Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Teilprojekt: Magma-Sediment Interaktionen und Zeitskalen diesbezüglicher Hydrothermalsysteme - Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf und die Tiefe Biosphäre

Description: Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Teilprojekt: Magma-Sediment Interaktionen und Zeitskalen diesbezüglicher Hydrothermalsysteme - Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf und die Tiefe Biosphäre" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR).Es ist unklar, wie lange hydrothermale Systeme aktiv sein können, die in Verbindung mit flachen Sill-Intrusionen stehen. Ein besseres Verständnis dieser Systeme ist jedoch wichtig, um die Rolle von Riftmagmatismus im globalen Kohlenstoffkreislauf, den die potenzielle Bedeutung für die Tiefe Biosphäre eruieren zu können. Von entschiedender Relevanz ist dabei die Vermengung von Magma und nassem Sediment and der Schnittstelle der Intrusion. In den vorgeschlagenen Arbeiten sollen neue petrophysikalische Daten von IODP Expedition 385 herangezogen werden, um die Konsequenzen dieser Wechselwirkungen für den Wärmetransport mit Hilfe von Modellrechnungen erstmals zu quantifizieren. Der Antragsteller hat neuartige Computerprogramme entwickelt, mit denen die hydrothermale Zirkulation in Verbindung mit Sill-Intrusionen unter Berücksichtigung der daran gekoppelten Änderungen von Permeabilität und Porosität in den intrudierten Sedimente simuliert werden önnen. Durch seine Funktion als Leiter der 'physical properties' Gruppe bei IODP Expedition 385 ist er herausragend gut positioniert, die Kerndaten in die vorgeschlagenen Modellierungen einfließen zu lassen. The beantragten Arbeiten werden neuartige Einblicke in die physikalischen und thermischen Auswirkungen von Sill-Intrusionen in die nassen und unverfestigten Sedimente des Guaymas-Beckens liefern. Im Gegensatz zu anderen Sedimentbecken, in denen tiefe Intrusionen von großen Magmenmengen die Freisetzung großer Gasmengen ausgelöst hat, wird erwartet, dass die flachen Intrusionen des Guaymas-Beckens ganz andere Auswirkungen auf die Reaktionen am Intrusionskontakt und der Flußdynamik des Kohlenstoffs haben wird. Geochemische Analysen an den IODP-Kernen werden Basisdaten für die thermische Entwicklung in den Sedimenten liefern, gegen die die Modelle kalibriert werden können. Durch die Kopplung dieser Messwerte mit einem durch die Modellierung gesteigerten Prozessverständnis werden plausible Szenarien für den Ablauf und die Zeitdauer der hydrothermalen Veränderungen entwickelt werden können. Die Untersuchungen sollen sich auf Bohrsites konzentrieren, die auf unterschiedliche Intrusions- und Versenkungsgeschichten hinweisen, und das aktive Hydrothermalfeld an der Ostflanke des nördlichen Trogs des Guaymas-Beckens einschließen. Das eigens entwickelte thermo-mechanische Computerprogramm erlaubt die Berechnung von 2D-Zeitreihen der Temperaturverteilung in den Sedimenten. Diese Ergebnisse sind von entscheidender Wichtigkeit für Untersuchungen der Tiefen Bioshäre - ein wesentliches Ziel der Expedition. Damit kommt dem vorgeschlagenen Projekt eine zentrale Rolle für die erfolgreiche Durchführung einer Vielzahl anderer Postcruise-Arbeiten zu. Die extreme Bandbreite potenzieller Wechselwirkungen zwischen magmatischen Intrusionen, hydrothermaler Zirkulation und biologischen Vorgängen und deren Konsequenzen für das Cycling von Kohlenstoff in diesen Systemen lassen sich nur durch fundierte Modellrechungen eruieren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kiel ? Hydrothermale Geothermie ? Kalibrierung ? Kohlenstoff ? Temperaturverteilung ? Ingenieurgeologie ? Kohle ? Sedimentanalyse ? Software ? Szenario ? Thermalquelle ? Tiefsee ? Permeabilität ? Paläontologie ? Geologie ? Sediment ? Meeresgewässer ? Modellierung ? Kohlenstoffkreislauf ? Tiefbohrung ? Kreislaufsystem ? Fahrradfahren ? Bohrung ? Freisetzung ? Infrastruktur ? Zirkulation ? Globale Aspekte ? Biosphäre ? Modellrechnung ? Porosität ? Antragsteller ? Wechselwirkung ? Wärmetransport ?

Region: Schleswig-Holstein

Bounding boxes: 9.75° .. 9.75° x 54.2° .. 54.2°

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Leaflet | © OpenStreetMap

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Bereitsteller*in)
• Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2020-01-01 - 2025-06-05

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Magma-sediment interaction and longevity of related hydrothermal systems - implications for the global carbon cycle and deep biosphere
  Description: The longevity of hydrothermal systems powered by shallow off-axis sill intrusions in active marginal rift systems is still poorly constrained. Yet, these systems hold the key to answer the fundamental questions related to the role of rift magmatism in the global carbon cycle, climate change and potential life-sustaining conditions. One of the unique features of such systems is the mingling process between magma and shallow unconsolidated sediments. The proposed research incorporates newly collected petrophysical data from the International Ocean Discovery Program Expedition 385 (IODP Exp. 385) to study and quantify, for the first time, the multifold implications of the magma-sediment mingling process using modern computer simulations. Here, we intend to use state-of-the-art numerical code that allows for simulation of hydrothermal fluid flow driven by sill emplacement coupled with dynamic sediment porosity and permeability evolution in time. The PI of the project has participated to the IODP Exp. 385 as a Petrophysics team leader and holds an exclusive primary access to core data. Our work aims at providing a unique insight on both physical and thermal implications of magma emplacement into unconsolidated wet sediments of the Guaymas Basin. Specifically, in contrary to other known sedimentary basins hosting Large Igneous Provinces (LIP) emplaced at great depths and causing significant gas venting (e.g. North Atlantic volcanic basins, Karoo Basin etc.), the Guaymas Basin is expected to demonstrate radically different implications in terms of the venting rates and related contact metamorphism processes. Our analytical work on the acquired samples will provide the groundtruthing data for calibrating the model. These newly measured sediment properties coupled with process understanding based on the modelling work, will give us a unique opportunity to investigate distinct stages of hydrothermal activity in the Guaymas Basin and their longevity. Our work will focus on two hydrothermal sites drilled by the IODP Exp. 385: a post-cooling and pre-burial (moderate-temperature) hydrothermal system, i.e. Ring-Vent (U1547-U1548), and a post-burial and extinct hydrothermal system, i.e. (U1545-U1546), as well as on a syn-cooling high-temperature hydrothermal system recently discovered on the East flank of the northern trough. Moreover, using our thermo-mechanical code, we will be able to provide 2D time-series predictions of the heat flow through the sediments. Such predictions are pivotal to other research aspects of the IODP Exp. 385, especially the deep biosphere investigations. The project includes very strong links to shipboard collaborator research plans and stands at the centre of the overarching goal of the IODP Exp. 385 which aimed at studying the continuum of interrelated processes of magma emplacement, hydrothermalism, active sedimentation and biological processes that are interlinked to regulate cycling of sedimentary carbon. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1103786

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/447431016 (Webseite)

• Webseite zum Förderprojekt

  https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/MarineRohstoffforschung/IODP/Home/iodp_node.html (Webseite)

Status

Aktiv

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