonischer Span aus Metasedimenten, der gegenüber den umgebenden Gesteinen eine unterschiedliche strukturelle und meta­morphe Entwicklung erfahren hat. Der Dom liegt in einem Übergangsbereich, in dem sich drei verschieden alte Gebirge überschneiden: der mittelproterozoische Irumiden-Gürtel, der paläoproterozoische Ubendian-Gürtel und der neoproterozoisch-kambrische Mozambique-Gürtel. In den Irumiden und im Ubendian-Gürtel gibt es auch anderenorts Metasedimente, die unter granulitfaziellen Bedingungen zu Granat-Cordierit-Gneisen metamorph umgewan­delt wurden. U-Pb-Altersdatierungen von Monazit müssen zeigen, während welcher Oro­genese die extremen Temperaturbedingungen geherrscht haben.

Entwicklung der Zusammensetzung der Gesteinsfluiden in Früh-Proterozoischen Eklogiten des Usagaran Belt, Tanzania.

Projektleiter: Prof. Dr. V. Schenk. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. P. Herms.

Laufzeit: 1998 - 2001

Die chemische Zusammensetzung von Gesteins-Fluiden werden von den Prozessen der Metamorphose selber kontrolliert und sind daher auch abhängig von dem geodynamischen Milieu, in welchem die Metamorphose stattfindet. In diesem Projekt wurden Fluidein­schlüsse in Mineralen von Metasedimenten und Metabasiten einer Ozeankruste untersucht, die vor 2 Ga bei der Subduktion am Ostrand des Tanzania-Kratons metamor­phosiert wurden. Diese Fluideinschlüsse representieren Relikte der Fluide, die während der Subduktion in 60 km Tiefe im Gestein vorhanden waren. Es kann gezeigt werden, dass die Fluide einen Ein­fluss auf die metamorphen Prozesse hatte, CO2 und CO2-N2 reich war sowie Ca und Mg Komponenten gelöst enthielt. Zusätzlich auftretende H2O-reiche Einschlussrelikte mit NaCl, Ca/MgCl2 und N2 deuten darauf hin, dass in großer Tiefe eine ursprünglich H2O-CO2±N2±NaCl±Ca/MgCl2 Fluide anwesend war, die beim Wiederaufstieg der Gesteine an die Erdoberfläche in einer Tiefe von ca. 30 km bei noch hohen Temperaturen um 800°C das Wasser verloren hat. Eine solche freigesetzte Fluide ist im Rahmen von Subduktionspro­zessen verantwortlich für Schmelzbildung, für die Zusammensetzung der Schmelze und sie ist als wesentliches Medium für den Elementtransport zwischen abtauchender ozeanischer Kruste und dem Oberen Mantel anzusehen.

Metamorphe Zonierung und zeitliche Entwicklung archaischer Krusten: Grenville Province (Kanada) und Süd-Madagaskar

Projektleiter: Dr. D. Ackermand Förderung: DFG, NATO, Volkswagen-Stiftung, DAAD

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Dr. B. F. Windley, Leicester, UK; Dr. R.K. Herd, Ottawa, Kanada; Prof. Dr. T. Razakamanana, Toliara, Madagaskar.

Laufzeiten: 1990 - 1999; 1996 - 2001

Die durch Scherzonen ausgeprägten Einheiten des Präkambriums im kanadischen Grenville und in Süd-Madagaskar sind Schlüsselregionen für die Untersuchung von Mineralstabilitäten in Abhängigkeit von Druck und Temperatur, wodurch metamorphe Zonierungen gekenn­zeichnet werden. Infolge tektonischer Fragmentierungen, verbunden mit regional unter­schiedlichen Hebungen und intensiven Abtragungen, werden weiträumig Einblicke in Krustenniveaus von bis zu 30 km Tiefe ermöglicht. Dadurch konnten weitere Erkenntnisse zur lithologischen Zonierung der archaischen kontinentalen Kruste aufgezeigt werden. Mit Mitteln der Volkswagen-Stiftung und des DAAD wurden für Toliara Geländeausrüstungen (GPS's, Kompasse, Metallsuchgerät, Geiger-Müller-Zähler etc.), Kommunikationsgeräte und Lehrmittel angeschafft sowie ein Gesteinssäge- und Dünnschliffschleif-Labor eingerichtet, wodurch die eigenständige Arbeit zur genannten Fragestellung in Toliara ermöglicht wird.

Petrologische Untersuchungen zur Herkunft und Bildung von Al-P- und Al-B-Phasen in Quarzitserien von Süd-Madagaskar

Projektleiter: Dr. D. Ackermand; Prof. Dr. G. Morteani, TU München Förderung: DFG, VW-Stiftung

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Dr. T. Razakamanana, Toliara, Madagaskar.

Laufzeit: 1995 - 2000

Al-X-Y-Phosphate und die mit ihnen assoziierten Al-Borate kommen weltweit in Quarzit­serien vor. Diese Phasen weisen auf einen ungewöhnlichen Gesteinschemismus und auf ein seltenes Bildungsmilieu hin. Erste Untersuchungen an solchen Quarzit-Vorkommen in Süd-Madagaskar geben einen Hinweis auf einen subvulkanischen Ursprung in Verbindung mit einer sekundären Überprägung durch Meerwasser.

Ökonomisches Potential der Mineralisationen in Süd-Madagaskar

Projektleiter: Dr. D. Ackermand; Prof. Dr. G. Morteani, TU München Förderung: VW-Stiftung

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Drs. T. Razakamanana & A. Razafiniparany, Toliara, Madagaskar.

Laufzeit: 1998 - 2000

Das Präkambrium Süd-Madagaskars unterteilt sich in drei tektonische Blöcke, die unterschiedliche Mineralisationen führen. Im Vohibory Block sind neoproterozoische Au-Ag-Cu-Pb-Zn Lager weit verbreitet und in den Bekily und Tranomaro Blöcken finden sich Fe-Ti-, Au-, U-Th- und Sn-W- Mineralisationen, deren Entstehung untersucht wird.

Experimentelle und theoretische Petrologie

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. L. Cemiã

Phasenpetrologische Untersuchungen im System Lazulith (MgAl2[OH/PO4]2) -Scorzalith (FeAl2[OH/PO4]2)

Projektleiter: Prof. Dr. L. Cemiã, Priv. Doz. Dr. P. Schmid-Beurmann Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Min. R. Selke

Laufzeit: 2000 - 2002.

Im vorliegenden Projekt sollen thermodynamische Daten für die geowissenschaftlich relevante Mischkristallreihe der Mg-Fe-Al-Phosphate Lazulith und Scorzalith ermittelt werden. Mit den gewonnenen Daten soll die Stabilität dieser Phasen bei den P-T-Bedingungen der niedriggradigen Metamorphose eindeutig geklärt werden. Eine klare Eingrenzung einer eventuell existierenden Mischungslücke in diesem System kann darüberhinaus zu geothermometrischen Zwecken verwendet werden.

Bestimmung thermodynamischer Daten von geowissenschaftlich relevanten Mg-Al-Phosphaten aus Phasengleichgewichten und Wärmekapazitätsmessungen.

Projektleiter: Priv. Doz. Dr. P. Schmid-Beurmann, Prof. Dr. L. Cemiã Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. F. Brunet, Ecole Normale Supérieure, Paris.

Laufzeit: 2001 - 2003.

Zuverlässige thermodynamische Grunddaten bilden die Basis für eine erfolgreiche Anwendung von Phasengleichgewichten als Geobaro- bzw. Geothermometer. Für Phosphate fehlen solche Daten bisher weitgehend. In diesem Projekt sollen daher Bildungsenthalpien und konventionelle Standardentropie von Lazulith (MgAl2(OH)2(PO4)2), MgAlPO4O und Augelith (Al2(OH)3PO4) sowie die Wärmekapazitäten cn Trolleit (Al4(OH)3(PO4)3), Augelith, Farringtonit und Mg3(PO4)2-II bestimmt werden.

Zwei-Feldspat-Thermometer

Projektleiter: Prof. Dr. L. Cemiã, Prof. Dr. H. Kroll, Münster Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. A. Benisek

Laufzeit: 2000-2002

Im Rahmen dieses Projekts werden mit Hilfe der Hochtemperatur-Lösungskalorimetrie die Mischungswärmen in den binären Subsystemen Albit - Anorthit, Albit - Kalifeldspat und Anorthit - Kalifeldspat gemessen. Daraus werden die Wechselwirkungsparameter sowohl für die binären Subsysteme als auch für das ternäre System ermittelt. Die gewonnen Daten werden zur Verbesserung des Zwei-Feldspat-Geothermometers herangezogen.

Bestimmung der thermischen Stabilität von Hedenbergit mit Hilfe der EMK

Projektleitung: Prof. Dr. L. Cemiã

Beteiligte Wissenschaftler: U. Schürmann

Laufzeit 2000-2001

Durch Messungen der Emk als Funktion der Temperatur werden die Oxydations- und Reduktionsgrenze von Hedenbergit bestimmt. Aus dem Verlauf der Reaktionsgrenzen werden zudem die freie Bildungsenthalpie, Enthalpie und Standardentropie des Minerals gewonnen. Zudem werden Informationen zur Fehlstellenbildung erhalten.

Bestimmung der Bildungsenthalpie von Petalit

Projektleitung: Prof. Dr. L. Cemiã Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. D. Faßhauer, Bochum.

Laufzeit: 1999-2000

Mit Hilfe der Hochtemperatur-Lösungs-Kalorimetrie wurde die Bildungswärme von Petalit bestimmt. Die Bestimmung der Bildungswärme beruhte auf zwei linear unabhängigen Reaktionsgleichungen. Das Ergebnis stimmte mit dem rechnerisch nach der Bayes-Methode vorausgesagten gut überein.

Clusterbildung und Entmischungen in Granat-Mischkristallen: Spannungsfelder im Nano- und Mikrostrukturbereich

Beteiligte Wissenschaftler: PD Dr. C.A. Geiger Förderung: DFG SPP

In Koop. mit: Dr. M. Dove, Prof. Dr. V. Heine, Cambridge, UK.

Arbeitsgebiet: Experimentelle Mineralogie

Laufzeit: 01.09.1998-31.08.2003

Es sollen Cluster und Entmischungen in silicatischen binären Granatmischkristallen experi­mentell und theoretisch untersucht werden. Die atomistischen, strukturellen und energeti­schen Prozesse, die die Bildung und P-T-Stabilität von Mischkristallen steuern, sind nicht völlig verstanden. Die Entstehung von Clustern aus einem homogenen ungeordneten Misch­kristall und darauffolgende Entmischung bei noch niedrigeren Temperaturen in zwei verschiedene Phasen müsste zu Gitterspannungen bzw. Strukturgradienten vom mikro­skopischen bis hin zum mesoskopischen Bereich führen. Um ein vollständiges physikalisches Bild zu bekommen, sollen die Mischkristalle über verschiedene Korrelations­längen mit verschie­denen spektroskopischen und Röntgenbeugungs-Methoden untersucht werden. An einfacheren Granat-Mischkristall-Systemen sollen auch gitterenergetische Modellrechnungen durchgeführt werden. Durch genauere Untersuchungen verschiedener struktureller Eigenschaften im mikroskopischen bis hin zum mesoskopischen Bereich wird es möglich, makroskopische Eigenschaften (z.B. die thermodynamische) zu verstehen.

Single-Crystal Polarized Raman Spectroscopic Measurements on Rock-Forming Silicates

Beteiligte Wissenschaftler: C.A. Geiger Förderung: Volkswagen-Stiftung

In Koop. mit: Dr. B. Kolesov, Novosibirsk, Russland.

Arbeitsgebiet: Mineralphysik

Laufzeit: 01.05.1997 - 01.10.2000

The general goal of this project is to investigate the crystal chemistry and thermodynamic properties of important rock-forming silicates. Specifically, a Raman spectro­scopic investiga­tion will permit a better understanding of the crystal chemistry of the three phases olivine (Mg,Fe)2SiO4, cordierite (Mg,Fe)2Al4Si5O18.(H2O,CO2) and garnet (Ca,Mg,Fe,Mg)2Al2Si3 O12.Measurements should be made to high temperatures to enable a better understanding of the dynamic, structural and crystallochemical properties of minerals in thermodynamic regimes relevant for geologic processes.

Spektroskopische und kalorimetrische Messungen an Cordieriten und ihre Anwendung in der Mineralogie

Beteiligte Wissenschaftler: Priv. Doz. Dr. C.A. Geiger Förderung: DFG

In Koop. mit: Prof. Dr. H. Rager, Marburg; Prof. Dr. T. Armbruster, Bern.

Arbeitsgebiet: Experimentelle Mineralogie

Laufzeit: 1.10.2000 -

An natürlichen Mg-Fe-Cordierit-Mischkristallen wurden bisher nur relativ wenige spektro­skopische Messungen durchgeführt. Eine noch wichtige Frage ist, wie geringe Mengen des Fe3+ in der Struktur eingebaut sind. Vorläufige Mössbauer- und Esr-Messungen deuten dar­auf hin, dass es Al3+ in T(11) ersetzt. Außerdem ist sowohl die Frage der Wasserkonzentra­tion als Funktion des P und der T als auch die mögliche Orientierung des H2O Moleküls noch nicht völlig geklärt. Beides soll mittels Ir-Spektroskopie bestimmt werden. Einkris­tall-Raman-Messungen sollten Informationen über die Gitterdynamik bzw. Thermodynamik des Cordierits liefern.

Die Stabilität von wasserfreiem Mg- und Fe-Cordierit wurde niemals direkt bestimmt. Im Rahmen dieses Antrages sollen die Wärmekapazitäten Cp von Mg- und Fe-Cordieriten zwischen 0 K und 300 K bestimmt und ihre Bildungsenthalpien bei 973 K gemessen werden. Zusätzlich sollen die Aktivitäten von Mg-Fe-Cordierit-Mischkristallen durch Hochtemperatur-Lösungs-Kalorimetrie bestimmt werden. Diese kalorimetrischen Daten sollen es ermöglichen, die Phasenbeziehungen von Mg-Fe-Cordieriten zu quantifizieren.


Geophysik

Lithosphärenforschung

Leiter der Forschungsgruppe: Prof. Drs. B. Milkereit, W. Rabbel.

Die Arbeitsgruppe befasst sich mit methodischen Entwicklungen auf dem Gebiet der Seismik und ihrer Anwendung auf die Erkundung der Erdkruste und des oberen Erdmantels.

TOR1 -teleseismische Untersuchung der Transeuropäischen Suturzone

Projektleitung: Prof. Dr. W. Rabbel Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. M. Budweg, H. Busche, I. Wölbern.

In Koop. mit: Gfz Potsdam; Uni Leipzig; Uni Zürich; KoMS Kopenhagen.

Laufzeit: 1997 -

Das Europrobe-Projekt Tor-1 ist eine teleseismische Untersuchung des nördlichen Abschnitts der Transeuropäischen Suturzone (Tesz), wobei der Schwerpunkt auf der Erforschung der seismischen Struktur des oberen Erdmantels zwischen 30 und 300 km Tiefe liegt. Das Tor-1-Profil ist ca. 1000 km lang, reicht von Bielefeld bis Stockholm, quert damit die wichtigsten tektonischen Einheiten der Tesz, u.a. die Sorgenfrei-Tornquist Zone und die Caledonische Sutur.

Deep Vertical Seismic Profiling at the Continental Deep Drilling Site, Germany

Projektleiter: Prof. Dr. W. Rabbel Förderung: DFG, Nsf, Icdp

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. T. Beilecke; cand. geophys. A. Frank, D. Fischer.

In Koop. mit: Gfz Potsdam; Unis Wyoming; Karlsruhe; München; Memphis; Gga Hannover.

Laufzeit: 1997 -

An der Kontinentalen Tiefbohrung (Ktb Oberpfalz) wird ein umfangreiches bohrlochseis­misches Messprogramm durchgeführt. Diese Messungen sind das wichtigste Bindeglied zwischen seismischen Messungen an der Erdoberfläche und Bohrbe­funden. Sie stellen eine "Kalibrierung" der Oberflächenseismik dar. Beantwortet werden sollen u.a. Fragen nach der Ursache und Struktur der seismischen Reflektoren im Kristallin und der Rolle tiefer fluidführender Klüfte.

Dobre - Tiefenstruktur des Donbas-Beckens (Ukraine)

Projektleiter: Prof. Dr. W. Rabbel Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. Th. Beilecke, cand. geophys. F. Landerer.

In Zusammenarbeit mit Partnern aus Dänemark, Deutschland, den Niederlanden, Polen und der Ukraine wurden refraktions- und reflexionsseismische Profile durch das Pribyat-Dujepr-Donets-Becken erstellt. Ziel ist die Erforschung von Struktur und Entstehung von intrakratonischen Sedimentbecken und Beckeninversionen entlang der Transeuorpäischen Suturzone.

Gedepth II "Geophysikalische Untersuchungen zur Entstehung des Tibetplateaus"

Projektleiter: Prof. Dr. R. Meissner Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: T. Kling.

In Koop. mit: Dr. J. Mechie (federführend), Gfz-Potsdam; Uni Würzburg.

Laufzeit: 1998 - 2001

Als Fortsetzung früherer seismischer und seismologischer Arbeiten in Süd-Tibet wurden 30 seismologische Stationen für eine Dauerregistrierung längs eines 400 km langen Profils in Tibet aufgestellt. Neben der einjährigen Registrierung lokaler und entfernter Erdbeben wurden im Juli 1998 die Signale großer Schüsse aufgenommen. Die Ergebnisse zeigen eine 70 km dicke Kruste im südlichen Lhasa-Block, die sich nordwärts im Chantang Block auf 65 km Tiefe verdünnt. Sowohl die (sialische) Oberkruste wie die mafisch-granulitische Unterkruste haben sich gegenüber einer "normalen" Kruste verdoppelt. Zwischen den beiden Krustenblöcken wurde eine breite, tiefe Störung erkannt. Hier ändert sich die seismische Anisotropie sprunghaft und deutet im nördlichen Block eine "escape tectonic" der ganzen Lithosphäre nach Osten hin an.

Desert 2000 "Geophysikalische Untersuchung des Dead Sea Rifts"

Projektleiter: Prof. Dr. M. Weber (federführend, Gfz Potsdam). Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Dr. B. Milkereit.

Laufzeit: 2000 - 2001

Das Dead Sea Rift/Transform-System zwischen der Afrikanischen und Arabischen Platte spielt eine Schlüsselrolle im Verständnis globaler Tektonik. Die relativ einfache regionale Spannungsverteilung unterscheidet diese Struktur von der San Andreas Störung in Kalifor­nian oder der Nordanatolischen Verwerfung in der Türkei. Unter Federführung des Gfz-Potsdam wurden im Frühjahr 2000 erste geophysikalische Messungen auf einem 300 km langen Profil über das Dead Sea Rift durchgeführt. Arbeitsgruppen aus Israel, Jordanien, Palestina und Deutschland werden sowohl die Detailstruktur des Störungssystems als auch den Lithosphärenaufbau (z.B. Topographie an der Krusten-Mantel-Grenze) untersuchen.

Angewandte Seismologie

Mitarbeiter der Forschungsgruppe: Prof. Dr. B. Milkereit, Dr. T. Bohlen

Die Arbeitsgruppe Angewandte Seismologie befasst sich mit der Analyse und Interpretation der seismischen Wellenausbreitung in komplexen dreidimensionalen geologischen Strukturen. Ziel ist die Entwicklung neuer seismischer Verfahren zur Abbildung und Charakterisierung von Reservoirs-Strukturen, wie. z.B. geothermische Tiefenspeicher, Baryt-Ganglagerstätten, Erzkörper oder Gasansammlungen in oberflächennahen Sedimenten. Wesentliches Werkzeug bei diesen Untersuchungen ist die (rechenzeitintensive) numerische Simulation der Wellenausbreitung in komplexen Reservoir-Strukturen. Die Modellierung des vollständigen Wellenfeldes vertieft das Verständnis und dient dazu, entwickelte Datenbearbeitungsmethoden an synthetischen Daten zu testen und weiter zu entwickeln, bevor sie im realen Fall zur Anwendung kommen.

Geophysikalische und petrophysikalische Untersuchungen zum Einsatz seismischer Verfahren in der Mineralexploration

Projektleiter: Prof. Dr. B. Milkereit, Dr. T. Bohlen Förderung: Bgr, Hannover.

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. D. Wachsmuth

In Koop. mit: Bgr; Sachtleben Bergbau Services.

Laufzeit: 1998 - 1999

In einer Schwerspatlagerstätte mit komplexer Gangstruktur wurden geophysikalische und petrophysikalische Untersuchungen zur Exploration eingesetzt. Zum Einsatz im Feld kamen verschiedene reflexionsseismische Verfahren, Georadar-Messungen sowie Bohrloch­messungen (Seismik, Sonic, Gammastrahlen, Televiewer). Diese Messungen wurden korreliert und interpretiert durch Labormessungen an Gesteinskernen zur Bestimmung der Kompressions- und Scherwellengeschwindigkeit des Schwerspats und des Nebengesteins unter variablen Drucken.

Analyse dispersiver Oberflächenwellen im submarinen Permafrost der Laptewsee

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Dr. B. Milkereit, Dr. T. Bohlen Förderung: Bgr Hannover.

Laufzeit: 1998 - 1999

Ziel dieser Studie ist es, das Potential neuer Auswertemethoden zu untersuchen, die eine Extraktion von Informationen über die Existenz und Zusammensetzung des Permafrosts in der Laptewsee aus seismischen Daten erlauben. Im Vordergrund steht dabei die Analyse dispersiver Eigenschaften von Grenzflächenwellen, die eine Rekonstruktion der Scherwellengeschwindigkeitsstruktur erlauben.

Ingenieur- und Umweltgeophysik

Mitarbeiter in der Forschungsgruppe: Prof. Drs. W. Rabbel, R. Meißner; Dr. H. Stümpel

Die Arbeitsgruppe befasst sich mit der anwendungsbezogenen Erkundung des oberflächen­nahen Untergrundes bis zu einer Tiefe von ca. 100 m. Die Forschungsaktivitäten umfassen die Schwerpunkte Archäometrie, Deponie- und Altlastunter­suchung, Salzstock- und Grund­wasserprospektion und Softwareentwicklung zur Signalbearbeitung und -interpretation.

Präferenzielle Fließwege: 3D Wasser- und Stoffdynamik in heterogenen Medien

Projektleiter: Prof. Dr. R. Meißner. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Prof. Drs. B. Lennartz, W. Rabbel; Drs. S.A. al Hagrey, J. Michaelsen; Dipl.-Geophys. D. Wachsmuth, B. Schmalz.

Arbeitsgebiet: Uni-Kiel Campus, Hohenschulen (bei Kiel); Lissabon, Portugal.

Laufzeit: 1994 - 2000

Im Rahmen des schon seit mehreren Jahren laufenden Projektes wurden verschiedene Infiltrationsexperimente in einem Großmodell mit unterschiedlichen Untergrundszenarien durchgeführt. Ziel ist ein genaueres Verständnis der Fließvorgänge in der ungesättigten vadosen Bodenzone bis zum Grundwasser. Angewendete Verfahren und Methoden sind dabei Georadar, Geoelektrik sowie Tdr als auch Tensiometer. Nach einem Schwerpunkt auf der Geoelektrik in den vergangenen Jahren wurde bei den aktuellen Experimenten verstärkt auf eine Auswertung von 3D Georadardaten, begleitet von Modellierungen des Wasserflusses, gelegt. Ziel ist neben einer Visualisierung des Fließvorgangs vor allem Parameter aus den Georadardaten zu extrahieren, mit denen realistischere Modelle für die hydrologische Modellierung der Prozesse mittels eines stochastischen Untergrundmodells erzielt werden sollen. Dazu wurden die Radardaten einer Art Attributanalyse unterzogen und entsprechende Parametersätze, die die stochastischen Variationen beschreiben, zusammengestellt. Ein Vergleich mit verschiedenen modellierten Untergrundmodellen zeigte, dass stochastische Untergrundmodelle die beobachteten Daten besser erklären können als konventionelle Modelle. Für die Zukunft ist eine Kopplung der Parametersätze mit dem entsprechenden Input der hydrologischen Modellierung geplant.

3D-Scherwellenseismik in der Archäometrie

Projektleiter: Prof. Dr. W. Rabbel Förderung: Uni Kiel, DFG.

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. H. Stümpel, F. Demirel; Dipl.-Geophys. S. Wölz.

Laufzeit: 1999 -

Anlässlich einer Vermessung des seit der Antike verlandeten "Löwenhafens" von Milet (Westtürkei) werden neue Verfahren zur Interpretation höchstauflösender Scherwellenseismik entwickelt. Schwerpunkt ist die Bearbeitung flächenhaft, vektoriell aufgezeichneter Wellenfelder, mit denen Details der Untergrundstruktur bis in den 1 m-Bereich hin abgebildet werden.

Hydrogeologische Erkundung mit Reflexionsseismik im Bereich Sonderjylland/ Schleswig

Projektleiter: Prof. Dr. W. Rabbel Förderung: LaNU Schleswig-Holstein, Eu

Beteiligte Wissenschaftler: Drs. R. Kirsch, LaNU;. H. Borus, H. Stümpel; Dipl.-Geophys. D. Wachsmuth.

Laufzeit: 2000 - 2002.

In einem Gemeinschaftsprojekt mit dänischen Partnern (Srnderjyllands Amt, Univ. Aarhus) und dem LANU Schleswig-Holstein wird die hydrogeologische Situation im deutsch-dänischen Grenzbereich bei Flensburg reflexionsseismisch erkundet. Ziel der Untersuchungen ist die für die Wasserversorgung bedeutende "Ribe-Formation".

Archäometrie und Geophysik

Projektleiter: Dr. H. Stümpel Förderung: DFG; Thyssen Stiftung.

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. F. Demirel, Prof. Dr. W. Rabbel

In Koop. mit: verschiedenen Instituten der Archäologie und Landesämtern.

Laufzeit: 1990-2000.

In der Archäometrie werden mit geophysikalischem Prospektionsmethoden archäologische Objekte im Untergrund gesucht bzw. kartiert. Der Einsatz verschiedener Methoden am selben Objekt soll im Zusammenhang mit evtl. bekannten geologischen Parametern eine bessere Ansprache der Zielobjekte, wie Struktur oder Baustoffe, ermöglichen. Untersucht wurden antike Stätten in Deutschland, Italien, Griechenland und der Türkei.

Marine Geophysik

Mitarbeiter in der Forschungsgruppe: Dr. F. Theilen

Die Aktivitäten der Arbeitsgruppe Marine Geophysik lassen sich in drei Schwerpunkte zusammenfassen: (1) hochauflösende reflexionsseismische Untersuchungen an Schelfrändern und ozeanischen Rücken in verschiedenen Seegebieten, (2) in-situ- Experimente im Hinblick auf geotechnische und umweltrelevante Parameter mariner Sedimente und (3) die Entwicklung von Verfahren zur Ortung von Objekten unter dem Meeresboden. Die Vorhaben sind zum Teil in eine enge nationale und internationale Kooperation eingebettet.

Streuung und Reflexion seismischer Wellen im marinen Flachwasserbereich

Projektleiter: Prof. Dr. B. Milkereit, Dr. F. Theilen Förderung: DFG

Laufzeit: 1997 - 2000

Die hochfrequente marine Reflexionsseismik ist in der Lage, lateral kontinuierliche, geschichtete geologische Strukturen in oberflächennahen Sedimenten in drei Dimensionen abzubilden. Ziel dieses Projektes ist es nun, kleinräumige geologische, biogenene oder menschengemachte Strukturen im marinen Bereich über deren Streuantwort zu identifizieren, zu kartieren und Aussagen über deren Zusammensetzung, Form und Lage zu machen. Zu solchen Objekten zählen z.B. biogen enstandene Gasansammlungen, Altmunition, Wracks, Versorgungsleitungen oder archäologische Objekte.

Kanaren-Gas: Gaslagerstätten im Südkanarischen Becken

Projektleiter: Dr. F. Theilen, Prof. Dr. B. Milkereit. Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschafler: Dr. C. Müller

Laufzeit: 1999 - 2000

Das Vorhaben befasst sich mit der reflexionsseismischen Kartierung der Verbreitung und Mächtigkeit großräumiger tiefgelegener Gaslagerstätten im Südkanarischen Becken. Sie erscheinen in den seismischen Sektionen als ausgeprägte "Bright Spots" in einer Tiefe von 300-600 m unter dem Meeresboden bei einer Wassertiefe von 3.600 m. Die Kompressionswellenstruktur deutet eine nur geringe Mächtigkeit von unter 50 m an. Bei den Gasen kann es sich um Methan handeln, in diesem Seegebiet ist aber auch an CO2-angereichertes Gas vulkanischen Ursprungs zu denken.

Hydrothermale Zirkulation am Kolbeinseyrücken

Projektleiter: Dr. F. Theilen Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. C. Riedel.

Laufzeit: 1999 - 2000

Das Vorhaben befasst sich mit der reflexionsseismischen Kartierung geologischer Strukturen unter aktiven und erloschenen Hydrothermalfeldern im Bereich des Kolbeinseyrückens nördlich von Island. Diese sind eindeutig durch ein Verwerfungssystem charakterisiert, die den Aufstieg heißer Wässer begünstigen. Im Umfeld der hydrothermalen Zonen zeigen die seismischen Sektionen überwiegend anhydritische und basaltische Ablagerungen. Zwei Profile über den südlichen Ausläufer des Kolbeiseyrückens lassen einen durchgehenden Reflektor in einer Tiefe von 1,5 Sek. Twt erkennen. Er kann die Oberfläche einer Magmakammer darstellen, die als Wärmequelle für den Antrieb der hydrothermalen Zirkulation angesehen wird.

Untersuchung von Gesteinseigenschaften und Temperaturentwicklung in einer vulkanisch aktiven Region in der Tjörnes-Fracture Zone nördlich von Island (Tjoste)

Projektleiter: Dr. F. Theilen. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. C. Riedel.

Laufzeit: Ab 2000

Das Vorhaben befasst sich mit der Untersuchung seismischer Attribute (Frequenzspektrun, Avo-Verhalten) der Meeresbodenreflexion mehrkanaliger reflexionsseismischer Untersuchungen im Umfeld hydrothermaler Zonen. Diese Daten werden zusammen mit den Ergebnissen von Dredge- und Kernbeprobungen in ein neuronales Netz gespeist, um die punktuellen Beprobungen flächenhaft zu extrapolieren. Die Einbindung der tieferen Strukturen in das neuronale Netzwerk erfolgt einerseits durch reflexionsseismischen Daten, andererseits durch Randbedingungen, die sich aus geochemischen Untersuchungen ergeben. Das Vorhaben soll zu einem besseren Verständnis der hydrothermalen Zirkulation führen.

Submarine Gasreservoirs - ein Beitrag zum volatilen Stoffkreislauf?

Projektleiter: Prof. Dr. B. Milkereit, Dr. F. Theilen. Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: C. Müller

Laufzeit: 1998 - 2000

Im Apron des kanarischen Vulkansystems sind mit Hilfe hochfrequenter Mehrkanalseismik erstmals Hinweise auf gigantische submarine Gaslagerstätten gefunden worden. Das Projekt befasst sich mit der Integration vorliegender ODP-Bohrungen und neuerfasster seismischer Daten, sowie der Modellierung und Charakterisierung der sedimentären Gasreservoirs. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden durch die Analyse und Inversion von Weitwinkeldaten Bereiche wurden erniedrigter akustischer Impedanz verifiziert und ein Reservoirmodell aufgestellt.

Natürliches Labor Ostsee für methodische und technische Entwicklungen (Natlab)

Projektleiter: Dr. F. Theilen, Dr. M. Schmidt, Dr. T. Bohlen. Förderung: BMBF

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. G. Klein; Dipl.-Geol. O. Thießen.

Teilprojekt im BMBF-Projekt Inggas (Koordinator: Prof. Dr. T. Reston, Geomar) im Rahmen des Programms Geotechnologien "Gashydrate: Energieträger und Klimafaktor".

Laufzeit: 2000 - 2002

Das Vorhaben befasst sich mit der Entwicklung von Verfahren zur kontinuierlichen Erfassung von Scherwellengeschwindigkeiten unter dem Meeresboden unter Ausnutzung der Dispersionseigenschaften von Scholte-Grenzflächenwellen und P-S-transformierten Wellen. Dieses mit stationären Seismometern am Meeresboden erprobte Verfahren soll auf tief­geschleppte Streamer übertragen werden, um seine Effektivität zur flächenhaften Erfassung des Untergrundes zu erhöhen. Die dynamischen Schermoduli korrelieren mit der Scherfestigkeit der Sedimente und stellen damit einen wichtigen Parameter für die geotechnische Beurteilung des Meeresbodens dar. Hierbei stehen seine Stabilität bei unterschiedlichen Gasgehalten sowie seiner geochemischen und sedimentologischen Randbedingungen im Vordergrund. Die Untersuchungen erfolgen mit dem Ziel, die Stabilität gashydrathaltiger Meeresböden zu erfassen, sie lassen aber auch Anwendungen im Bereich der Offshoretechnik erwarten. Die Entwicklung der Verfahren erfolgt aus logistischen Gründen an gashaltigen Sedimenten in der Ostsee, sie werden danach auf Gashydratzonen unter Kontinentalrändern übertragen.

Seismische Kartierung der Scherwellengeschwindigkeit flacher mariner Sedimente (Scherseis)

Projektleiter: Dr. T. Bohlen, Dr. F. Theilen, Prof. Dr. B. Milkereit Förderung: DFG

Beteiligter Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. G. Klein.

Laufzeit: 2000 -

Das Vorhaben befasst sich mit der Messung und Auswertung von Oberflächenwellen bzw. dispersiven Grenzflächenwellen zur Erkundung sedimentärer Formationen im Flachwasser. Das Wellenfeld dieser Oberflächenwellen enthält wesentliche Informationen über den Aufbau und die Zusammensetzung des marinen Sedimentes insbesondere bezüglich dessen Scherfestigkeit. Die Scherfestigkeit ist ein wichtiger geotechnischer Parameter, z.B. für die Bestim­mung der Stabilität des Meeresbodens als Untergrund für z.B. Leitungen, Bauwerke, Plattformen. Ausgenutzt wird bei diesen Untersuchungen die hohe Empfindlichkeit der Dis­persionseigenschaften mariner Oberflächenwellen auf die Scherwellengeschwindigkeit. In einem tomographischen Oberflächenwellenexperiment soll die räumliche Variation der Scherwellengeschwindigkeit kartiert werden. Zielsetzung ist es, die methodische Vorentwicklung für eine robuste, einfache und effiziente dreidimensionale Kartierung der Scherwellengeschwindigkeit flacher, mariner Untergrundstrukturen zu schaffen.

Statistische Geophysik/Geoinformatik

Mitarbeiter in der Forschungsgruppe: Dr. C. Goltz, Prof. Dr. W. Rabbel

Diese neue Arbeitsgruppe befasst sich seit Anfang 1999 mit der Analyse und Modellierung der raumzeitlichen Evolution von Seismizitätsmustern mit modernen Methoden der statistischen Physik, Korrelation von Seismizität mit Krustenstrukturen und -Prozessen sowie klassische Seismologie im Sinne der Erfassung von Erdbebenparametern mit seismologischen Netzwerken. Eng verbunden mit diesen Fragestellungen ist der Komplex "Visualisierung und räumliche Analyse mittels Geographischer Informationssysteme". Die komplette Ausstattung für ein eigenes seismologisches Netzwerk (10 Stationen) konnte eingeworben werden und wird ab Mitte 2001 zur Verfügung stehen. Für den Neuaufbau der Erdbebenstation Helgoland wurde eine moderne Geräteausstattung beschafft.

Vergleichende Planetologie/Geodynamik

Mitarbeiter in der Forschungsgruppe: Prof. Drs. P. Janle, B. Milkereit.

Die Planetenforschung beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Evolution von planetaren Körpern, wobei die Erde als Planet mit einbezogen ist. Die Methodik der Forschung besteht zum einen aus der Bearbeitung des umfangreichen Bildmaterials von Planetenoberflächen und zum anderen aus geophysikalischen Modellrechnungen. Ein wichtiger Punkt ist die Einbeziehung der Erde in die "Vergleichende Planetologie". Ergebnisse aus anderen Disziplinen wie Geologie, Geomorphologie, Petrologie und Astrophysik werden zur Interpretation der Modelle herangezogen.

Potentialfeldmodellierungen des Chicxulub-Impaktkraters, Yucatan

Projektleiter: Prof. Drs. P. Janle, B. Milkereit Förderung: DFG "SP-ICDP"

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. J. Ebbing, M. Hammer, J. Koulouris.

Laufzeit: 1998 - 2000

Der Chicxulub-Krater mit einem Durchmesser um 200 km ist das einzige nahezu unversehrte Beispiel dieser Größenordnung auf der Erde. Zeitlich wird er genau an der Kreide/Tertiar-Grenze eingeordnet und damit auch für das große Artensterben an dieser Grenze verantwortlich gemacht. Seine Morphologie ist jedoch von einer tertiären Füllung bedeckt und damit nicht sichtbar. In diesem Projekt wurde auf der Basis von geophysikalischen Daten ein 3D Strukturmodell erstellt. Erstmalig wurde die Paläotopographie nach dem Einschlag rekonstruiert.

Ozeanische Impaktkrater

Projektleiter: Prof. Drs. P. Janle, B. Milkereit Förderung: DFG "SP-ICDP"

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. J. Kourlouris, S. Werner.

Laufzeit: 1998 - 2000

Die Signifikanz von möglichen großen Impaktkratern im Ozean wurde untersucht. Aus Kraterdurchmesser-Häufigkeitsrelationen wurde die Anzahl von großen Impaktkratern im tiefen Ozean abgeschätzt. Im gesamten tiefen Ozean sollte es 10 Krater mit Durchmessern D 30 km geben, einige mit D 50 km und einen mit D 100 km. Ausgehend vom Beispiel des Chicxulub Kraters sollte es kein signifikantes Signal in den Potentialfeldern geben.

Geophysikalische Untersuchungen des Bosumtwi Impaktkraters, Ghana

Projektleiter: Prof. Drs. B. Milkereit, P. Janle Förderung: DFG

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. T. Karp.

In Koop. mit: Universitäten Frankfurt; München; Kumasi, Ghana; Syracuse, USA.

Laufzeit: 1999 - 2000

Der Bosumtwikrater in Ghana (1 Million Jahre alt, 10 km Durchmesser) wurde in einer ersten Phase mit Schwere und seismischen Messungen untersucht. Ein bis zu 120 m hoher Zentralberg mit 1,8 km Durchmesser konnte anhand erster 2-D-Modellierungen der seismischen Laufzeiten nachgewiesen werden. Die darüber liegenden, hinsichtlich paläoklimatischer Fragestellungen interessanten Seesedimente sind zwischen 180 und 300 m mächtig. Weitere Messungen sollen die Kartierung der 3-D-Struktur ermöglichen und damit wichtige Informationen für ein internationales Bohrprojekt im Rahmen von Icdp ("International Continental Scientific Drilling Program") liefern.

Gravimetrische Modellierung von Suvasvesi N, Finnland

Projektleiter: Prof. Dr. P. Janle Förderung: Erasmus/Socrates

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geophys. S. Werner

In Koop. mit: Geological Survey of Finland; Uni Helsinki.

Laufzeit: 1998 - 1999.

Im Rahmen des Programms wurden an der Universität Oulu, Finnland, Schwere­daten vom Impaktkrater Suvasvesi N ausgewertet. Mit 4 km Durchmesser liegt dieser Krater an der Grenze zwischen einem einfachen (schüsselförmige Vertiefung) und komplexen Krater mit einem Zentralberg. 3D-Schwere­modellierungen führten zu einem komplexen, tektonisch deformierten Krater.

Verschiedenes

Verschiedenes, besonders aus der Geschichte der Geologie

Beitragender: wiss. Dir. a. D. Dr. W. Prange

Es wurden folgende Themen bearbeitet: Biographien über die Geologen Hippolyt Haas (Geol. Inst. Kiel) und Hinrich Rink (Dänemark, Grönland), eine Lokalisierung und Altersbestimmung eines archäologischen Fundplatzes mit geologischen Methoden und zur frühen Geschichte der Geologie in Schleswig-Holstein bzw. im nördlichen Europa.

Hydroakustisches Archiv

Betreuer: wiss. Dir. a. D. Dr. F. Werner

Das  "Hydroakustisches Archiv" der meeresgeologischen Arbeitsgruppen umfasst eine seit 1970 entstandene umfangreiche Sammlung analoger Originalaufzeichnungen von Seevermessungsprofilen und ist seit 1999 in neuen Räumen in der Abteilung Küstengeologie untergebracht. Im Einzelnen enthält sie ca. 20 000 Seemeilen an Sidescan-Aufzeichnungen und über 50 000 Seemeilen an Profilen mit hochauflösenden Sedimentechogrammen (3,5kHz-18 kHz- und 30 kHz- und Parasound-Sedimentecholot, sowie Boormer-Reflexionsseismik). Ein Link zur IfG Homepage und Anschluss an die Pangaea-Datenbank (Awi Bremerhaven) sind in Vorbereitung.

Das Eem-Meer in Norddeutschland und angrenzende Gebieten

Projektleitung: Drs. K. Winn & H. Erlenkeuser

In Koop. mit Drs. H.-J. Stephan, K. Gurs, LaNU, Schleswig-Holstein; F.-R. Averdieck, Dipl.-Biol. R. Glos, Inst. f. Ur- und Frühgesch.; Prof. Dr. K. Emeis, Dr. H. Schulz, IOW.

In dem Projekt ermöglichten es neue, pollenfloristische Analysen in Verbindung mit den sedimentologisch/paläontologischen Daten, die Meeresablagerungen der Eem-Warmzeit vor 135.000 - 115.000 Jahren in Schleswig-Holstein mit der NW-europäischen Klimageschichte zu korrelieren und mit weiteren absoluten Datierungen die globale Meeresspiegelentwick­lung zu verfolgen. Paläotemperaturen und -salinitäten dieser eemzeitlichen Meeresstraße und angrenzenden Gewässer sind aus Isotopendaten und neue Uk37-Analysen jetzt bestimmbar

Auftragsforschung:

Asbestidentifikation im Rahmen umweltrelevanter Untersuchungen

Projektleiter: Dr. D. Ackermand Auftraggeber: z.B. Staatsanwaltschaft.

Die Elektronenstrahl-Röntgenmikroanalyse ist für die Identifikation von Asbesten in Baumaterialien und Raumluft besonders geeignet. Es können Partikel im ursprünglichen Stoffverband oder auf Filter aufgefangen mit Hilfe des zerstörungsfreien Analysenverfahrens den Asbesten, Asbestersatzstoffen oder anderen Materialien eindeutig zugeordnet werden.

Chemische Analysen zur Qualitätssicherung und Schadensfeststellung

Projektleiter: Dr. D. Ackermand Auftraggeber: z.B. Qualitätssachbearbeiter aus der Industrie

Im Technologietransfer Universitätslabor - mittelständische Unternehmen ist die Elektronen­strahl-Röntgenmikroanalyse ein Hilfsmittel für die zerstörungsfreien Werkstoffprüfungen. Sie erlaubt eine schnelle und genaue Analyse der chemischen Zusammensetzung von einzusetzenden Rohstoffen und gefertigten Endprodukten.

Dimensionierung und Langzeitstabilität unterschiedlicher Fe0-Reaktormaterialien zur Sanierung eines LCKW-Grundwasserschadens in Braunschweig

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: M&P Ingenieur-GmbH)

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. R. Köber

Arbeitsgebiet: Passive in situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 05.1999 - 10.1999

Ziel der Untersuchung war die Beobachtung von Materialeigenschaften, Grundwasser-chemismus und CKW-Abbauleistung, um aus verschiedenen metallischen Eisenlegierungen bzw. -granulaten, die für den potentiellen Einsatz bei einer in-situ-Grundwassersanierung optimalen Typ zu bestimmen.

Durchführung von Laboruntersuchungen zum Einsatz von nullwertigen Eisen zum Abbau von LCKW im Grundwasser an einem Standort in Hessen

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: H.I.M. GmbH

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. R. Köber

Kooperation: Imes GmbH, Amtzell.

Arbeitsgebiet: Passive in situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 05.1999 - 101999

Die Heute bekannten Modellvorstellungen über den Abbau von CKW an metallischen Eisen reichen nicht aus, um den Einfluß von sehr hohen Grundwasserbelastungen auf die Abbaugeschwindigkeit und deren Langzeitstabilität hinreichend genau für eine in situ Grundwassersanierung zu prognostizieren. Zur Erarbeitung der Dimensionierungsgrundlage wurde in Säulenversuchen die Abbaugeschwindigkeit sowie der zeitliche Verlauf der Passivierung des reagierenden Eisens untersucht.

Eignung von Braunkohlefeinkoks der Firma Rheinbraun als Füllmedium für Sorptionswände

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke Förderung: Rheinbraun AG

Beteiligte Wissenschaftler: Dr. M. Veehmayer

Kooperation: Prof. Dr. Grathwohl, Dipl.-Geol. S. Kleineidam, Uni Tübingen.

Arbeitsgebiet: Passive in situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 06.1999 - 08.1999

Ziel dieser Studie war die Untersuchung von Braunkohlefeinkoks auf seine Eignung als Sorp­tionsmaterial in reaktiven Wänden. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Ermittlung von Sorp­tionscharakteristika anorganischer Ionen auf der Braunkohlekoksoberfläche. Zudem erfolgten Oberflächenuntersuchungen mit N2-BET und REM, die Kationenaustauscherkapazität wurde vermessen und die Eluierbarkeit anorganischer Komponenten ermittelt.

Ein CKW-Grundwasserschaden in der Rheintalaue bei Bonn - eine Chance zur in-situ-Sanierung

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: Industriepartner

In Koop. mit: Imes GmbH, Amtzell.

Arbeitsgebiet: Passive in situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 04.2000 - 08.2000

Die Standortbedingungen bei diesem Grundwasserschadensfall (stark heterogener Aquifer, verschiedenen Eintragsstellen, etc.) lassen darauf schließen, dass hier herkömmliche Sanierungsverfahren (pump & treat) ineffektiv sind und somit wird aus ökologischer wie ökonomischer Sicht der Einsatz innovativer Techniken erforderlich. Im Rahmen des Projektes wurden die Grundlagen zur Anwendung einer Fe0-basierenden in situ Sanierung (Funel & Gate) ausgearbeitet.

Verifizierung der Eignung von Eisengranulat zur in-situ-Sanierung eines mit Vinylchlorid kontaminierten Grundwassers

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: DB

In Koop. mit: Imes GmbH, Amtzell.

Arbeitsgebiet: Passive in situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 12.1999 - 05.2000

Die stoffspezifischen Eigenschaften von Vinylchlorid (hohe Umweltpersistens, Toxizität, geringe Sorptivität, langsame Abbaugeschwindigkeit) gepaart mit einem verhältnismäßig stark mineralisiertem Grundwasser an einem mit Vinylchlorid kontaminiertem Standort, machen den hier aus ökonomischer Sicht sinnvollen Einsatz von metallischem Eisen zur in-situ-Sanierung fraglich. Ziel ist eine Evaluierung des Einflusses der Wechselwirkungen zwischen metallischem Eisen und dem Grundwasser auf den Abbau des Schadstoffes.

Voruntersuchung zur Dimensionierung einer Fe0-basierenden in-situ-Sanierungsmaß­nahme am Standort Saarbrücken - Einfluß von aromatischen Co-Kontaminanten auf den CKW-Abbau

Projektleiter: Prof. Dr. A. Dahmke, Dr. M. Ebert Förderung: Industriepartner

In Koop. mit: Imes GmbH, Amtzell.

Arbeitsgebiet: Passive in situ Grundwassersanierung

Laufzeit: 07.2000 - 02.2001

Mischkontaminationen im Grundwasser stellen an in-situ-Sanierungsmaßnahmen besondere Anforderungen, neben Konkurrenzreaktionen (Sorption an reaktiven Plätzen) können auch mikrobiologisch katalysierte Abbaureaktionen durch die geplante Maßnahme unbeabsichtigt forciert werden und zu einer Verschlechterung der Langzeitabbauleistung führen. In einer Laborstudie wurde untersucht, welche Entwicklung der langfristigen Abbauleistung bei einer in-situ Behandlung des Standortwasser (Summe Ckw: ~35 mg/l; Summe Aromate: ~15 mg/l) mit granularem Eisen zu erwarten ist.

Verfestigung des Inhalts von Schlammabsetzbecken

Projektleiter: Priv.-Doz. Dr.-Ing. V. Feeser Förderung: GG Metallhüttengelände, Lübeck.

Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Geol. L. Koch & F. Nahrwold

Arbeitsgebiet: Sicherungsverfahren bei Boden/Grundwasserkontaminationen

Laufzeit: 1999

Im Rahmen des F+E Vorhabens "Erprobung von innovativen Immobilisierungs- und Ver­festigungsverfahren auf dem Altstandort Metallhütte Lübeck" erfolgten an mit hydraulischen Bindemitteln vergüteten Industrieschlämmen bodenmechanische, gefügekundliche, mineralo­gische und nasschemische Untersuchungen. Ziel war es, das in einem Testfeld während eines Technikumversuchs eingebauten Verfestigungsproduktes bezüglich der durch die Verfesti­gung erreichten mechanischen und hydraulischen Eigenschaften sowie der Schadstoff­immobilisierung, insbesondere der Einbindung von Schwermetallen in die Hydratphasen des Bindemittels, zu überprüfen.

Machbarkeitsstudie zum Nachweis der Schwermetallfixierung in Bindemittel­vergüteten Schlämmen

Projektleiter: Priv.-Doz. Dr.-Ing. V. Feeser Auftraggeber: GG Metallhüttengelände, Lübeck

Laufzeit: 1999

Im Rahmen der Langzeituntersuchung des mit hydraulischen Bindemitteln verfestigten Inhalts von Schlammteichen sollte der Nachweis eines Einbaus von Schwermetallen in die neu gebildeten Kristallstrukturen der Hydratphase des abgebundenen Bindemittels erbracht werden. Aufgabe der Studie war es im Vorfeld der Langzeituntersuchungen mineralogisch-chemische Analysenverfahren auf ihre Einsetzbarkeit hin zu überprüfen.

Ehrungen

Priv. Doz. Dr. B. Winkler: Fellow der American Mineralogical Society (ab 1998), Emu Research Medal 2000, Msi-Research Award 2000 (zusammen mit Dr. K. Knorr).

Patent

Dahmke, A., 2000: Verfahren zur in-situ-Sanierung von mit Chlorkohlenwasserstoffen kontaminierten Wässern.- Patentschrift, Anmeldung am 21.12.1999.


Überblick der 1999 und 2000 bewilligten und laufenden Projekte

In dem Berichtszeitraum ist es uns gelungen, auf einem breitem Spektrum der Geowissenschaften verstärkt auch interdiziplinär mit mehr als 16 Mio. DM zu forschen.

bis 100.000 DM: Geologie Geophysik Mineralogie
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe - 4 1
Bundesministerium für Forschung und Technologie 1 - -
Deutscher Akademischer Austauschdienst 1 - -
Deutsche Forschungsgemeinschaft 11 12 6
European Science Foundation - - 1
PAGES 1 - -
VW-Stiftung 1 - -
bis 500.000 DM:      
Bundesministerium für Forschung und Technologie 3 4 -
Deutsche Forschungsgemeinschaft 12 7 8
Deutscher Akademischer Austauschdienst 2 - -
Kommission der Europäischen Gemeinschaft 3 - -
Landesamt für Natur und Umwelt LaNU - 1 -
Joint Research Venture - 1 -
National Science Found LOC4495 Univ. Wyoming - 1 -
über 500.000 DM:      
Bundesministerium für Forschung und Technologie 4 - -

Organisation von Tagungen

Dr. E. Bedbur war September 1999 Organisator des Eu-Intensiv Programmes "Hydrogeology and Environment" in Kiel.

Dr. M. Ebert organisierte gemeinsam mit dem Ressort für Technologietransfer die Teilnahme an der Hannover Messe 2000 im Rahmen der Norddeutschen Gemeinschaftspräsentation und übernahm die Präsentation der F&E-Ergebnisse der Arbeitsgruppe auf der Hannover Industriemesse 2000, März 2000.

Prof. Dr. R. Meissner und Dr. S.A. al Hagrey waren Organisatoren der internationalen Workshop "Water Flow in the Soil-Plant-Atmosphere-Continuum" 10.-14.01.2000, IfG Kiel; und "Fieldsite investigation and preliminary workplan", 16.-20.02.2001, Lissabon (DFG-Projekt "Präferentielle Fließwege" und EU-Projekt "Water Use".

Prof. Dr. M. Sarnthein: Ausrichtung EU-Workshop (WS): Holocene Climate Variability, Kiel, 5/1999 (gem. mit Drs. E. Vogelsang & M. Weinelt); Co-Convenor 1. Seamons WS, Amsterdam, 5/1999 (Sponsoren: Pages, Scor); Co-Convenor 1. Treff, Images WG: Terminal millennial synthesis of decadal-to-millennial-scale climate events over the last 80,000 years, Vancouver, 29/5/1999; Co-Convenor, Images WS: Terminal millennial synthesis of decadal-to-millennial-scale climate events over the last 80,000 years, Trins, Osterreich, 16.-19.02.2000 (Sponsoren: Images, Pages, Scor, VW-Stiftung, Nsf).

Dr. D. Schäfer war Betreuer des Informationsstandes der CAU auf der Hannovermesse 2000

Tätigkeiten in wissenschaftlichen Verbänden und Kommissionen

Dr. E. Bedbur ist seit 1998 Sokrates/Erasmus Programmbeauftragter; Koordinator des Sokrates/Erasmus Intensive Program "Groundwater pollution and remediation" 2000-2003; Vice-Chairman des Management Committee der Eu-Cost-Aktion 67: "Chemodynamics and water quality protection in natural porous media".

Prof. Dr. L. Cemiã,: Mitglied im Nutzerausschuss "Hochdruckforschung mit Synchrotron-strahlung" am Geoforschungszentrum in Potsdam.

Prof. Dr. A. Dahmke: Mitglied im Promotionsausschuß der Cau; Mitglied im Haushalts- und Planungsausschuß der Cau; Mitglied mehrerer Berufungskommissionen.

Prof. Dr. W. Depmeier:: Fachgutachter der DFG; Mitglied des Nationalkomitees der Dgk bis 2000; Vorsitzender des Nationalkomitees der Dgk ab 2000.

Priv. Doz. Dr. V. Feeser ist Mitglied des "Berliner Kreises" Ausschuss der Dt. Ges. für Geotechnik und Dgg für Ausbildung und Lehre in der Ingenieurgeologie; Mitglied des Arbeitskr. "Ertüchtigung von Altdeponien, Deponie und Umweltträglichkeit" des Bwk.

Prof. Dr. H. Kern: Gutachter Sfb 1704: Rheologie der Erde von der Oberkruste bis in die Subduktionszone, Ruhr-Uni Bochum; Principal Investigator im Icdp-Programm der VR China: Drilling Operations in the Dabie-Sulu Uhp Belt, East China; Koord. im Unesco Projekt #408: Comparison of composition, structure and physical properties of rocks and minerals in the Kola superdeep borehole (Ksdb-3) and their homologous on the surface, Associate editor Bolletino di Geofisica - teorica ed applicata, Phys. Prop. Section, Ogs Trieste, Italien.

Prof. Dr. H. Küppers: Schatzmeister der Dgk.

Prof. Dr. F. Liebau: Mitglied des Subcommittee on Zeolites der International Mineralogical Association (IMA), Subcommittee on Advanced Materials: Colloid, Surface and Catalytic Aspects der International Union of Pure and Applied Chemistry (Iupac).

Dr. T. Popp: Co-Convenor, 1999, Session SE50 - Geomaterials properties under in situ-conditions in relation to microstructures, Egs - 24th Gen. Ass., Den Hague, 19-23.04.99.

Prof. Dr. M. Sarnthein: Koordinator des Verbundvorhabens "Marine Paläo­klimatologie" im Nationalen Klimaprojekt (bis 3/2000); Asso. Coordinator im Europäischen Forschungsprojekt: "Climate variability: How unusual is the Holocene?" (bis 10/2000); Deutscher Vertreter im Images Scicom; Co-Vorsitz in Scor-Images WG: Synthesis of decadal-to-millennial-scale climate variations; Exec. Dir., Images Projects (ab 1/2000) mit Dr. A. Holbourn als Asst. Dir. und Dr. S. Rothe als Data Manager; Mitglied der Academia Europaea, der deutschen Akad. der Naturforscher "Leopoldina" und der Österreichischen Akad. der Wissenschaften.

Prof. Dr. P. Schäfer: Mitglied Kuratorium des AWI für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven seit 1997.

Prof. Dr. P. Stoffers: Mitglied der DFG Senatskommission für Ozeanographie; der wiss. Beirats des Instituts für Ostseeforschung, Warnemünde; im Geomar Stiftungsrats.

Priv. Doz. Dr. B. Winkler Gutachter für Strahlzeitvergabe, Rutherford Lab., GB, ab 1998.

Auswärtige Forschungsaufenthalte und Lehraufträge

Dr. D. Ackermand: Feldarbeit i.Z. mit Uni Toliara, Madagaskar, 07/1999; 04-05/2000.

Dr. E. Bedbur: Dozent an der Uni Gent: Erasmus Intensiv Programm: Hydrogeology and Environment, April 1999; Dozent an der Universität Granada: Erasmus Intensiv Programm: Groundwater Pollution and Remediation, 11.-22.09/2000.

Prof. Dr. A. Dahmke: Dozent des Eu Intensiv Programms Hydrogeology and Environment, September 1999; Dozent der Carl Duisburg Gesellschaft (Cdg) bei internationalen Kurs "Hydrogeology and water management" 1999 und 2000.

Dr. M. Ebert: Dozent des Eu Intensiv Programms Hydrogeology and Environment, September 1999

Dr. D. Schäfer: Dozent des Eu Intensive Programms Hydrogeology and Environment, September 1999

Dr. K. Schwarzer: Lehrauftrag an der Uni Bremen in dem Master Kurs: International Studies in Aquatic Tropical Environments (Isatec), 02.05.-05.05.2000, Berufung durch die UNESCO: IOC Mission to Malaysia on strengthening coastal and marine sciences at the University College Terengganu, University Putra Malaysia, 19.5.-03.06.2000.

Prof. Dr. K. Stattegger: Forschungsaufenthalt, Kompaktkurse "Sea-level change and coastal evolution"an Ufrn Natal & UFPE Recife, Brasilien, 11.10.-01.12.99 & 24.10-13.12.00; Kompaktkurs an der Uni Poznan "Sea-level changes", 27.02- 04.-03.00; Kompaktkurs und Workshop am Institute of Oceanography, Nha Trang, Vietnam, "Coastal evolution/Coastal Ecology", 25.09-05.10.00.

Priv. Doz. B. Winkler war Dozent an der Uni Wien, 03-04/1999 und an der Uni Guadalajara, Mexiko, 11/99.

Herausgabe von Bücher

Behra, P.; Aagaard, P.; Bedbur, E., (Hrsg.), 2000: Chemodynamics and Water Quality Protection in Natural Porous Media.- COST Action 67 (DGXII), Brussels, 301 S.

Geiger, C.A.(Hrsg.), 2001: Oxide and silicate solid solution of seological Importance.- Eur. Min. Union, Notes in Mineralogy, Bd. 3, EÖTVÖS Univ. Press, Budapest, Ungarn.

Knorr, K.; Winkler, B., (Hrsg.), 2000: CECAM/ESF/PSI-K Workshop: future developments in the study of structure-property relations by "computational crystallography" and experiments.- Ber. Arbeitskreisen der DGK, 10, 183 S.

Kuhnt, W.; Erbacher, K.; Gräfe, K.-U. (Hrsg.), 1999: Contributions to Cretaceous Stratigraphy and Palaeobiogeography in honor of Jost Wiedmann.- N. Jb. Geol. Paläont. Abh., 212, 439 S.

Meissner, R., 1999: Geschichte der Erde.- Verlag C.H. Beck - Wissen, 144 S.

Schäfer, P., Ritzrau, W., Schlüter, M.; Thiede J. (Hrsg.), 2001: The northern North Atlantic: a changing environment.- Springer, Berlin, 491 S.

Winkler, B.; V. Milman, V.; Knorr, K. (Hrsg.), 1998: Structure and properties of inorganic crystals from theory and experiment.- Christian-Albrechts-Uni, Kiel, 135 S.

Herausgabe von Fachzeitschriften

Depmeier, W.; Dahmke, A.; Milkereit, B. (Hrsg.); Winn, K. (Schriftleitung), 2000: Meyniana, 52, 132 S., ISSN 0076-7689.

Feeser, V.: Mitglied des Editorial Boards von "Clay Minerals".

Küppers, H.: Mitherausgeber Berichte aus Arbeitskreisen der DGK

Milkereit, B.; Depmeier, W.; Sarnthein, M. (Hrsg.); Winn, K. (Schriftleitung), 1999, Meyniana, 51, 180 S., ISSN 0076-7689.

Popp, T.; Burlini, L.; David, C.; Huenges, E.; Mainprice, D.; Rabbel, W.; Wulff A., (Hrsg.), 2000: Geomaterial properties (spl. issue), J. Phys. Chem. Earth, 25A, # 2.

Sarnthein, M.: Asso. Editor von "Paleoceanography", Mitglied des Editorial Boards der "Geologischen Rundschau", "Quaternary Science Reviews", "Marine Micropaleontology" (bis 1999) und "Terra Nova". Mitglied Wissenschaftliches Kommitee von "Oceanologica Acta". Gast-Editor Sonderband Südchina See in "Marine Geology" Band 156 (1999).

Winkler, B.: Asso. Editor "Zeitschrift für Kristallographie" und "American Mineralogist"; Mitherausgeber Berichte aus Arbeitskreisen der DGK.

Winn, K.: Schriftleiter, Berichte-Reports, Institut für Geowissenschaften der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Nr. 1 bis 12, ISSN 0175 - 9302.

Veröffentlichungen

Ackermand, D.; Hékinian, R.; Stoffers, P., 1999: Magmatic sulfifes and oxides in vol­canic rocks from the Pitcairn Hotspot (South Pacific).- Min. Pet., 64:149-162.

Ackermand, D.; Windley, B.F.; Herd, R.K., 1999: Kornerupine-quartz symplectites in paragneiss, Lac Ste-Marie, Quebec, Canada: pseudomorphic replacement of a hexagonal phase, probably osumilite.- Min. Pet., 66:259-270.

Adam, E.; Perron, G.; Arnold, G.; Matthews, L.; Milkereit, B., 2000: 3D seismic imaging for VMS deposit exploration, Matagami, Quebec.- SEG 70th Mtg., Calgary, 4 S.

Adam, E.; Milkereit, B.; Roberts, B.; Schmitt, D., 2000: VSP surveys at a VMS deposit, Matagami, Quebec.- SEG 70th Mtg., Calgary, ext. Abstr., 4 S.

Adam, E.; Perron, G.; Milkereit, B.; Wu, J.; Calvert, A.J.; Salisbury, M.; Verpaelst, P., Dion, D.-J., 2000: A review of high-resolution seismic profiling across the Sudbury, Selbaie, Noranda, and Matagami mining camps.- Can. J. Earth Sci., 37: 503-516.

Adiwidjaja, G.; Friese, K.; Klaska, K.-H.; Schlüter, J.; Czank, M., 2000: Crystal structure and crystal chemistry of biehlite, Sb1.79As0.21MoO6.- Z. Kristall., 215:529-535.

Akhmatskaya, L.; Nobes, R.; Milman, V.; Winkler, B., 1999: Theoretical study of the compressibility of pyralspite garnets.- Z. Kristall., 214:808-819.

Altenbach, A.V.; Pflaumann, U.; Schiebel, R.; Thies, A.; Timm, S.; Trauth, M., 1999: Scaling percentages and distributional patterns of benthic foraminifera with flux rates of organic carbon.- J. Foram. Res., 29:173-185.

Appel, P.; Möller, A.; Schenk, V., 1998: High-pressure granulite facies metamorphism in the Pan-African belt of eastern Tanzania: P-T-t evidence against granulite formation by continent collision.- J Met. Geol., 16:491-509.

Appel, P.; Schenk, V.; Lechtenberg, F.; 1998: Trace element (Y, Zr, REE, Hf, Ta) zoning of metamorphic garnet. Hasylab Annual Report 1998.-http://wwwhasylab.desy.de/science/annual_reports/1998/part1/contrib/27/1424.pdf.

Antia, A.; Maassen, J.; Hermann, P.; Voss, M.; Scholten, J.C.; Groom, S.; Miller, P.: Spatial and qualitative patterns of particle flux at the European Continental Margin: the Omex I Project.- Deep-Sea Res. II, im Druck.

Bader, B., 2000: Life cycle, growth rate and carbonate production of Cellaria sinuosa.- In: Herrera Cubilla, A.; Jackson, J.B.C. (Hrsg.), Proc. 11th Int. Bryozool. Asso. Conf., Smithsonian Trop. Res. Inst., Balboa, Panama, 136-144.

Bader, B.; Schäfer, P., 2000: Bryozoen der Antarktis.- Mitt. Kieler Polarfor., 16:10-12.

Bader, B.: Modern Bryomol sediments in a cool-water, high energy environment: the inner shelf off north Brittany.- Facies, im Druck.

Bayer, U.; Scheck, M.; Rabbel, W.; Krawczyk, C.M.; Götze, H.J.; Stiller, M.; Beilecke, T.; Marotta, A.-M.; Barrio-Alvers, L.; Kuder, J., 1999: Crustal structure of the NE-German Basin, inferred from geological and geophysical data and models.- Tectonophys., 314:285-307.

Bedbur, E.; Wollschläger, U.; Petersen, M., 1999: Statistical interpretation and modeling of waters in Snaefellsnes, W Iceland.  In: Ármannsson, H.: Geochemistry of the Earth's Surface, Balkema, Rotterdam, 479 482.

Beilecke, T.; Rabbel, W., 1999: Dekorp 1996 - Erste Ergebnisse der Weitwinkelseismik.- Terra Nostra, 99/3:6-8.

Belkyal I.; Mokhlisse, R.; Tanouti, B.; Hesse, K.-F.; Depmeier, W., 2000: Low temperature phase transition and structural relationships of (CH3NH3)3Bi2Cl9.- J. Solid State Chem., 155:286-291.

Bender, S.; Schlicker, O.; Bedbur, E.; Kölbl, R.; Marczinek, S.; Sigurdsson, F. (2000): Klassifizierung der Grund  und Oberflächenwässer im Einzugsgebiet der Jökulsá á Fjöllum (NE Island).  Meyniana 52:11 28.

Benisek, A.; Dachs, E.; Cemiã, L., 1999: Heat capacities of Tschermak's substituted Fe-Biotite.- Contr. Min. Pet., 135:53-61.

Bertoldi, C.; Benisek, A.; Cemiã, L.; Dachs, E.: The heat capacity of two natural chlorite group mineals derived from differential scanning calorimetry.- Phys. Chem. Mineral. (im Druck).

Boerner, D.E.; Milkereit, B., 1999: Structural evolution of the Sudbury impact structure in the light of seismic reflection data.- In: Dressler, B.O.; Sharpton, V.L. (Hrsg.), Geol. Soc. Am., 339:419-430.

Boerner, D.E., Milkereit, B., Davidson, A., 2000: Seismic Impact: A synthesis of studies of the Sudbury Structure.- Can. J. Earth. Sci., 37:477-501.

Boerner, D.E.; Milkereit, B.; Wu, J.; Salisbury, M., 2000: Seismic images and three-dimensional architecture of a Proterozoic shear zone in the Sudbury Structure (Superior Province, Canada).- Tectonics, 19:397-405.

Boffa-Ballaran, T.; Carpenter, M.A.; Geiger, C.A.; Koziol, A., 1999: Local structural heterogeneity in garnet solid solutions.- Phys. Chem. Min., 26:545-569.

Bohlen, T.; Klein, G.; Duveneck, E.; Milkereit, B.; Franke, D., 1999: Analysis of dispersive seismic surface waves in submarine permafrost.- Eage 61st Conf. Techn. Ex.; Helsinki, ext. Abstr., 4 S.

Bohlen, T.; Müller, C.; Milkereit, B., 1999: Elastic wave scattering: on the role of composition and shape.- Comm. on controlled source seismology (CCSS) Workshop, Dublin, Ireland, 06-08.10.1999, ext. Abstr., 4 S.

Bohlen, T.; Rabbel, W.; Weiss, T.; Siegesmund, S.; Pohl, M., 1999: Recovering shear wave anisotropy of the lower crust, the influence of systematic errors on traveltime inversion.- Pure & Appl. Geophys., 156:123-138.

Bohlen, T.; Klein, G.; Wachsmuth, D.; Milkereit, B., 2000: Synthetic difference wavefields of a barite deposit.- 62nd EAGE conf., Glasgow, ext. Abstr., 4 S.

Bokermann, C.; Dahmke, A.; Steiof, M., 2000: Hydrogen evolution from zero-valent iron in batch systems.- In: Wickramanayake, G.B.; Gavaskar, A.R.; Chen, A.S.C., Chemical oxidation and reactive barriers (Hrsg.), 2nd Int. Conf. on remediation of chlorinated and recalcitrant compounds, Monterey, California, 22-25.05.2000, Batelle Press, USA, 433-439.

Bollhöfer, A.; Frank, N.; Rohloff, S.; Mangini, A.; Scholten, J.C., 1999: A record of changing redox conditions in the northern Peru Basin during the late Quaternary deduced from Mn/Fe- and growth rate variations in two diagenetic manganese nodules.- Earth Planet. Sci. Lett., 170:403-415.

Bosenick, A.; Geiger, C.A.; Phillips, B., 1999: Local Ca-Mg distribution of Mg-rich pyrope-grossular garnets synthesized at different temperatures revealed by 29Si NMR MAS spectroscopy.- Am. Min., 84:1422-1433.

Bosenik, A; Dove, M.T.; Geiger, C.A., 2000, Simulation studies of pyrope-grossular solid solutions.- Phys. Chem. Min., 27:398-418.

Bosenik, A; Dove, M.T.; Heine, V.; Geiger, C.A.: Scaling of thermodynamic mixing properties in solid solution minerals.- Phys. Chem. Min., im Druck.

Botz, R.; Winckler, G.; Bayer, R.; Schmitt, M.; Schmidt, M.; Garbe-Schönberg, D.; Stoffers, P.; Kristjansson J.K., 1999: Origin of trace gases in submarine hydrothermal vents of the Kolbeinsey Ridge, North Iceland.- Earth Planet. Sci. Lett., 171:83-93.

Botz, R.; Winckler, G.; Bayer. R.; Schmitt M.; Schmidt, M.; Garbe-Schönberg, D. Stoffers, P.; Kristjansson, J.K., 1999: Origin of trace gases in submarine hydrothermal vents of the Kolbeinsey Ridge, North Iceland.- Earth Planet. Sci. Lett., 171:83-93.

Bühring, C.; Sarnthein, M., 2000: Toba ash layers in the South China Sea: Evidence of constrasting wind directions during eruption times about 74 ky ago.- Geol., 28:275-278.

Bühring, C.; Sarnthein, M., 2000: Toba ash layers in the South China Sea: Evidence of contrasting wind directions during ca. 74 ka. Reply.- Geol., 28:1056.

Castellanos-Guzmán, A.G.; Czank, M.; Reyes-Gomez, J., 1999: Transmission electron microscopy of the domain structure in Ni3B7O13Cl boracite.- Ferroelectrics, 222:209-213.

Castellanos-Guzmán, A.G.; Czank, M.; Reyes-Gomez, J.; Campa-Molina, J.; Kumar, A.; Singh, G.; Tiwari, V.S.; Wadhawan, V.K., 2000: Calorimetric, optical and anti-phase domain studies on the ferroelectric-ferroelastic Ni3B7O13Cl Boracite.- Ferroelectrics, 237:89-96.

Cemiã, L.; Kähler, W., 2000: Calorimetric determination of the enthalpy of Mg-Fe ordering in orthopyroxene.- Phys. Chem. Min., 27:220-224.

Cemiã, L., 2001: Messungen der elektrischen Leitfähigkeit.- In: Amthauer G.; Pavicevic, M. (Hrsg.), Physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden in den Geowissenschaften, Band II, Schweizerbart, Stuttgart, 205-218.

Cemiã, L., 2001: Thermische Analyseverfahren (TG, DTA und DDK).- In: Amthauer G.; Pavicevic, M. (Hrsg.), Physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden in den Geowissenschaften, Band II, Schweizerbart, Stuttgart, 219-228.

Cemiã, L., 2001: Hochtemperatur-Lösungskalorimetrie.- In: Amthauer G.; Pavicevic M. (Hrsg.), Physikalisch-chemische Untersuchungsmethoden in den Geowissenschaften, Band II, Schweizerbart, Stuttgart., 229-241.

Chall, M.; Knorr, K.; Ehm, L.; Depmeier, W., 2000: Estimating intensity errors of powder diffraction data from area detectors.- High Pressure Res., 17:315-323.

Chall, M.; Winkler, B.; Blaha, P.; Schwarz, K., 2000: Structure and properties of NaCl and the Suzuki phase Na6CdCl8.- J. Phys. Chem.; B104:1991-1197.

Chen, MT.; Wang, CH.; Huang, CY.; Wang, PX.; Wang, LJ.; Sarnthein, M., 1999: A late Quaternary planktonic foraminifer faunal record of rapid climatic changes from the South China Sea.- Mar. Geol., 156:85-108.

Czank, M.; Castellanos-Guzmán, A.G., 1998: TEM studies on the domain structures and phase transitions of boracites.- In: Benavides, H.A.C.; Yacamán, M.J. (Hrsg.), Electron Microscopy, Cancun, Bd. II, 133-134.

Czank, M., 2000: Transmissionselektronenmikroskopie (TEM).- In: Amthauer G.; Pavicevic M. (Hrsg.), Physikalisch-Chemische Untersuchungsmethoden in den Geowissenschaften, Schweizerbart'sche, Stuttgart, 28-52.

Czank. M.; Welch, M.D.; Liu, S., 2000: A 29Si MAS NMR study of Cd7[Ge6Si]O21 pyroxmangite.- Phys. Chem. Minerals., 27:713-718.

Dahmke, A.; Ebert, M.; Köber, R.; Schäfer, D., 2000: Laboratory and field results of Fe(0) reaction walls - a first resumé.- In: Rosbjerg, P.L.; Engisgaard, P; Krom, T.D. (eds), Groundwater Research, Balkema, Rotterdam, 395-396.

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Dissertationen

1999

Dreger, D.: Decadal-to centennial-scale sediment records of ice advance on the Barents shelf and meltwater discharge into the northeastern Norwegian Sea over the last 40ky.- Ber.-Rep., Inst. f. Geowiss., Cau Kiel, 3, 80 S.

Ernst, A., 2000: Systematik und Phylogenie der Bryozoen des europäischen Perm: Bedeutung für Biogeographie und Ökologie im Germanischen Becken und der NW-Tethys.- 150 S.

Graessner, T.: Thermal evolution of the continental crust of Calabria during the Hercynian orogeny: constraints from metamorphic phase equilibria and isotopic dating,- 108 S.

Griewatsch, C.: Über die Dynamik von Tetramethylammonium in sodalith-artigen Strukturen.- 173 S.

Papenfuss, T.: Glazial-interglaziale Variation von Planktonproduktivität und Nährstoffgehalten im tropisch-subtropischen Ostatlantik im Abbild der Barium-Gehalte.- Ber.-Rep., Inst. f. Geowiss., Cau Kiel, 5, 119 S.

Schlicker, O.: Der Einfluss von Grundwasserinhaltsstoffen auf die Reaktivität und Langzeitstabilität von Fe0-Reaktionswänden.- Ber.-Rep., Inst. f. Geowiss., Cau Kiel, 6, 101S.

Simstich, J.: Die ozeanische Deckschicht des Europäischen Nordmeeres im Abbild stabiler Isotope unterschiedlicher Planktonforaminiferen.- Ber.-Rep., Inst. f. Geowiss., Cau Kiel, 2, 96 S.

Voelker, A.; Zur Deutung der Dansgaard-Oeschger Ereignisse in ultra-hochauflösenden Sedimentprofilen aus dem Europäischen Nordmeer.- Ber.-Rep., Inst. f. Geowiss., Cau Kiel, 9, 278 S.

2000

Hanebuth, T.J.-J.: Sea-level changes on the Sunda Shelf during the last 50,000 years.- Ber.-Rep., Inst. f. Geowiss., Cau Kiel, 12, 104 S.

Veehmayer, M.: Ein neuer Ansatz zur Ermittlung des Eisenoxid-Gehalts von Aquiferen mit reaktiven Tracern.- 132 S

Wüst, W.: Geochemische Untersuchungen zur Sanierung CKW-kontaminierter Aquifere mit Fe(0)-Reaktionswänden.- Mitt. Inst. f. Wasserbau, Stuttgart, 99, 155 S.

Diplomarbeiten

1999

Becker, J.: Detaillkartierung der magmatischen Serien im Sognsvanngebiet, zentraler Oslograben, Südnorwegen.- 55 S.

Becker, J.: Hochauflösende geochemische und paläozeanographische Untersuchung des frühpleistozänen Sapropels i-156 an ODP Site 969 und 967 im östlichen Mittelmeer.- 55 S.

Berhorst, A.: Die Auswirkungen verschiedener Geschwindigkeitsmodelle und Migrationsmethoden auf das seismische Imaging von 3D-Daten.- 96 S.

Bracker, R.: Panafrikanische granulitfazielle Metamorphose bei Sabaloka, Sudan.- 60 S.

Budweg, M.: Das TOR-1-Projekt: erste Ergebnisse von teleseismischen Laufzeituntersuchungen in der Transeuropäischen Suturzone.- 118 S.

Bürkner, G.: Erdbauliche Aufschüttungsmaßnahmen in Hamburg-Altenwerder: Berechnung des Konsolidationsverhaltens und der Böschungsstandsicherheit mit Hilfe der Finiten-Element-Methode.- 80 S.

Bürkner, G.: Geologische Kartierung permo-karbonischer Sedimente um Lichtenfels-Neukirchen, Rheinisches Schiefergebirge.- 71 S.

Büttner, A.: Molvolumina und Molwärmen im System Diopsid-Jadeit.- 99 S.

Düffel, R.: Einfluss des 1991 Mt. Pinatubo Aschenregens auf die Erhaltung benthischer Foraminiferen.- 154 S.

Düffel, R.: Geologische Kartierung der Region südwestlich von Abelgas, Provinz León, NW Spanien.- 124 S.

Ebbing, J.: Die Struktur des Chicxulub-Impaktkraters in Yucatan/Mexiko: eine 3D-Schweremodellierung.- 85 S.

Eilrich, B.: Geologische Kartierung spätpaläozoischer Gesteinsfolgen am Ostrand des Rheinischen Schiefergebirges bei Rodenbach (Blatt 4918 Frankenberg/Eder - Nordhessen).- 61 S.

Eilrich, B.: Sedimentological and carbon/oxygen stable isotope investigations of the methane-derived fossil cold vent carbonates from Bear River and Vernonia/Timber Road: coast range, Oregon/Washington, USA.- 66 S.

Finkenberger, B.: Transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen von Makroporen in p-dotiertem Si(001)/(111) und n-dotiertem Si(111).- 64 S.

Göbel, O.: Untersuchungen an (TMA)2[PtF6] und K2[TiF6].- 73 S.

Jacobs, B.: Reflexionsseismische Strukturen der kanarischen Inselflanken: ein Beitrag zur zeitlichen Entwicklung der Sedimentationsgeschichte des Kanarischen Beckens.- 80 S.

Jänig, F.: Genese der quartären Sedimente im westlichen Vechtaer Stadtgebiet (TK 25 Blatt 3215).- 58 S.

Jänig, F.: Zur Bestimmung von Retardationskoeffizienten sprengstofftypischer Verbindungen an Halterner Sanden.- 98 S.

Kahle, A.: Experimentelle Untersuchungen an CsHSO3 und Cs2SO4 in Vergleich mit Computerexperimenten.- 83 S.

Karp, T.: Untersuchung des Auflösungsvermögens hochfrequenter Ozean-Boden-Hydrophon-Daten durch strahlenseismische Geschwindigkeitsanalyse und Vorstudien zur Full Waveform Inversion am Beispiel des Vøring Plateaus.- 78 S.

Krienitz, M.-S.M.: Geochemie und Petrologie vulkanischer Gesteine der Azoren.- 78 S.

Kroll, S.: Untersuchung ausgewählter Filterverfahren in der angewandten Magnetik.- 89 S.

Lissinna, A.B.: Geologische Kartierung des Tertiärs und Quartärs am Südrand des Beckens von Caltanissetta (Provinz Agrigento, Sizilien).- 59 S.

Lissinna, A.B., Thermische Modellierung zur Kohlenwasserstoff-Exploration im nördlichen Teil des Euphrat-Grabens (Syrien).- 63 S.

Maercklin, N.: Polarisationsanalyse refraktionsseismischer Daten vom Vulkan Merapi, Indonesien.- 91 S.

Moavenian, M.: Synthese und Phasencharakterisierung von Mischkristallen des Systems Triphylin-Lithiophilit LiFePO4-LiMnPO4.- 147 S.

Roth, S.: Mineralogy, sedimentology and physical properties of two sediment cores from the Southern Tasman Sea (SW Pacific Sector).- 81 S.

Roth, S.: Geologische Kartierung in den südlichen Leoniden des Kantabrischen Gebirges in den Regionen Cabrillanes und San Emiliano (NW-Spanien).- 81 S.

Schimanski, A.: Diversität und Entwicklung von Faziesräumen auf dem Sunda-Schelf im Verlauf der postpleistozänen Transgression.- 63 S.

Schulz-Gade, W.: Eisen(hydr)oxidquantifizierung im Sediment mittels sorptionsreaktiver Tracer.- 74 S.

Schulz-Gade, W.: Quartärgeologische Kartierung im Bereich Langballigau - Westerholz (südliche Flensburger Außenförde): TK 25, 1123 Glücksburg, 1124 Westerholz, 1223 Husby, 1224 Sterup.- 66 S.

Seeger, M.: Synthese und Charakterisierung der Mischkristallreihe Diopsid-Hedenbergit.- 96 S.

Stahl, A.:IR- und Uv/Vis-spektroskopische Untersuchungen an Pyrop-Einkristallen.- 98 S.

Steffen, T.: Stabilität und Phasencharakterisierung von Lazulith-Scorzalith-Misch-kristallen.- 118 S.

Sturm, A.: Das Problem der Trockendichte bei der Berechnung von Akkumulationsraten in marinen Sedimenten.- 1999, 60 S.

Sturm, A.: Geologische Kartierung im Gebiet SW' Fehring, Steirisches Becken, Österreich (Blatt 192 Feldbach).- 1999, 48 S.

Trinks, I.: Bearbeitung und Visualisierung 4-dimensionaler Bodenradar-Daten.- 146 S.

Urbanski, N.-A.: Volcanic, temporal and compositional evolution of the Tenteniguada Formation, Gran Canaria (Spain).- 121 S.

Wehkamp, A.: Beeinflussung eines Wasserwerkstandortes durch Rüstungsaltlasten.- 65 S.

Wehkamp, A.: Quartärgeologische Kartierung im Bereich der Buckener Au (Naturpark Aukrug, Mittelholstein): (TK 25, Blatt 1924 Hennstedt).- 51 S.

Werner, S.: Suvasvesi N., gravimetrische und aeromagnetische Modellierung einer finnischen Impaktkraterstruktur.- 70 S.

Wölbern, I.: Verifizierung krustenbedingter Einflüsse auf Laufzeitresiduen von Erdbebenwellen anhand von Daten aus dem TOR-1-Projekt.- 92 S.

Wölz, S.: Flächenhafte 4K-Schwerwellenfraktionsseismik: das Experiment von Milet.- 94 S.

Zöllmer, V.: Diffusions- und Strukturuntersuchungen in metallischen Kobalt-Zirkonium-Gläsern während der strukturellen Relaxation.- 89 S.

2000

Arensmeier, J.: Magmenentwicklung der 1991er Eruption des Unzen Vulkans, Süd-West Japan, anhand von Glas und Fluideinschlüssen in Plagioklas.- 58 S.

Bilgili, F.: Kombinierte Anwendung von Georadar, Geoelektrik und Geomagnetik zur Untersuchung eines archäologischen Bauwerkes.- 65 S.

Broser, A.: AVO-Untersuchungen des Meeresbodens nördlich von Island.- 81 S.

Busch, G.: Verbreitung und Entstehung der holozänen Sedimente in den Vier- und Marschlanden südlich von Neuengamme.- 47 S.

Busch, G.: Hydrogeologische Verhältnisse im Bereich der Wasserwerke Curslack, Bergedorf und Lohbrügge - Dreidimensionale Modellierung der Grundwasserströmung mit MODFLOW.- Teil 2, 40 S.

Duveneck, E.: Abbildung von Erzkörpern in VSP-Geometrie.- 110 S.

Ehm L.: Hochdruckuntersuchungen an synthetischem Galenit.- 54 S.

Feuerhake, A.: Untersuchungen zum orientierungsabhängigen Makroporen­wachstum auf p-Silizium bei Variation der Elektrolytparameter.- 116 S.

Fischer, D.: Intervallgeschwindigkeitsbestimmung an der KTB im Rahmen des Tiefen-VSP99.- 94 S.

Gülaydin, G.: Struktur und Spannung von TiN- und Cr2N-Schichten vor und nach thermischer Behandlung.- 62 S.

Hampel, A.: Seismische Datenbearbeitung und Quantifizierung von Störungszonen in der Cascadia-Subduktionszone.- 87 S.

Heincke, B.: Vergleich von gemessenen AVO-Trends mit Modellierungen beim GPR.- 130 S.

Hoppenworth, R.: Erhebung, Auswertung und Interpretation geophysikalischer Daten als Vorbereitung zur Sanierung eines Baugrundstückes.- 63 S.

Koch, T.: Gesteinsphysikalische und gefügekundliche Untersuchungen an Kern- und Oberflächenproben der Kola-Bohrung SD-3, Nord-West-Rußland, unter besonderer Berücksichtigung der Anisotropie.- 68 S.

Kuhlmann, K.: Die Sedimente der messinischen Salinitätskrise im SW des Zentral-sizilianischen Beckens (Blatt Siculiana, Foglio 266, II SE, della Carta d'Italia).- 82 S.

Kuhlmann, K.: Stabiler Isotopenwerte in Schwammskeletten (d18O-und (d13C-Messungen an einer Ceratoporella nicholsoni).- 63 S.

Mürdel, J.: Die Nittedalcaldera im Oslograben / Südnorwegen - Geologische Kartierung am nördlichen Rand der Ringstruktur.- 47 S.

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Herausgeber: Prof. Dr. Wulf Depmeier


Redaktion: Dr. Kyaw Winn, April 2001.



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