During the period from 1974 to 2018 various cruises from BGR acquired seismic lines worldwide. The aim of these marine expeditions was a detailed survey of the geological structure.
The 3rd cooperative BGR/SMNG Arctic cruise was designed to acquire new scietific data for a better understanding of temporal and spatial lithospheric variations during rifting and its influence on the tectonic and structural evolution of the continental crust of the Laptev Sea undergoing extension since at least the Early Tertiary, and for tackling open questions regarding the evolution of the submarine permafrost zone. Although conditions for seismic measurements were worse in 1997 than in 1993 and 1994, along 4,622 km of seismic traverses reflection seismic data and wide angle reflection/refraction data from 23 OBH-(ocean bottom hydrophone) stations were collected in the Laptev and East Siberian Sea. The most prominent rift basin is the Ust' Lena Rift, which is at least 300 km wide at latitude 75°N. The Cenozoic sedimentary cover exceeds 3 km everywhere, increasing up to 14 km at two locations. In the northern part of the shelf, the complex mainly N–S-trending Anisin Basin has a basin fill of up to 10 km thickness. The New Siberian Basin which is located in the northwestern part of the study area shows an up to 9 km thick graben fill. The Laptev Horst crust is locally subdivided into several tilted blocks by deep-reaching faults and there are several half grabens of smaller extent which divide the Laptev Horst into three parts: the North, the South and the East Laptev Horst. A major west dipping listric fault of at least 250 km length separates the Laptev Horst from the Ust' Lena Rift. Results from the seismological investigation indicate that recent extension is concentrated within the narrow rift basins of the eastern Laptev Sea. From wide-angle reflection/refraction seismic measurements the seismic velocities of the crustal layers were estimated along five profiles. The layers with velocities of up to 3.5 km/s apparently consist of predominantly Cenozoic sediments. The sedimentary section showing relatively high seismic velocities of 4.5 to 5.2 km/s might be interpreted as Late Paleozoic to Mesozoic deposits or overcompacted/cemented syn-rift deposits. In the eastern shelf area a layer beneath the acoustic basement was interpreted to represent Ordovician to Early Mesozoic carbonates. The lower crust in the area under study shows relatively uniform seismic velocities of about 6.0-6.8 km/s and the velocities estimated for the crust-mantle transition are in the range of 8.0 to 8.2 km/s. The origin of a several 100 m thick layer with a relative high velocity of 3 to 3.5 km/s directly beneath the seafloor was inferred as sub-sea permafrost.
During the period from 1974 to 2023 various cruises from BGR acquired seismic lines worldwide. The aim of these marine expeditions were a detailed survey of the geological structure of seabed.
Das Projekt "Die Entwicklung von numerischen Modulen für die Lena Delta Region" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Biologische Anstalt Helgoland (Institut BAH) durchgeführt. Versuche, das Lena-Delta zu modellieren, sind praktisch nicht vorhanden. Das ist dadurch zu begründen, dass einerseits die Region eine hohe Komplexität aufweist und andererseits Beobachtungsdaten fehlen, um solche Modelle zu erstellen. Es ist darüber hinaus nicht möglich, verlässliche Vorhersagen zu machen, ohne den Einfluss des Lena-Flusses auf die Dynamik der Laptewsee und des Arktischen Ozeans zu berücksichtigen. Um diese wichtige Lücke zu schließen, ist in dem Projekt die Entwicklung weitreichender numerischer Module für die Lena-Delta-Region geplant. Sie sollen Inputdaten für die größerskaligen regionalen Modelle zur Verfügung stellen und die Ökosysteme modellieren, welche das Laptewsee-Schelf beinhalten. Im Rahmen des Vorhabens wird zunächst ein Hydrodynamikmodul entwickelt. Die Federführung liegt bei Frau Vera Fofonova. Außerdem wird ein Transport Modul von Ingeborg Bussmann aufgebaut. Parallel hierzu soll ebenfalls ein Ökosystem-Modul von Alexandra Kraberg erstellt werden. Anschließend werden die einzelnen Module in ein Gesamtsystem implementiert. Um die Arbeiten umzusetzen werden vier Workshops zu den folgenden Themen organisiert: 1) Die Lena Delta Region aus verschiedenen Perspektiven (Novosibirsk (Russland); 2) Entwicklung numerischer Module, ihre Implementierung und Approbation, Datenlücken (Rostov-am-Don (Russland) und 3) Das Lena Delta Ökosystem (Helgoland (Deutschland)). 4) Die Lena Delta Region, der Zugang über die Modellierung (Bremerhaven (Deutschland)).
Das Projekt "Vorhaben: Marine und terrestrische Oekologie im System Laptev See 2000" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Polarökologie durchgeführt. Ziel sind die Bewertung und Beschreibung des Nahrungsnetzes in der Laptev See sowie die von Gasfluessen in Permafrostboeden. Die Daten zu Produktions-, Transformations- und Abbauprozessen aus verschiedenen marinen Habitaten sollen analysiert und quantifiziert werden. Die Verknuepfungen zwischen Pelagial und Benthal sind dabei besonders zu beruecksichtigen im Hinblick auf deren Zeitskalen in einem Flachwassermeer. Auswirkungen von Umweltveraenderungen, insbesondere von Eisbedeckungen, spielen hier eine besondere Rolle. Im terrestrischen Bereich sollen selbstermittelte CO2-Emissionsdaten mit denen aus Teilprojekt 2 korreliert werden. Vorliegende langfristige Klimaaufzeichnungen der Klimastation Tiksi sind Grundlage fuer ein saisonales Muster der Gasfluesse. Unter Einbeziehung der Bodeneigenschaften werden flaechenbezogene Hochrechnungen durchgefuehrt. In Laborversuchen werden durch Gefrier-/Tauversuche entstandene Substratveraenderungen qualitativ erfasst und Auswirkungen auf den Gastransport untersucht. Die Daten zur marinen Biologie koennen zur Abschaetzung von mittelfristigen Umweltveraenderungen dienen. Jene zur Gasproduktion sollen in ein Modell der Tundren zum globalen Gashaushalt eingehen.
Das Projekt "Die Bedeutung der Laptev See im biochemischen Stickstoffkreislauf des Arktischen Ozeans" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Akademie der Wissenschaften und der Literatur in Mainz durchgeführt. Ziel des Projektes ist eine quantitative Bestandsaufnahme der verschiedenen Stickstoffquellen in der Wassersäule der Laptevsee. Stabile Stickstoff- und Sauerstoffisotopen des gelösten Stickstoffs und des organischen Stickstoffs sollen zusammen mit Nährsalzkonzentrationen und der Isotopie des Wassers verwendet werden, um die Rolle des Flusseintrags an organischem und anorganischem Stickstoff im Arktischen Ozean zu untersuchen. Die Erwärmung in der Arktis verursacht derzeit eine Erhöhung der Flusswassermenge und ein verstärktes Auftauen des Permafrostes zwei Faktoren, welche zu erhöhtem Stickstoffeintrag in die arktischen Schelfgebiete beitragen. Bislang ist noch unklar, ob diese Veränderungen die Primärproduktion und die Aufnahme atmosphärischen Kohlenstoffs in der Arktis beeinträchtigen, denn unser Wissen über den arktischen Stickstoffkreislauf ist extrem begrenzt. Die im Antrag vorgeschlagene Untersuchung des arktischen Stickstoffkreislaufes mit stabilen Isotopen ist eine effiziente und kostensparende Herangehensweise, welche eine Differenzierung der Stickstoffquellen in der Laptevsee erlaubt. Dies wäre die erste Studie zur Stickstoffisotopie im Arktischen Ozean. Zusätzlich zur quantitativen Abschätzung der verschiedenen Stickstoffquellen in der Laptevsee wird in diesem Projekt erstmalig die Isotopenzusammensetzung des gelösten organischen Stickstoffs im Arktischen Ozean untersucht. Diese Untersuchungen werden die Grundlage bilden für das Verständnis des gelösten organischen Stickstoffs im Stickstoffkreislauf des Arktischen Ozeans. Zudem besteht die Chance, die potentialle Rolle des gelösten organischen Stickstoffs in der arktischen Primärproduktion zu verstehen.
Das Projekt "AOSGE: The Arctic Ocean System in the Global Environment; deutsches Pilotvorhaben - Teilprojekt: AWI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Im Rahmen der AOSGE-Pilotstudie werden durchgefuehrt: a) Simulationen mit einem gekoppelten Ozean-Meereis-Modell zur Frage der Abhaengigkeiten der grossraeumigen Zirkulationssystem von internen dynamischen und thermodynamischen Prozessen und der Rolle der atmosphaerischen und seitlichen Randbedingungen. b) Arbeiten ueber Art u. Intensitaet der Koppelungsprozesse zwischen den Teilsystemen Meereis-Pelagial-Benthal in der Hocharktis. An Material aus der noerdl. Laptevsee werden Partikelfluss via Zooplankton, mikrobielle Aktivitaet im Benthal sowie Zoobenthosverteilung untersucht. Zusaetzliche Proben und Daten werden im Rahmen ACSYS 1996 erhoben. c) Untersuchung des terrigenen Sedimenteintrags und Corg-Fluss im Spaetquartaer in Kernen vom Laptevsee-Kontinentalhang: 1) Bestimmung der Haupt- und Spurenelemente zur Identifikation von Liefergebiet und Ablagerungsmilieu und 2) mikroskopische Bestimmung der Zusammensetzung und Reife der organischen Substanz. I) Zielsetzung: In numerischen Simulationen mit einem gekoppelten Ozean-Meereis-Modell des Nordpolarmeers soll die Abhaengigkeit der grossraeumigen Zirkulationssysteme von internen dynamischen und thermodynamischen Prozessen und die Rolle der atmosphaerischen und seitlichen Randbedingungen untersucht werden. Arbeitsprogramm: 1. Simulationen des mittleren Jahresgangs bei mittlerer Aufloesung. 2. Erstellung eines optimierten Referenzlaufs, der mittleren Zirkulation und der milleren Tracerverteilungen. 3. Uebergang zu besserer raeumlicher Aufloesung und Anpassung der Parameter. II) Zielsetzung: Ziel der geowissenschaftlichen Untersuchungen ist die zeitlich hochaufgeloeste Rekonstruktion der Aenderungen von Meereisbedeckung, palaeoozeanischer Zirkulation und Palaeoklima im Arktischen Ozean und des angrenzenden Laptev-See-Kontinentalrandgebiets im Spaetquartaer sowie die Quantifizierung des terrigenen und organischen Sedimenteintrags im Arktischen Ozean im Wechsel zwischen Glazial und Interglazial. Arbeitsprogramm: Bestimmung der Tonminerale und Haupt- und Spurenelemente sowie Mazeralanalysen an stratigraphisch eingestuften Sedimentkernen vom Laptev-See-Kontinentalrand. III) Zielsetzung: Biologische Untersuchungen ueber die Intensitaet der pelago-benthischen Kopplungen in der Hocharktis, insbesondere im Norden der Paptewsee, im Bereich des Lomonossovrueckens und in der noerdlichen Barentssee.
Das Projekt "System Laptev See, Teilprojekt 4: Terrigener Sedimenteintrag in die Laptev See" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Qualifizierung und die Quantifizierung des rezenten und fossilen Sedimenteintrages sibirischer Fluesse in die Laptev-See und den angrenzenden arktischen Ozean. Geochemische/mineralogische Charakteristika der Flusssedimente und der Suspensionsfracht sollen die Differenzierung unterschiedlicher Fluesse sowie die Zuordnung von Liefergebieten erlauben. Die Quantifizierung des Sedimenteintrages soll insbesondere durch die Kombination dieser Ergebnisse mit hydrologischen/sedimentologischen/geomorphologischen Daten, die von der Universitaet Moskau studiert werden, erreicht werden. Durch weitere im Rahmen des Projektes in der Laptev-See und im arktischen Ozean durchgefuehrte Untersuchungen soll die Identifizierung des flusstransportierten Materials in den marinen Sedimenten ermoeglicht werden. Waehrend drei Expeditionen nach Sibirien wurden ausgehend von den Muendungsgebieten der Fluesse Schwebstoffe und Flusssedimente beprobt. Zur Zeit werden folgende geochemischen und mineralogischen Daten ermittelt: - Haupt- und Spurenelementzusammensetzung der Suspensionsfracht, - Sr-Isotopie der Suspensionsfracht, - chemische Zusammensetzung der Oberflaechensedimente, - Kohlenstoffisotopie des organischen Schwebstoffanteils, - Schwermineralogie der Sedimente, - Tonmineralogie der Suspensionsfracht.
Das Projekt "Vorhaben: Terrestrische Dynamik in der Laptev See Region (TP2-Potsdam) und Umweltreaktionen des Laptev See Systems (TP3-Bremerhaven)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Das uebergeordnete Ziel der Synthesephase ist das Verstaendnis der terrestrischen und marinen Prozesse im Gesamtsystem Laptev-See. Das Ziel der Synthese Teilprojekt 2 'Terrestrische Dynamik in der Laptev See Region' ist das Verstaendnis der Kuestendynamik im Bereich der Laptev See, die Rekonstruktion der Klima- und Umweltgeschichte in der Laptev See Region, die Aufklaerung der Dynamik von Treibhausgasen (CH4, CO2) und die Wirkung von Klimaveraenderungen auf Permafrostabfolgen. Dafuer werden ergaenzende Experimente zur Bilanzierung durchgefuehrt, Datensaetze umfassend ausgewertet und ueber relevante Datenbanken zur Verfuegung gestellt. Im Mittelpunkt der Zielsetzung Teilprojekt 3 'Umweltreaktionen des Laptev-See-Systems' steht die Erforschung der Ursachen und Auswirkung von Umweltveraenderungen auf dem Laptev-See-Schelf. Dies umfasst zum einen die Entschluesselung von kurzskaligen Kopplungsprozessen zwischen Wassermassen, Stofftransport und Energieaustausch, zum anderen die geschichtliche Dynamik des marinen Ablagerungsmilieus und ihrer Auswirkung auf die Stabilitaet von submarinem Permafrost. Die Syntheseergebnisse werden in internationale Programme eingebunden und in relevanten Fachzeitschriften publiziert.
Das Projekt "Vorhaben: Veränderungen der Atmosphäre-Meereis-Ozean Interaktionen und deren Einfluss auf das transpolare System (Teilprojekt 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fachbereich VI Raum- und Umweltwissenschaften, Fach Umweltmeteorologie durchgeführt. Veränderungen im arktischen Klimasystem sind stark an Wechselwirkungsprozesse zwischen Atmosphäre, Ozean und Meereis (AOI) gekoppelt. Diese Prozesse, wie sie z.B. bei der Meereisproduktion in Polynjen und der Produktion von dichtem Ozeanwasser auftreten, sind Schlüsselprozesse für den Ozean und die Kryosphäre. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist es, mit dem regionalen Fokus auf der Laptev-See ein verbessertes Verständnis und eine Quantifizierung von AOI-Prozessen zu erzielen. Dazu werden die Bedingungen für die vergangenen 30 Jahre und für ein Klimaszenario für das Ende des 21. Jahrhunderts untersucht. Von besonderem Interesse ist, wie sich Polynya-Prozesse und der atmosphärische Antrieb (wie Windextreme) auf den ozeanischen Austausch zwischen Laptev- und Kara-See auswirken und wie sie sich in Zukunft ändern. Die Projektarbeiten sind in drei Aufgabenbereiche gegliedert, die zusammen mit russischen Wissenschaftlern bearbeitet werden. A) Prozesse in der atmosphärischen Grenzschicht der hohen Arktis: Durch ganzjährige Beobachtungen an der russischen Station Cape Baranov soll ein neuer umfassender Datensatz von in-situ-Beobachtungen der Atmosphäre, Eis und Bodeneigenschaften in der hohen Arktis generiert werden, um damit regionale Klimamodelle zu verifizieren und Prozessstudien durchzuführen. B) Monitoring von Meereiseigenschaften und Meereisproduktion: Satellitenbasierte Methoden zur Erkennung von Dünneis und Eisrinnen sowie zur Bestimmung der Eisproduktion werden eingesetzt, um die regionalen Charakteristiken der AOI-Wechselwirkungen zu untersuchen. C) Modellierung von Atmosphäre/Meereis/Ozean-Wechselwirkungen: Das hochaufgelöste regionale Klimamodell CCLM wird zusammen mit dem Meereis-Ozeanmodell FESOM verwendet, um für AOI-Wechselwirkungen ein verbessertes Verständnis und eine Quantifizierung des Einflusses zu gewinnen. Der Schwerpunkt der Simulationen liegt auf dem Klima der vergangenen 30 Jahre und einem Klimaszenario für das Ende des 21. Jahrhunderts.