Marine Geophysik ‐ Ergebnisse aus den Forschungsprojekten Archimedes und GeoBasis3D

Michael Schnabel et al.: Analyse der geodynamischen Prozesse im Backarc‐Bereich des nördlichen Lau‐Beckens (Südwestpazifik) durch reflexions‐ und refraktionsseismische Messungen

Nördlich von Neuseeland führt die Subduktion der Pazifischen Platte unter die Australische Platte zur Entwicklung eines Backarc‐Beckens. Das so entstehende Lau‐Becken gehört aufgrund der Extensionsraten zu den dynamischsten Backarc‐Becken weltweit. Im Norden ist das Lau‐Becken gekennzeichnet durch ein Mosaik an Mikro‐Platten, das von mehreren Extensionszentren durchzogen ist. Um die rezente Krustenbildung und die Verbindung zu hydrothermaler Aktivität besser zu verstehen wurde zum Jahreswechsel 2018/2019 das durch das BMBF geförderte Projekt Archimedes mit FS SONNE durchgeführt. Im Rahmen dieses multidisziplinären Projektes wurden neben geologischen Beprobungen und geochemischen Analysen auch steil‐ und weitwinkelseismische Messungen durchgeführt.

Im zentralen Bereich des nördlichen Lau‐Beckens zeigte sich, dass die bathymetrisch prominente Störungszone zwischen der Niuafo’ou Mikroplatte im Westen und dem Tofua Vulkanbogen im Osten durch ein Wechselspiel von tektonischer Divergenz und magmatischer Intrusion geprägt ist. Hier findet also noch keine typische Ozeanbodenbildung (seafloor spreading) statt. Laterale Variationen in der Krustenbeschaffenheit des Beckens lassen auf das mehrfache Verspringen des Extensionszentrums schließen. Weiter nördlich ist die zentrale Spreizungszone des Beckens durch stärkeren Magmatismus geprägt. Geochemische Analysen lassen vermuten, dass diese Änderung durch eine Variation in der subduzierenden Pazifischen Platte ausgelöst wird. Eine flächenhafte Analyse der Normalstörungen im gesamten Becken hat gezeigt, dass die frühe Phase der Kluftbildung bzw. rifting (2 bis 1 Ma) große Teile des Beckens betroffen hat. Während einer späteren Phase (< 1 Ma) finden die Extensionsbewegungen nur noch lokal an wenigen Spreizungszentren statt.

Seismisches Abbild der zentralen Spreizungszone im nördlichen Lau‐Becken. Der Meeresboden ist durch ein Wechselspiel von Sedimentbecken (schwarz) und magmatischen Anteilen (blau) gekennzeichnet Quelle: BGR

Axel Ehrhardt et al.: Untersuchung von Speicherpotenzialen mit hochauflösender 2D‐ und 3D‐Seismik in der Nordsee

Die Potentiale geologischer Speicher im Bereich der AWZ der deutschen Nordsee hängen insbesondere von der Integrität der Barriereformationen ab. Um auch kleinskalige potentielle Migrationswege für Fluide zu untersuchen und deren Vermögen sog. Seal‐Bypass Systeme zu bilden, wurden in den Jahren 2020 und 2021 im Rahmen von DFG Drittmittelprojekten hochauf‐ lösende 2D und 3D seismische Daten akquiriert. Mit diesen Daten konnte ein hochaufgelöstes Abbild der Käno‐ und Mesozo‐ ischen Sedimente vom Meeresboden bis zur Basis des Zechsteins erstellt werden. Damit stellen unsere Daten ein Bindeglied zwischen den tiefreichenden (niedrig aufgelösten) kommerziellen seismischen Daten aus dem Bereich der Nordsee und den sehr hochauflösenden jedoch nur flachreichenden akademischen Daten bzw. Daten der Baugrunduntersuchungen für Wind‐ parks. Einen Schwerpunkt bilden Untersuchungen zu einem Blow‐out Krater, der 1963 während der ersten Bohrung in der deutschen Nordsee entstanden ist. So entstand ein anthropogen verursachtes Seal‐Bypass System. Unsere Daten zeigen, dass insbesondere im Bereich von Salzdiapiren und Salzkissen Störungssysteme vorhanden sind, die bis zum Meeresboden reichen können. Deren Vermögen Seal‐Bypass Systeme bilden zu können, wird u.a. auch in dem Verbundprojekt GEOSTOR im Rahmen der DAM Forschungsmission „Marine Kohlenstoffspeicher als Weg zur Dekarbonisierung“ untersucht.

Oben: Reflexionsseismische Datenakquisition im Jahr2021. Unten: Seismisches Abbild vom Meeresboden bis Basis Zechstein Quelle: BGR

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