Das Projekt "Sub project: Site survey data evaluation IODP Proposal 633" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. IODP drilling proposal (Costa Rica Mud Mounds) aims to enhance the general understanding of complex forearc dewatering processes of the erosive subduction system off Costa Rica and Nicaragua. Scientific evaluation recently resulted in a high ranking of the drilling proposal. Major sites of dewatering planned for drilling are mounds, related to mud diapirism/volcanism and precipitation of authigenic carbonates, and large-scale slides related to the subduction of seamounts. New pre-site survey seismic data was collected during a cruise of R/V Marcus Langseth in 2008 at the proposed sites of Mound Culebra and Mounds 11&12. These new data - together with the reprocessed pre-existing geophysical data - were submitted to the IODP safety panel for a final decision and scheduling of the R/V Joides Resolution leg. The new data are of exceptionally high quality and allow a detailed analysis of the processes that control fluid migration in the Costa Rican margin. Therefore we propose to (1) investigate the role of the acoustic basement for the fluid ascent, (2) understand the effect of mud volcanism on the gas hydrate system and the interactions between gas hydrate formation and dissociation with the fluid ascent from the deep sources, and (3) to invert the seismic data for gas and gas hydrate concentrations. The extension of the project will provide a wealth of geological information and further promote the drilling proposal.
Das Projekt "Sub project: Geochemistry of gases in seismogenic depths of the San Andreas Fault Zone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. The origin of gases and fluids in seismogenic depths of the San Andreas Fault (SAP), their composition, spatial distribution, temporal variations, migration mechanisms, as well as the link to seismic processes are only in part understood. We propose to perform gas and fluid studies on drill core, drill cutting, and drill mud gas from the SAFOD core drilling campaign in 2007, in order to gain quantitative information on the geochemistry of fluids and gases in seismogenic depths. Own drill-mud gas analysis from the SAFOD main hole (MH) revealed important information on the contribution of mantle-derived fluids to the total fluid inventory of the SAF and the migration of such fluids, and on the origin and distribution of the main non-atmospheric gaseous components on relatively large spatial scale. However, some questions addressed to gases at the SAF remained open: 1) the origin of the huge amounts of H2 in drill-mud gas found during drilling the SAFOD MH and 2) absolute gas concentrations and small-scale distribution of gases and fluids in fault zone rock which would help to understand fluid migration mechanisms at seismogenic depths. Drill-mud gas samples and drilled rock samples have been collected for investigations on isotopes (noble gases, (13C on CO2 and hydrocarbons, H/D on H2 and CH4) as well as mechanochemical gas synthesis. In combination with results from on-site experiments, this information provides better understanding of the behaviour of fluids and gases at seismogenic depths of the SAF.
Das Projekt "Sub project: On the geochemistry of crustal fluids and gases of the San Andreas Fault Zone - Real-time mud gas monitoring during ICDP-SAFOD drilling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Within this project gases of crustal origin will be investigated on their depth distribution as well as elemental and isotopic compositions in order to determine the origin, genesis, development and ages of crustal gases and fluids in the active San Andreas fault zone. To achieve this goal in part, the drill mud composition and gas content should be monitored in real-time while drilling of the SAFOD main hole of the International Contoinental Drilling Programm (ICDP). Collected gas and fluid samples will be analyzed namely for stable and noble isotope composition. The aim of the project is to understand the geochemical behavior of fluids and gases depending on rock/water interaction, possible influences from the earth mantle (noble gas isotopes), transportation properties in fault systems, and their role in the earthquake cycle.
Das Projekt "Sub project: Deep-seated fluid flow processes, seismic faulting and mud volcanisms in a mature collision zone; The backstop to the Mediterranean Ridge accretionary prism" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Convergent plate margins are important locations of mass transfer processes and tectonic activity. However, the so-called subduction factory has rarely been studied by scientific ocean drilling. It comprises (i) the small loop (where frontal accretionary prism is characterised by mostly dewatering), the intermediate loop several tens to hundreds of kilometres behind the toe (where out-of-sequence-faults and other pathways funnel deep-seated material to the ocean), and (iii) the big loop (where material is either recycled in the mantle, or emitted along the volcanic arc). The intermediate loop has never been drilled by DSDP, ODP or lODP, and only active proposal 555-full3 addresses this area in the Hellenic Subduction Zone (HSZ), Eastern Mediterranean. Three major faults south of Crete, all superbly imaged geophysically and one juxtaposed by an active mud volcano, provide evidence for fluid (and mud) ascent from several km depth in the backstop to the accretionary prism. To assist this 4* proposal in SPC ranking and OTF scheduling, and to test a number of critical hypothesis in subduction factory research linking hydrology and tectonics, we propose: - to carry out a research cruise (RV Poseidon) to deploy flow meters, take gravity cores and collect in situ pore pressure data at the proposed drill sites, - to use existing geotechnical as well geochemical data plus those collected during the cruise and from the fluxmeters to numerically model fluid flow at the boundary between the accretionary complex and its hinterland (i.e. the intermediate loop ofthe subduction factory between Eurasia and Africa), and - to relate physico-chemical processes along the active faults to be penetrated to the geochemical findings from hydrothermal experimenls and long-term deployments.
Das Projekt "Vorstudien zur Entwicklung eines rheologischen Moduls für UnTRIM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Problemdarstellung und Ziel: Die Simulation des hoch komplexen Fließverhaltens von Flüssigschlick stellt weiterhin eine Herausforderung in der aktuellen Forschung und Entwicklung im Wasserbau im Küstenbereich dar. Zwar sind in den letzten Jahren einige Fortschritte in der Simulation der Flüssigschlickdynamik erzielt worden (z.B. Wehr, 2012), hinsichtlich der gegenseitigen Wechselwirkung zwischen Flüssigschlick und Wassersäule besteht jedoch weiterhin Forschungsbedarf. Das langfristige Ziel ist es ein rheologisches Modul für Simulationsverfahren wie z.B. UnTRIM zu entwickeln, welches auch die Interaktion von Flüssigschlick und Wassersäule berücksichtigt. Hierfür sind jedoch zunächst Vorstudien zwingend erforderlich: Basierend auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft werden vorhandene Modellansätze mithilfe von Laborversuchen validiert. In dem Forschungsprojekt soll eine erste Untersuchung der Interaktion von Flüssigschlick (Rheologie) und der darüber liegenden Wassersäule (Turbulenz) erfolgen. Zu diesem Zweck werden Laborversuche zur Turbulenz von granularen Suspensionen durchgeführt. Die Ergebnisse sollen langfristig in einem numerischen Modell zur Nachbildung der Versuche implementiert und die Machbarkeit und Validität des numerischen Verfahrens analysiert werden. Anhand der Ergebnisse soll der weitere Forschungsbedarf und die nächsten Entwicklungsschritte zu Simulationsverfahren der Tidedynamik unter dem Einfluss von Flüssigschlick detailliert skizziert werden. Ergebnisse: Die Turbulenzsimulation in HN-Modellen erfolgt durch Turbulenzmodelle, wie beispielsweise ein k-epsilon Turbulenzmodell. Dabei werden nicht die einzelnen Wirbel aufgelöst, sondern die Effekte von Turbulenz betrachtet. Durch ein Turbulenzmodell wird demnach die Viskosität des Fluids um eine turbulente Viskosität ergänzt. Folglich wird die Zähigkeit von Wasser also künstlich erhöht. In diesem Projekt wurden Viskositäten von Flüssigkeiten durch Analysen am Rheometer im Labor nachgemessen. Die Rheometermessungen wurden sowohl mit reinem Wasser wie auch mit granularen Suspensionen für unterschiedliche Feststoffgehalte durchgeführt. Ziel der Messungen war es durch gezielte Messeinstellungen, also sehr hohen Scherraten im CSR-Modus, turbulente Fließbedingungen im Messgerät zu erzeugen. Die Turbulenz - als wirbelndes, chaotisches Fließen - führt zu zusätzlichem Energieverlust, was in den Messergebnissen als Anstieg der Viskosität bzw. Zähigkeit zu erkennen ist. In den Rheometerversuchen konnte in Abhängigkeit der Temperatur, des Spaltabstands und der Scherrate ein eindeutiger Anstieg der dynamischen Viskosität nachgewiesen werden. Dies bestätigt die Theorie der Viskositätserhöhung mit Hilfe von Turbulenzmodellen. In weiteren Messungen wurden granulare Suspensionen mit 'Nanopearls' hergestellt. Es erfolgte eine gezielte Verwendung von Nanopearls, da sie eine Dichte vergleichbar mit der von Wasser haben. (Text gekürzt)
Das Projekt "Verbesserung von Methoden und Verfahren der BAW zur Entwicklung und belastbaren Beurtei-lung von Maßnahmen zur Reduzierung des Schwebstofftransportes in die Unterems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. 1 Problemdarstellung und Ziel. 1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Das Emsästuar ist ein ausgeprägtes flutstromdominantes System. Dies führt durch den stromaufgerichteten Schwebstofftransport zu einer erheblichen Verschlickung der Unterems. Um Maßnahmen zur Reduzierung des Schwebstofftransportes in die Unterems zu untersuchen und belastbar zu beurteilen, sollen Methoden und Verfahren der BAW im Rahmen dieses FuE-Projekts weiterentwickelt und verbessert werden. Basierend auf den Ergebnissen des Aktionsprogramms Ems (BAW, 2010) sollen die dafür notwendigen Untersuchungen mit den hydrodynamisch morphologisch numerischen Modellen der BAW durchgeführt werden. Das Projekt umfasst folgende Forschungsschwerpunkte: - Es sollen wasserbauliche Maßnahmen zur Reduzierung des stromaufwärtsgerichteten Schwebstofftransports sowie der Verschlickung der Unterems entwickelt und objektiv eingeschätzt werden. Hierfür sind verschiedene mögliche Lösungsvarianten mit dem HN-Modell UnTRIM, welches mit dem numerischen Sedimenttransportmodell SediMorph gekoppelt wird, zu untersuchen und soweit möglich in ihrer Wirksamkeit zu optimieren. - Die entwickelten wasserbaulichen Maßnahmen umfassen zudem hydraulische Querbauwerke deren Wirkung im Nahbereich durch das UnTRIM-Modell unter bestimmten Bedingungen nicht ausreichend physikalisch (und numerisch) genau berechnet werden kann. Hierfür sollen ggf. Modelle, die die lokale Wirkung von Bauwerken auf die Hydrodynamik adäquat berücksichtigen können, zur Absicherung der UnTRIM-Ergebnisse herangezogen werden. - Die numerischen Modelle UnTRIM und SediMorph unterliegen einer ständigen Weiterentwicklung und Optimierung. Neue oder überarbeitete Modellansätze, wie z.B. zur Modellierung der Turbulenz oder der Sinkgeschwindigkeit (konzentrations- und turbulenzabhängig), sowie weitere Modellverfahren, wie z.B. Delft3D, sollen überprüft werden. Auch die Wechselwirkung zwischen Wasserkörper, Flüssigschlick und (fester) Sohle ist ein entscheidender Prozess für die Hydro-, Schwebstoff-, und Morphodynamik der Unterems. Mit dem im KFKI-Forschungsvorhaben entwickelten Flüssigschlick-Modell MudSim (Wehr, 2012) sollen hierfür weitere Analysen sowie eine Integration der Software in die Programmumgebung der BAW erfolgen. - Untersuchungen zu den Folgen eines Klimawandels wurden in den Forschungsprojekten KLIWAS (Seiffert et al., 2014) und KLIMZUG-Nord bei der BAW durchgeführt. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass sich sowohl durch einen Meeresspiegelanstieg als auch durch veränderte Abflussverhältnisse die Unterhaltungssituation der Schifffahrtsstraßen in den Ästuaren weiter verschlechtern wird. Deswegen sollten Lösungsvarianten hinsichtlich dieser möglichen Veränderungen geprüft werden.
Das Projekt "Sub project: MeBoCORK: Development of borehole observatories for MeBo (MARUM Meeresboden- Bohrgerät): Application to the seismogenic Nankai Trough subduction zone, Japan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Approximately 90 percent of the seismic moment on Earth is released in often devastating subduction zone earthquakes (EQs). In the Integrated Ocean Drilling Program (lODP), the study of seismogenesis along an active convergent margin plays a key role in the form of a multi-expedition effort named 'NanTroSEIZE' (Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment). To date, eight expeditions (lODP Expeditions 314-316, 319, 322, 326, 332-333) drilled 12 sites along a transect from the incoming plate across the frontal accretionary prism to the forearc basin. In the near future, the deepest hole will tap into the seismogenic portion of the subduction megathrust using Riser drilling. The proponent participated in three of the NanTroSEIZE expeditions, most recently as co-chief scientist overseeing the successful recovery of a mini-CORK and the installation of a mini-CORK and a full CORK observatory (Exp 332). This proposal aims lo reach two major scientific milestones:(i) In addition to the German component of the lODP borehole observatory network (i.e. mini- CORKs during Legs 319 and 332 plus some contribution to the full CORK), we want to extend the long-term monitoring efforts to active mud volcanoes some 30 km landward of Site C0009. These features carry gas hydrates and deep-seated fluids, most likely tapping into the seismogenic zone at a depth of several km below seafloor, and are also overlying an area of high strains and a locked plate boundary-thrust.(ii) The second goal is to develop a smart MeBo (MARUM Meeresboden-Bohrgerät) CORK observatory to be installed in two of these mud volcanoes. These observatories will be self-contained and monitor pore pressure and temperature as proxies for strain and fluid flow near terminal depth of the borehole. Their hydraulic lines can further be used for geochemical (osmo-sampler) and microbiological (FLOCS units) monitoring and sampling.The underlying reason for the engineering effon of smart observatories for MeBo is founded in the new lODP Science Plan where specialist rigs such as MeBo are discussed as ECORD's contribution from 2013-2023. So far, CORKs or other sophisticated long-term devices were restricted to DVs Joides Resolution and Chikyu, however, we here present an affordable solution for versatile, multi-disciplinary MeBo borehole instruments. The proposed system is to be installed by MeBo alone and data can be retrieved by ships of opportunity. A seafloor extension, to be deployed and recovered by ROVs (during and/or after the anticipated lODP expedition) can add capability and payload, and hence represent the means for more than decade of monitoring. Data recovery will be from ships of opportunity and hence frequently possible.Funding for MeBo drilling and ROV installations in the Nankai mud volcano field has already been granted (RV Sonne cruise SO222 in summer 2012) and is brought into the project as in kind contribution.
Das Projekt "FluMu: Eigenschaften und Verhalten von Fluid-Mud in Brackwasserhäfen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremen, Institut für Wasserbau durchgeführt. Ziele: Zur Verbesserung mathematischer Simulationen sind in situ Messungen in den Nahbereichen der Vorhäfen -oberhalb und unterhalb im Tidestrom- erforderlich. Die salzwasserabhängigen horizontalen und vertikalen Strömungen und Schwebstofffrachten im angrenzenden Tidestrom müssen dazu noch erforscht werden. Von besonderem Interesse ist die Frage nach den Eigenschaften der von den Strömungen in die Brackwasserhäfen eingetragenen Sedimente. Bisher gibt es keine quantitativen Aussagen über die unterschiedlichen Feststoffanteile und Zusammensetzungen innerhalb der Fluid-Mud-Schicht. Es fehlen vor allem Kenntnisse über die Sedimenteigenschaften wie Korngrößen, mineralische, biogene Anteile und das Absetzverhalten. Die Analyse der Dynamik hochkonzentrierter Suspensionen im Tidestrom und Vorhafen ist eine unabdingbare Voraussetzung, um zuverlässige Aussagen zur Minimierung von Sedimentationen durch Bauwerke treffen zu können. In diesem Zusammenhang ist die Frage zu klären, ob Flüssigschlick bereits vom Strom in die Vorhäfen eingetragen wird oder erst dort durch chemische und biologische Umwandlungsprozesse entsteht. Um den Nutzen des Projektes für mathematische Modellierungen zu steigern, werden die Bundesanstalt für Wasserbau, Hamburg und die Universität Darmstadt, in das Vorhaben einbezogen. Ergebnisse & Publikationen: In dem vom BMBF geförderten KFKI-Projekt 03KIS019 ('Hydrodynamische und morphologische Vorgänge in brackwasserbeeinflussten Vorhäfen, HYMO'; 2000 bis 2004) sind die komplexen Strömungsverhältnisse in brackwasserbeeinflussten Vorhäfen an der Ems und Weser erforscht worden. Mit den in situ Untersuchungen wurden die hydrodynamischen und morphologischen Vorgänge räumlich und zeitlich, sowie ihre Abhängigkeiten von den wechselnden äußeren Randbedingungen analysiert. Die Ergebnisse waren eine wichtige Voraussetzung für die numerischen Simulationen der Strömungsverhältnisse im Verbundprojekt 03 KIS 020 (Franzius-Institut der Universität Hannover). Die mit Treibkörpern- und ADCP-Messungen ermittelten Strömungsmuster in den tideoffenen Brackwasserhäfen sind zusammen mit den ebenfalls untersuchten tideabhängigen Salzgehalts- und Schwebstoffmessungen im Schlussbericht dokumentiert worden.
Das Projekt "MudSim B: Numerische Simulation der Dynamik von Flüssigschlick" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Ziele: Beschreibung der Entstehung, Entwicklung und des Transports von Flüssigschlick auf der Grundlage der physikalischen Prozesse und Entwicklung eines numerischen Modells zur Simulation der Flüssigschlickdynamik. - Rheometrische Untersuchungen und Parametrisierungen von Flüssigschlick. - Aufbau eines isopyknischen Modells zur Simulation der Flüssigschlickdynamik. - Anwendung des Modells auf Ems und Weser. - Aufbau und Betrieb eines Hafenmodells im Labor. 1. Die gewonnenen Parametrisierungen zur Rheologie von Flüssigschlick werden für alle zukünftigen mehrdimensionalen Modellverfahren zur Simulation der Flüssigschlickdynamik benötigt und daher international veröffentlicht. 2. Der Datensatz zum Labormodell des Hafenbeckens wird wohl dokumentiert und zur Verifikation und Validierung von numerischen Modellen zur Flüssigschlickdynamik ebenfalls international veröffentlicht. 3. Das zu entwickelnde Modellverfahren MudSim wird zur Optimierung von Unterhaltungsmaßnahmen infolge Schlickentwicklung in den deutschen Bundeswasserstraßen und Häfen eingesetzt. 4. Ferner wird es im Rahmen weiterer nationaler und internationaler Kooperationen weiteren Projektpartnern zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "MudSim-A: Numerische Simulation der Dynamik von Flüssigschlick" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen durchgeführt. Ziele: Beschreibung der Entstehung, Entwicklung und des Transports von Flüssigschlick auf der Grundlage der physikalischen Prozesse und Entwicklung eines numerischen Modells zur Simulation der Flüssigschlickdynamik. - Rheometrische Untersuchungen und Parametrisierungen von Flüssigschlick. - Aufbau eines isopyknischen Modells zur Simulation der Flüssigschlickdynamik. - Anwendung des Modells auf Ems und Weser. - Aufbau und Betrieb eines Hafenmodells im Labor. 1. Die gewonnenen Parametrisierungen zur Rheologie von Flüssigschlick werden für alle zukünftigen mehrdimensionalen Modellverfahren zur Simulation der Flüssigschlickdynamik benötigt und daher international veröffentlicht. 2. Der Datensatz zum Labormodell des Hafenbeckens wird wohl dokumentiert und zur Verifikation und Validierung von numerischen Modellen zur Flüssigschlickdynamik ebenfalls international veröffentlicht. 3. Das zu entwickelnde Modellverfahren MudSim wird zur Optimierung von Unterhaltungsmaßnahmen infolge Schlickentwicklung in den deutschen Bundeswasserstraßen und Häfen eingesetzt. 4. Ferner wird es im Rahmen weiterer nationaler und internationaler Kooperationen weiteren Projektpartnern zur Verfügung gestellt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 16 |
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| Förderprogramm | 16 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 16 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 16 |
| Englisch | 5 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 5 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 15 |
| Lebewesen & Lebensräume | 15 |
| Luft | 7 |
| Mensch & Umwelt | 16 |
| Wasser | 14 |
| Weitere | 16 |