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Forschungsprojekte

Projekte des GeoZentrums Nordbayern

  • Die magmatische Entwicklung eines Inselbogens am Beispiel der Neuen Hebriden
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2020 - 31. Januar 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Tellur in natürlichen und synthetischen Pyrit: Erzbildung und wirtschaftliche Bedeutung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 15. Januar 2020 - 15. Januar 2023
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Tellur (Te) wurde von der Europäische Union als strategisches Element für den schnell wachsenden Sektor der erneuerbaren Energien definiert. Die Gewinnung von Te ist stark abhängig von anderen Metallen, insbesondere von Cu wo es als Nebenprodukt gewonnen wird, wodurch es kaum möglich ist die Te-Produktion unter aktuellen Verfahren zu erhöhen. Aufgrund der steigenden Nachfrage ist somit in naher Zukunft mit einer Te-Knappheit zu rechnen. Tellur kann in hydrothermalem Pyrit mit bis zu 8.000 ppm angereichert sein und tritt typischerweise zusammen mit anderen Spurenelementen, wie As und Au (bis zu 4,8 Gew. % und 11.000 ppm) auf. Pyrit bildet sich bei verschiedensten Fluidbedingungen, wie niedrigen und hohen Temperaturen, sowie unterschiedlichenfO2und pH-Zuständen. Die Spurenelementchemie von Pyrit kann somit genutzt werden um wichtige erzbildende Prozesse von Te zu definieren, die bis heute kaum bekannt sind. Aufgrund der weiten Verbreitung von Pyrit und seiner Fähigkeit Spurenmetalle anzureichern könnte die steigende Te-Nachfrage somit durch die Aufbereitung von Mineralen wie Pyrit gesichert werden. Über das Verhalten von Te während der Erzaufbereitung weiß man bisher nur wenig, wird Te allerdings nicht gewonnen, sondern liegt auf Halden vor ist es von ökotoxikologischer Relevanz. Diese Wissenslücken sollen im Rahmen des Projekts geschlossen werden. Hierfür werden epithermale und Carlin-Typ Lagerstätten untersucht; zwei Systeme die sich in ihrer Mineralisation unterscheiden und Te in wirtschaftlich relevanten Konzentrationen führen. Modernste Methoden werden verwendet um Te in Pyrit strukturell und chemisch bis hin zur Mikro- und Nanoebene zu charakterisieren. Dies ermöglicht es eine fundierte Methode zu entwickeln um zu unterscheiden ob Te im Kristallgitter oder als Einschluss in Pyrit vorkommt. Phasenquantifizierung kombiniert mit Mineral- und Gesamterzchemie ermöglichen es quantitativ zu zeigen, dass Pyrit einer der Hauptträger von Te in diesen Lagerstätten ist. Mittels Spurenelementkartierung lassen sich intrakristalline Variationen von Te (d.h. Zonierungen) in Pyrit quantitativ abbilden, womit die Bildungsprozesse der Te-Mineralisation abgeleitet werden können. Diese Ergebnisse können genutzt werden um ein neues mikroanalytisches Explorationsmittel für Te zu entwickeln. Hydrothermale Experimente unter kontrollierten Laborbedingungen erlauben es den Einfluss von Fluidparametern (z. B. Temperatur, pH, fO2) auf die Verteilung und den Einbau von Te in Pyrit zu bestimmen. Die Zusammensetzung von Pyrit, synthetisiert aus einem Fluid mit bekanntem Te-Gehalt, ermöglicht es die ersten Nernst-Verteilungskoeffizienten (KD) für Te im Pyrit-Fluid-System zu berechnen. Die Kombination von natürlichen und synthetischen Systemen machen es somit zum ersten Mal möglich eine quantitative Aussage über die Ausfällungsprozesse und den Einbau von Te in Pyrit zu treffen; ein allgegenwärtiges Mineral, dass ein Element von steigendem wirtschaftlichen Interesse führt.
  • Größenreduktion während hyperthermaler Ereignisse: frühe Warnsignale von Umweltbelastungen oder Anzeichen von Aussterben? (EarlyWarn)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Dezember 2019 - 1. Dezember 2022
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Größenreduzierungen in aufeinanderfolgenden Fossil-Vergesellschaftungen im Rahmen von Aussterbeereignissen sind Diversitätsmuster, die in einer Vielzahl von zeitlichen und räumlichen Maßstäben sichtbar werden. Die verantwortlichen Umweltfaktoren und -mechanismen werden nach wie vor intensiv diskutiert. In verschiedenen Fällen liegen Größenveränderungen vor dem Hauptimpuls des Events vor; dies könnte eine frühe Umweltstörung anzeigen. Das hier vorgestellte Projekt zielt darauf ab, Größenänderungen in stratigraphischen Sequenzsystemen zu modellieren, um die lokalen und globalen Einflüsse der Paläoumwelt auf diese Muster zu erkennen. Dieser Ansatz konzentriert sich auf den Vergleich von Mollusken und Brachiopoden aus Perm/Trias- Grenzprofilen im Iran und verschiedenen europäischen Pliensbach/Toarc-Profilen; es werden Muster innerhalb von Faziesräumen und zwischen verschiedenen Faziesräumen untersucht. Damit wird ein breites Spektrum von Zusammenhängen von Paläoumwelt und Erhaltung und Biodiversität vor und während der Aussterbe-Ereignisse abgedeckt. Dieser Ansätze ist notwendig, um den relativen Beitrag klimabedingter Stressfaktoren und die Verfügbarkeit von Nährstoffen in den Diversitätsmustern quantitativ zu studieren, wenn potenzielle Sammlungs- und Stratigraphie-Einflüsse herausgefiltert werden. Im letzten Teil des Projekts werden unsere neu gesammelten Daten mit neu eingepflegten großen Datensätzen mit geeigneten Fazies, stratigraphischen und geochemischen Abfolgen verglichen, um deren relativen Beitrag in der ersten umfassenden Metaanalyse zu diesen Aspekten der Miniaturisierung ("Lilliput-Effekt") zu entflechten. Diese Datensätze werden auch verwendet, um den relativen Beitrag der Größenreduzierung innerhalb der Arten, des selektionsbedingten Aussterbens / der Einwanderung und der Entstehung / Einwanderung von Arten bei Umweltveränderungen während kleiner biologischer Krisen oder das Massenaussterben bei Hyperthermie zu erklären.
  • Verbundprojekt: SO273 - MARION: ROV-Beprobung und Kartieren des Marion Rise am Südwest-Indischen-Rücken (SWIR); Teilvorhaben: Basalte und vulkanische Gläser
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. November 2019 - 30. April 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Rapide Versenkung eines trockenen Sandsteins – die besondere kompaktionsdominierte Diagenese der Twyfelfontein Formation, NW Namibia
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Änderungen in den Nährstoffkreisläufen während des Perm-Trias Übergangs (NUC)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • CoralTrace – A new approach to understanding climate-induced reef crises
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    Coral reefs are perhaps the most threatened marine ecosystems from current climate-related stressors (CRS). The modern reef crisis manifests itself in an increased frequency of mass-bleaching, reduced calcification rates of corals, and elevated coral mortalities. Although extinction risk is also high among reef-building corals, reef decline is driven by reduced net calcium carbonate production of existing species, rather than extirpation or extinction. Nevertheless, extinctions are a major concern, because these are irreversible and thus preventing the recovery of reefs from CRS-driven crises.Using the Paleobiology Database and the Erlangen PaleoReefs Database together with a new fossil trait database on extinct reef builders, this project aims to reveal the interplay of individualistic evolutionary fate and whole ecosystem changes in reefs over time. Specifically, we test three main hypotheses: (1) Reefs are more sensitive to CRS than reef building species. A global reef crisis can occur without mass extinction, simply because the net calcium carbonate production is reduced. An important implication of this hypothesis is that reef crisis may be an early warning sign of a forthcoming biodiversity crisis. (2) Both the reef-building capacity and the extinction risk of reef building taxa can be predicted from their traits. Although not all potentially relevant life-history traits can be derived from fossils (e.g., nature of photosymbionts), preservable traits such as growth morphology and habitat breadth have been shown to be correlated with coral extinction risk and reef growth today. (3) Mesophotic and mid-latitude environments are suitable environments for reefal refugia and recovery after climate induced crises.Hypothesis testing will be performed in a multivariate statistical framework and machine learning focussing on preserved reefal volume and extinction as dependent variables. Independent variables such as magnitude and duration of warming, anoxia and acidification will be taken from published sources and accompanying TERSANE projects. Tests will be conducted at the level of specific time slices (end-Permian, end-Triassic, early Jurassic) as well as in a time-series context. To be feasible and relevant to TERSANE’s goals, CoralTrace will focus on Permian to Neogene reef systems.
  • Räumliche Verbreitungsmuster und weltweite Artenvielfaltsdynamiken für Erwärmungsszenarien (SPex)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 30. September 2022
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

    Weltweit sind marine Lebewesen durch den derzeitigen Klimawandel bedroht, wobei nicht nur lokale, sondern auch weltweite Aussterbeereignisse als wahrscheinlich gelten. Wie Studien vermuten
    lassen, reagieren Arten auf die Erderwärmung durch eine Neuordnung ihrer Verbreitungsmuster. Hierbei folgen marine Lebewesen den Isothermen ihrer jeweiligen Temperaturnische, wodurch besonders Arten in äquatorialen
    Regionen akut vom regionalen Aussterben bedroht sind. Allerdings sind geographische Vorhersagemodelle für Aussterbeereignisse zurzeit nicht vorhanden, obwohl es unser Wissen über vergangene Massenaussterben erlauben
    würde, diese zu modellieren. Um Massenaussterben in der Erdgeschichte zu erklären, werden für gewöhnlich räumliche Verbreitungsmuster der Aussterbeereignisse von Arten herangezogen. Der Zusammenhang
    zwischen diesen Ereignissen und Erderwärmung wird allerdings nur vermutet oder durch hypothetische Gedankenspiele hergestellt. Bedeutend besser geeignet wären aber Modelle, die die Oberflächengestalt der Erde,
    stochastische Prozesse und die Artenvielfalt mit einbeziehen.
    Projekt SPex soll genau hier ansetzen, indem Aussterbeereignisse simuliert werden. Die zugrundeliegende Hypothese hierfür lautet, dass übermäßige Klimaerwärmung
    zu ausgeprägten räumlichen Verbreitungsmustern von Aussterbeereignissen führt, wobei insbesondere die äquatorialen Regionen betroffen sind. Um diese und weitere Hypothesen zu testen, werde ich ein leistungsfähiges
    Modell auf der Basis von zellulären Automaten entwickeln, um Verbreitungsmuster von Arten zu berechnen. Die Reaktionen von Lebewesen auf die Erwärmung werden hierbei dem Grundsatz ,,vom Einfachen zum Komplexen“
    folgend simuliert: Zuerst werden ausschließlich vorbestimmte, theoretische Vorgaben verwendet, um diese dann im Folgenden mit echten Daten aus klimabedingten Massenaussterben aus der Erdgeschichte zu ersetzen.
    Die zellulären Automaten erlauben es hierbei vorgegebene Temperaturnischen zur Begrenzung von Artenverbreitungen zu verwenden. Andere Einflussvariablen werden als Zufallsprozesse modelliert,
    die die räumlichen Verbreitungsgebiete von Tausenden von virtuellen Arten begrenzen oder vergrößern. Um das Modell mit entsprechenden Daten füttern zu können, werden sowohl moderne und fossile biotische
    Daten als auch plattentektonische Rekonstruktionen und Zirkulationsmodelle verwendet. Abiotische Daten, im Gegenzug, werden mit eingebunden um extreme Erwärmungsphasen zu rekonstruieren, wie es sie mehrmals in der Erdgeschichte
    gab.
    Verbreitungen von zukünftigen Aussterbeereignissen werden berechnet, indem modellierte abiotische Parameter für über RCP8.5 hinausgehende, vereinfachte Szenarien verwendet
    werden. Diesen simulierten Verbreitungsmuster werden dann fossile Verbreitungsmuster für tatsächliche Aussterbe- und Invasionsevents gegenübergestellt. Dementsprechend zielt das Projekt darauf ab, vergangene
    Massenaussterben mit zukünftigen Umweltentwicklungen zu verknüpfen.
     

  • Durchführung von petrologischen und isotopengeochemischen Untersuchungen an basaltischen Gesteinen des zentralen und südostindischen Rückens, BGR-Lizenzgebiet (INDEX2019)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 13. August 2019 - 30. September 2020
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
    Vulkanische Gesteine, die im Rahmen der INDEX 2019 Ausfahrt unter der Leitung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe gewonnen werden, sollen in dem Projekt am GeoZentrum Nordbayern (GZN) geochemisch analysiert werden. Die Daten werden von Wissenschaftlern des GZN interpretiert und die vulkanischen Prozesse im Zusammenhang mit den hydrothermalen Austritten am Zentralindischen Rücken und am SE Indischen Rücken bestimmt.
  • Erarbeitung eines Handlungsleitfadens zur Abschätzung der oberflächennahen geothermischen Potentiale in ländlichen Gemeinden
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. August 2019 - 31. Dezember 2020
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
  • Vulkanischer Aufbau, Meerwasserzirkulation, Gesteins Bioalteration und Schwammvergesellschaftungen am Vesteris Seamount, Grönlandbecken
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Vulkanischer Aufbau, Meerwasserzirkulation, Gesteins Bioalteration und Schwammvergesellschaftungen am Vesteris Seamount, Grönlandbecken
    Laufzeit: 1. August 2019 - 1. Oktober 2019
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Beantragt wird Schiffszeit mit FS Maria S. Merian, um detaillierte ROV-basierte geologische und biologische Untersuchungen des Vesteris Seeberges durchzuführen. Dabei bilden die präzise Vermessung des Vulkans mit modernen Fächerecholoten sowie die umfangreiche Beprobung der Gesteine einen Schwerpunkt. Anhand der Gesteinsproben wird duch geochemische und radiometrische Arbeiten eine petrologisch/vulkanologische Entwicklung des Vulkans vorgenommen. Durch Vermessung und Beprobung der Wassersäule sollen hydrothermale Einträge ermittelt werden. Einen weiteren Schwerpunkt stellen biologische Arbeiten dar, bei denen die Besiedlung der Gesteine durch Pilze erfasst, die Pilzvergesellschaftungen charakterisiert und deren Wechselspiel mit Reaktionen zwischen Wasser und Gestein beschrieben werden sollen. Außerdem wird die artenreiche und dichte Besiedlung des Seeberges durch Schwämme erfasst und molekular-ökologische Untersuchungen der Holobionten vorgenommen. Ein prominenter Seeberg südlich des Hauptarbeitsgebiets sowie mehrere vulkanische Zentren nordöstlich davon sollen erstmals kartiert und beprobt werden, um deren Alter und Genese zu klären und damit einen wesentlichen Beitrag zur Klärung der magmatisch- tektonischen Entwicklung des nördlichsten Atlantiks zu leisten.
  • More - Morfettenuntersuchungen

    Investighations of water and CO2 including their isotope ratios in boreholes, springs and mofettes in the Eger Graben Czech republic


    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2019 - 30. Juni 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/419880416
    More - Morfettenuntersuchungen

    Investighations of water and CO2 including their isotope ratios in boreholes, springs and mofettes in the Eger Graben Czech republic

  • Der Ursprung von Variationen des vulkanischen Produktion entlang von Pazifischen Hotspotspuren: Plume-Lithosphären-Interaktion oder pulsierende Plumes?
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2019 - 31. Mai 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    The volcanic flux at the Hawaiian hotspot generally increased over the last 30-80 Ma, with second-order variations over 10~15 Ma. This significant increase remains unexplained by classic plume theory, which predicts that a plume-head stage with massive volcanic activity is followed by a plume-tail stage with ever decreasing activity. In particular, 25-30 Ma ago there was a sharp increase in the Hawaiian volcanic flux by a factor ~4 that appears to be associated with an increase in Pacific plate motion from ~60 km/Ma to ~100 km/Ma.At about the same time there was a surge across the South Pacific of young low-volume hotspot tracks. It is unclear from our understanding of the poorly sampled Hawaiian track if these volcanic flux variations are related to speed up of the Pacific plate or to pulsations of the Hawaiian plume. In order to explain the coupled observations of faster plate speed and increased volcanic flux we aim to explore three young, relatively low-volume Pacific hotspot tracks. High–precision geochronological data for multiple hotspot tracks is the only way of extracting fundamental new information from the intraplate record about the poorly-sampled young end of the Hawaiian hotspot track. We propose to determine high-precision ages using the next generation of multi-collector mass spectrometer for 111 samples from the Foundation, Easter and Pukapuka-Rano Rahi volcanic tracks. We will use these new data to (1) pinpoint the timing of Pacific plate-speed increases and variations in hotspot volcanic flux, and (2) understand the underlying mechanisms controlling volcanic flux variations at Pacific hotspots.
  • Sauerstoffdynamik in großen Talsperren: Ein mechanistisches Verständnis zur Entstehung metalimnischer Sauerstoffminima?

    Investigation of dissolved oxygen and its isotope ratios in drinking water reservoirs


    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2019 - 31. Mai 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/410560381
    Predicting oxygen dynamics in large reservoirs in four dimensions.

    Investigation of dissolved oxygen and its isotope ratios in drinking water reservoirs

  • Rio Grande Rise und Jean Charcot Seamount Kette - ein Mikrokontinent oder die Spur des Tristan-Gough Hotspots?
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. März 2019 - 30. April 2019
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Der Rio Grande Rise (RGR) besteht aus einem umfangreichen Plateau und einer ausgedehnten Seamount Provinz im SW Atlantik und wurde bisher für eine Large Igneous Provinz gehalten, die sich durch magmatische Aktivität des Tristan-Gough Mantelplumes auf der Südamerikanischen Platte gebildet hat. Allerdings zeigen neue Untersuchungen, dass der RGR ein Stück kontinentaler Kruste sein kann, das während der Öffnung des Südatlantiks geriftet und vom südamerikanischen Kontinent nach Osten bewegt wurde, so daß das Plume-Modell überflüssig wäre. Hier schlagen wir eine kombinierte seismische, geochemische, geo- und thermochronologische Untersuchung der Erdkruste des RGR vor, um die Hypothese eines von tektonischen und magmatischen Prozessen überprägten Kontinentsplitters zu testen. Dabei sollen die 1000 km langen Rift- und Vulkanstrukturen des RGR und der Jean Charcot Seamounts nach Anzeichen von Mantelplume-Aktivität und dem Bildungsalter der Gesteine untersucht werden. Mit diesen Daten kann der relative Anteil von kontinentaler und ozeanischer Kruste am RGR sowie die Mächtigkeit, das Alter und die Herkunft vulkanischer Gesteine bestimmt werden. Die Ergebnisse werden wichtige Erkenntnisse für das Verständnis des Aufbrechens von Kontinenten und der Bildung von Ozeanbecken sowie der Rolle von Mikrokontinenten bei der Bildung von Hotspot-Spuren liefern.
  • Integrierte geophysikalisch-strukturgeologisch-kinematische Analyse des Störungsinventars in Nordbayern
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. März 2019 - 30. November 2020
    Mittelgeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt
  • Planung und Umsetzung der messtechnischen Erfassung Erdeisspeicher, Untersuchung nichttechnischer Hemmnisse
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: EnEff:Wärme: Erdeisspeicher und oberflächennahe Geothermie (Umsetzung)
    Laufzeit: 1. März 2019 - 28. Februar 2022
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Evolution der Ultrastrukturen des Skelettgewebes bei Conodonten - Rekonstruktion mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2019 - 1. Februar 2022
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Geothermal energy for megacities: phase 1, Bogota
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2019 - 31. Dezember 2021
    Mittelgeber: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
  • Mobilitätsbeihilfe Erlangen Strasbourg
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2019 - 31. Dezember 2019
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
  • Untersuchung und Modellierung der Alithydratation
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Dezember 2018 - 30. November 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Derzeit werden über 4 Milliarden Tonnen Zement jährlich produziert und verbraucht. Der Herstellungsprozess verursacht etwa 8% der anthropogenen Kohlendioxidemissionen und ist darüber hinaus mit einem hohen Primärenergieverbrauch verbunden. Aus dem Zement wird Beton hergestellt, welcher der wichtigste Werkstoff für die Erstellung von Bauwerken ist.Trotz der großen Bedeutung des Materials sind die Kenntnisse über die Reaktionen beim Abbinden des Zementes unzureichend. Ein Verständnis der Zusammenhänge ermöglicht langfristig eine Senkung von herstellungsbedingten Umweltbelastungen und die Entwicklung von hochleistungsfähigen Bindemitteln und Betonen. Im vorangegangenen Projekt wurden wichtige Beiträge zu den Grundlagen der Reaktion von fremdoxidfreiem Tricalciumsilikat geliefert. So konnte zum ersten Mal nachgewiesen werden, dass die Kinetik in den ersten Stunden bis zum Maximum der Hauptperiode vollständig von der Fällungsgeschwindigkeit des Reaktionsproduktes C-S-H abhängt. Neben diesem qualitativen Nachweis wurden alle individuellen Parameter wie Grenzflächenraten, Oberflächen, Umsatzgrade und Lösungszusammensetzungen quantitativ bestimmt und in einem einfachen und robusten kinetischen Modell zusammengefasst. Mit Hilfe dieses Modells wurde die Hydratation von Tricalciumsilikat quantitativ beschrieben und die Ergebnisse werden durch experimentelle Daten belegt. Zu den experimentellen Methoden für die Modellvalidierung zählen quantitative Röntgenbeugungsanalyse mit Rietveld-gestützter G-Faktorauswertung, Wärmeleitungskalorimetrie, Messung der Ionenkonzentrationen in der Porenlösung, Thermoanalyse, 29Si- Kernresonanzspektroskopie, Elektronenmikroskopie und Oberflächenmessungen. Im Fortsetzungsantrag sollen die Erkenntnisse auf die Reaktion von fremdoxidhaltigem Alit übertragen werden, da mehrere Ionen die Kinetik in unterschiedlicher Form beeinflussen. So ist bekannt, dass Aluminium in unterschiedlicher Zugabeform die Haupthydratation verzögern kann, während diese durch die Anwesenheit von gelösten Alkalien beschleunigt wird. Im Fortsetzungsprojekt soll die Wirkung von Aluminium, Sulfat und Alkalien individuell und in Kombination untersucht werden. Dies beinhaltet auch eine Reihe von Grundlagenuntersuchungen wie die Bestimmung von Auflösungsraten und Fällungsraten zur Identifikation der zu Grunde liegenden Mechanismen der Fremdoxidwirkung. Mit Hilfe der erhaltenen Daten kann das Modell von fremdoxidfreiem Tricalciumsilkat auf den Alit im Zementsystem erweitert werden. Die Überprüfung erfolgt durch umfassende analytische Untersuchungen unter Verwendung von Methoden, die bereits im vorangegangenen Projekt verwendet wurden.Aufbauend auf diese Ergebnisse werden mit Hilfe von Simulationsberechnungen und experimentellen Arbeiten neue Möglichkeiten zur Beeinflussung der Hydratationskinetik untersucht. Das langfristige Ziel ist dementsprechend ein Verständnis und eine Steuerung der Zementhydratation.
  • geoPGT (Geothermal Post Grouting Test)-Entwicklung einer innovativen kostengünstigen Systemprüfung von verfüllten (post-grouting) Erdwärmesonden mit hoher lokaler Auflösung; Aufbau eines modularen Labormodells zur Ableitung einer optimalen geoPGT Messkonfiguration und Erstellung eines mathematischen Modells zur Visualisierung
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: geoPGT (Geothermal Post Grouting Test)-Entwicklung einer innovativen kostengünstigen Systemprüfung von verfüllten (post-grouting) Erdwärmesonden mit hoher lokaler Auflösung; Aufbau eines modularen Labormodells zur Ableitung einer optimalen geoPGT Messkonfiguration und Erstellung eines mathematischen Modells zur Visualisierung
    Laufzeit: 1. Dezember 2018 - 30. November 2020
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Oberflächennahste Geothermie und Kalte Nahwärme 4.0
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Oberflächennahste Geothermie und Kalte Nahwärme 4.0
    Laufzeit: 1. Oktober 2018 - 30. September 2019
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
    URL: http://soil2heat.net/
  • Einfluss multipler Stressoren auf Fließgewässer im Klimawandel
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)
    Laufzeit: 1. September 2018 - 31. Dezember 2500
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium der Finanzen, für Landesentwicklung und Heimat (StMF) (ab 10/2013)
    URL: https://germany.iah.org/news/hydrogeology-meets-nephrology
  • Erweiterung der geplanten 2D-Seismik im Projekt PetroTherm der Geothermie-Allianz Bayern
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2018 - 28. Februar 2019
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz (ab 10/2013)
  • Geochemische Untersuchungen an der Kreide/Paläogen Grenze im Lattengebirge (Berchtesgadener Land)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 24. August 2018 - 19. Juli 2019
    Mittelgeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt
  • Quantifizierung und zeitliche Charakterisierung mariner Biographie über das Phanerozoikum
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. August 2018 - 31. Juli 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

    Sowohl in rezenten auch als in fossilen Ökosystemen ist es eine große Herausforderung die geographische Struktur von Biodiversität zu charakterisieren und zu verstehen.
    Derzeit werden sehr unterschiedliche Ansätze verwendet um biogeographische Einheiten zu definieren, die in extrem verschiedenen Mustern resultieren. Ich beantrage ein zweijähriges Projekt, in dem ich versuche biogeographische
    Einheiten mit Hilfe von quantitativen Methoden an organismischen Nachweisdaten im marinen Bereich objektiv festzulegen. Die so definierten Einheiten werden es erstmals erlauben, die Beta-Diversität zwischen den Einheiten über längere Zeiträume zu erfassen und damit ein Maß für die Entwicklung des Provinzialismus über die Zeit zu erhalten. Damit können wichtige makroevolutionäre Hypothesen getestet werden,
    wie zum Beispiel: der marine Provinzialismus war maßbeglich durch die die Kontinentalkonfiguration determiniert, oder, die Beta-Diversität war im Gefolge von Massenaussterben stark herabgesetzt. Das Projekt zielt
    auf die Entwicklung von Methoden ab, die mit simulierten Daten rigoros getestet werden. Vier aufeinander aufbauende Projektphasen sind geplant. Die Untersuchungen beginnen mit der Analyse von biogeographischen Mustern im
    heutigen Ozean, gefolgt von gut beprobten fossilen Zeitscheiben. Anschließend werden über die Zeit verfolgbare biogeographische Einheiten erfasst, mit denen die biogeogeographische Struktur mariner Ökosysteme
    reproduzierbar partitioniert werden können.

  • Nano-Analytik von natürlichen Quarz-Deformationsmikrostrukturen am spröd-viskosen Übergang
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2018 - 31. Mai 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Um Scherlokalisationen in der Kruste zu verstehen, ist es entscheidend, die Wechselwirkung von spröd-duktilen Deformationsmechanismen im Kornmaßstab in Myloniten zu erfassen.

    Hierbei haben vor allem synkinematische Bruchbildung und duktile Prozesse einen starken Einfluss auf die räumliche Ausbreitung und Geschwindigkeit des Fluidtransfers unterhalb der seismogenen Kruste und auf den seismischen Zyklus selbst. Hauptziel dieses Projektes ist es daher Informationen über die Entstehung von diskreten Rekristallisationszonen (DRZ) in Quarz als potentielle Indikatoren für Mikrobruchbildung während der initialen Phase der Mylonitisierung zu erlangen. Diese DZR sollen an einer Quarzader von der Schobergruppe (Hohe Tauern, Zentrale Ostalpen), welche bei 450-500°C deformiert worden ist, untersucht werden. Generell soll das Projekt zum Verständnis  der mikrostrukturellen Entwicklung von diskreten Rekristallisationszonen bis zu Ultramyloniten beitragen. Im Fokus steht dabei das Verständnis der Interaktion verschiedener Deformationsmechanismen (Mikro-Bruchbildung, Subkornrotation- und Korngrenzmigrationsrekristallisation, mechanische Dauphiné Verzwilligung, Lösungs-Fällungsrekristallisation, Korngrenzgleitung) während der initialen und der progressiven Verformung. Ohne die Kombination von verschiedenen modernen mikrostrukturellen und geochemischen (Spurenelement) Analysetechniken ist eine Interpretation der erwähnten spezifischen Quarz-Deformationsmikrostrukturen nicht möglich und bleibt rein spekulativ. Folgende Mikro- und Nano-Analytik ist in dem Projekt vorgesehen um die feinkörnigen Mikrostrukturen zu untersuchen: Elektronen-Rückstreu-Beugung (EBSD), REM Orientierungskontrast (channeling contrast), REM Kathodolumineszenz (CL), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS und nanoSIMS) für Ti-in-Quarz Analysen und Atomsonden Analysen mit atomarer Auflösung um Informationen über (Sub)Korn-Diffusionsprozesse (v.a. von Ti) während der Deformation zu bekommen. Des Weiteren soll mittels eines neu entwickelten Nah-Feld nanoFTIR Mikroskops getestet werden, inwieweit  intragranulares Wasser in Quarz im Nano- bis Mikrometer Maßstab gemessen werden kann. Zusätzlich ist geplant, Wasser in Quarz (OH- Ionen) Analysen mittels nanoSIMS durchzuführen. Wenn diese voneinander unabhängigen Methoden funktionieren, dann würd dies eine neue Dimension erschließen, um den Wassergehalt in feinkörnigen Mineralen (nicht nur Quarz) als auch in Subkorngrenzen, Korngrenzen oder sogar entlang von Versetzungen zu messen. Die Kombination von Atomsonden Ti-Verteilungsdaten und nanoFTIR Wassergehalt Analysen könnte dazu beitragen, deformationsbedingte pipe diffusion bzw. Wegsamkeiten entlang von Subkorngrenzen nachzuweisen. Diese Daten sind u.a. wichtig, um die Neueinstellung des Ti-in-Quarz Systems im Verlauf der dynamischen Rekristallisation zu verstehen.

  • Rheologie wirksame Additive in Portlandzement-basierten Formulierungen - Von nano/mikro-skaligen Strukturen zu makroskopischen Eigenschaften -
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. April 2018 - 31. März 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Mit diesem Vorhaben werden zwei wesentliche Ziele verfolgt. Zunächst soll mit einer Zeitauflösung von ca. 10 min die Entwicklung der relevanten, die Rheologie definierenden, Parameter während der frühen Zementhydratation verfolgt und evaluiert werden. Dabei spielt die Entwicklung der Oberfläche der Klinkerphasen, die Morphologie und Menge der sich bildenden Hydratphasen sowie der verbleibende Gehalt und die Verfügbarkeit an ungebundenem und rheologisch wirksamem Wasser eine maßgebliche Rolle. Diese und weitere Parameter werden mit einer Kombination aus verschiedenen physikalischen, chemischen und rheologischen Messmethoden verfolgt und quantifiziert. Wichtig ist dabei auch hervorzuheben, dass die vorgeschlagenen Methoden mitunter überlappende Informationen liefern, sodass eine wechselseitige Validierung die Konsistenz der Messdaten bestätigen kann. Im zweiten Abschnitt soll dann der Einfluss verschiedener rheologisch aktiver Additive auf die zuvor genannten Parameter evaluiert werden. Dabei sind wichtige Informationen zur Wirkungsweise bauchemischer Additive und den grundsätzlichen Mechanismen der Überlagerung der Zementhydratation und der zeitlichen Entwicklung der Baustoffrheologie zu erwarten. Diese Informationen bilden die unverzichtbare Grundlage für ein vertieftes Verständnis der Rheologie in Frischbetonen.
  • Most Easy, Efficient and Low Cost Geothermal Systems for Retrofitting Civil and Historical Buildings
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Most Easy, Efficient and Low Cost Geothermal Systems for Retrofitting Civil and Historical Buildings
    Laufzeit: 1. April 2018 - 31. März 2022
    Mittelgeber: Europäische Union (EU)
    URL: https://geo4civhic.eu/
  • Störungsflächenanalyse an Bohrkern- und Aufschlussdaten, Gebiet Obernsees, Fränkisches Becken und in situ-Spannungsanalyse (RACOS® Methode)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2018 - 1. Januar 2019
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
    Im Rahmen von Untersuchungen zur Struktur des Untergrundes im Zielgebiet des GAB-Forschungsprojektes „Petrotherm“ wurden neben den schon bekannten NW-SE verlaufenden Störungen im Fränkischen Becken auch N-S verlaufende Störungen als bedeutende Lineamente beschrieben. Die Kinematik dieser Strukturen im Paläo- und im in situ Spannungsfeld und damit ihr Reaktivierungspotential sind bislang nicht ausreichend untersucht. In diesem Kurzprojekt (12 Monate) soll eine detaillierte Datenerhebung zum Störungs- und Kluftsystem in einem kleinräumigen Gebiet um die Bohrung Obernsees durchgeführt werden, um das strukturelle Inventar zu erfassen. Mittels der RACOS®-Methode soll an einem Bohrkern aus der Bohrung Obernsees eine Bestimmung der herrschenden in situ-Spannungen durchgeführt werden.

    Diese Methodenkombination wurde im Projekt „Petrotherm“ bislang nicht angewendet, wären aber für eine Bewertung des Reaktivierungspotentials von Störungsflächen im Fränkischen Becken und seines Untergrundes von Bedeutung. Mit diesem Kurzprojekt soll daher die Machbarkeit und Nützlichkeit für die Thematik „Ermittlung von Spannungszuständen im Zielgebiet und das Bruchverhaltens ausgewählter Gesteinstypen“ des Gesamtprojektes getestet und die Datenbasis zu dieser Thematik verdichtet werden.

  • Magmenbildung und -entwicklung in einem ozeanischen Inselbogen- Backarc System: eine Fallstudie im Tonga Inselbogen und Valu Fa Rücken
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2018 - 31. Januar 2021
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Magmatische Entwicklung von Inselbogen- und Backarc-Kruste und Implikationen für hydrothermales Venting im NE Tonga Inselbogen
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: TONGARIFT
    Laufzeit: 1. Februar 2018 - 31. März 2020
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    Ozeanische Inselbögen zeigen eine Entwicklung mit verschiedenen tektonischen Phasen, die durch die Bildung und Eruption unterschiedlicher Magmen gekenzeichnet sind. Boninite haben eine ungewöhnliche chemische Zusammensetzung und treten offenbar typischerweise in der frühen Entwicklungsphase von Inselbögen auf, wobei sie sich sich bei der Aufschmelzung von sehr verarmtem Mantel bilden.   Eines der Hauptziele des vorgeschlagenen Projekts ist die stratigraphische Beprobung von Krustenprofilen an Abschiebungen des NE Tonga Rückens und Lau Backarc Beckens wo Boninite offenbar sehr häufig auftreten. Laven der nördlichen Tonga Inseln haben ungewöhnliche Zusammensetzungen, die eine starke Verarmung des Mantels und eine Anreicherung durch Fluide anzeigen, während Laven im Backarc teilweise einen Einfluss des Samoa Mantelplumes widerspiegeln. Der Vulkan Niuatahi im Lau Backarc zeigt eine sehr ungewöhliche Struktur und ist umgeben von jungen Lavaströmen und vulkanischen Rücken, die bis zum NE Lau Backarc Spreizungsrücken reichen, so dass hier die Magmenbildung und Mischungsproesse vom Inselbogen bis zum Backarc untersucht werden kann. Wir schlagen eine Beprobung der Vulkane im Inselbogen und im Backarc in dieser Region vor, um die verschiedenen Mantelquellen zu definieren und die Dynamik und die Schmelzprozesse des Mantelkeils zu bestimmen. Die jungen Vulkane in dieser Region zeigen sehr verbreitete hydrothermale Aktivität sowie massive Entgasungsprozesse, die die genauere Untersuchung des Eintrags von magmatischen Volatilen und Metallen in die hydrothermalen Fluide und Präzipitate erlauben. Wir wollen diese verschiedenen Fluidaustritte beproben, um die Parameter des magmatischen Eintrags und der Wassertiefe auf die Fluide, die Ausfällungen und die Ventfauna zu bestimmen.
  • Enzymatisch aktiviertes Abbinden dotierter Calciumphosphatzemente
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2018 - 31. Dezember 2019
    Mittelgeber: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
  • SuedLink und SuedOst-Link: Thermische Bodenclusterung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Oktober 2017 - 1. Oktober 2020
    Mittelgeber: Industrie
  • Palaeoanthropological Research in Kilombe Caldera, Kenya
    (FAU-externes Projekt)
    Laufzeit: 1. August 2017 - 31. Juli 2020
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
  • Untersuchungen von Zusammenhängen lokal begrenzter chronischer Nierenerkrankungen und Wasserqualitäten in Sri Lanka
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. August 2017 - 31. Juli 2019
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    URL: https://germany.iah.org/news/hydrogeology-meets-nephrology
  • Mechanische und hydraulische Entwicklung von Bruchzonen – Effekt von Deformationsgeschichte und -bedingungen auf aktuelle Permeabilitätseigenschaften
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2017 - 30. Juni 2020
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Stabile Isotopenuntersuchungen zum Prozessverständnis von Fluidverhalten in und um Salzkavernen
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: ProSalz: Prozessverständnis, Skalierbarkeit und Übertragbarkeit von reaktivem Mehrphasentransport in Salzlagerstätten
    Laufzeit: 1. Juli 2017 - 30. Juni 2020
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    URL: https://www.fau.de/2017/07/news/wissenschaft/glueckauf-fuer-das-projekt-prosalz/
  • Bildung, Transport und Entwicklung von Magmen in einem ozeanischen, ultralangsam spreizenden Rift
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2017 - 30. Juni 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Vulkanische und tektonische Prozesse im westlichen Teil des Eger Grabens
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Mai 2017 - 30. April 2018
    Mittelgeber: Bayerische Staatsministerien
  • Durchführung von Spurenelementmessungen und Nd-Pb Isotopenmessungen an Manganknollen und assoziierten Sedimenten
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Mai 2017 - 31. Dezember 2017
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Bildung und Entwicklung von Magmen bei der Subduktion von Sedimenten: Fallstudie des submarinen Paphsanias Vulkans, Ägäis
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 15. April 2017 - 31. März 2018
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Andesite magmas at active continental margins may form due to assimilation-fractional crystallization processes from basaltic mantle melts or due to direct partial melting of unusual mantle rocks resulting, for example, from mixing of sediment melts with peridotite. Magmas of the Aegean Arc indicate a reaction of the melts with the crust during the ascent as well as a strong input of sediment into the melting zone of the mantle wedge. These different mixing processes are difficult to define in most rocks and require detailed studies of melt (glass) and mineral compositions. Thus, submarine lavas are best suited for a study of andesite formation because melts are quenched and their composition including volatile contents can be determined. The volcanoes of the western Aegean mainly erupted effusive lavas in domes and flows rather than showing explosive activity. We propose a cruise to the westernmost submarine volcano Paphsanias of the Aegean Arc that has not been studied petrologically and geochemically. We suggest studying and sampling this volcano using an ROV that will give us stratigraphic control of the samples. The ROV dives will allow determining the relative abundance of lavas and volcaniclastic rocks and yield insights into the apparently different magma ascent and eruption processes in the western volcanoes. Given the young age of the Paphsanias volcano the crater may also show hydrothermal activity that we will be able to observe and sample using the ROV.Andesite magmas at active continental margins may form due to assimilation-fractional crystallization processes from basaltic mantle melts or due to direct partial melting of unusual mantle rocks resulting, for example, from mixing of sediment melts with peridotite. Magmas of the Aegean Arc indicate a reaction of the melts with the crust during the ascent as well as a strong input of sediment into the melting zone of the mantle wedge. These different mixing processes are difficult to define in most rocks and require detailed studies of melt (glass) and mineral compositions. Thus, submarine lavas are best suited for a study of andesite formation because melts are quenched and their composition including volatile contents can be determined. The volcanoes of the western Aegean mainly erupted effusive lavas in domes and flows rather than showing explosive activity. We propose a cruise to the westernmost submarine volcano Paphsanias of the Aegean Arc that has not been studied petrologically and geochemically. We suggest studying and sampling this volcano using an ROV that will give us stratigraphic control of the samples. The ROV dives will allow determining the relative abundance of lavas and volcaniclastic rocks and yield insights into the apparently different magma ascent and eruption processes in the western volcanoes. Given the young age of the Paphsanias volcano the crater may also show hydrothermal activity that we will be able to observe and sample using the ROV.
  • Ermittlung der Reaktionsmechanismen in ternären bauchemische Formulierungen auf Basis von CSA-OPC-Anhydrit.
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. März 2017 - 29. Februar 2020
    Mittelgeber: Industrie
    Zur Reduktion der CO2 Emissionen von Baustoffen wird der Ersatz von Calciumaluminatzementen durch CSA-Zemente erwogen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen ternäre Mischungen aus Portlandzement, CSA-Zement und Anhydrit. Diese Ettringit-bildenden Systeme werden im Baubereich für Fliesenkleber, Spachtelmassen, und Fugenmörtel eingesetzt. Die Erarbeitung eines  grundlegendes Verständnis der Reaktionskinetik ermöglicht die Entwicklung neuer Produkte für hochspezialisierten Anwendungen. 
  • Lithologische und strukturelle Untersuchungen im ostbayerischen Grundgebirge
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. März 2017 - 28. Februar 2019
    Mittelgeber: Europäische Union (EU)
    Die lithologischen und strukturellen Untersuchungen im ostbayerischen Grund­gebirge und seinem Vorland dienen dazu, flächenhafte geologische Grundlagendaten für wichtige geologische Haupteinheiten und das tektonischen Strukturinventar in diesem Raum zu generieren und in einem einheitlich strukturierten Datenpool bereitzustellen. Die erforderlichen Untersuchungen werden in drei Teilprojekten umgesetzt: I) Ein wichtiges Teilziel ist die Erstel­lung eines Granitkatasters für Granitkomplexe im Fichtelgebirge, Oberpfälzer und Regensburger sowie im Bayerischen Wald durch die Bündelung existierender Daten und die Vervollständigung der Datenbasis hinsichtlich petrographischer, petrophysikalischer, geochemischer, struktureller und geomechanischer Kenngrößen. II) Exemplarisch wird anhand der Bayerischen Pfahlstörung und der Donaurandstörung die Kinematik und hydrothermale Aktivität groß­räumiger Störungszonen im ostbayerischen Raum analysiert. III) Um die post-varizischen bis alpidischen Bewegungen und die lokal bis in die Gegenwart andauernde seismische Aktivität im Zusammenspiel von Donaurandstörung, Bayerischer Pfahlstörung, Luhe Line und Fränkischer Linie zu erfassen, wird in drei Modellgebieten eine integrierte geophysikalische und DGM-Analyse von Störungszonen im Übergangsbereich vom Grundgebirge des Bayerischen Waldes zu dem sedimentären Vorland durchgeführt.

     

    Zur Anwendung kommen hierbei State-of-the-art Erkundungsmethoden (z.B. LIDAR-Auswer­tung und Photogrammetrie) sowie moderne strukturgeologische, geomechanische, gesteins-/geophysikalische und geochemisch/isotopenanalytische Analysemethoden (z.B. geomechani­sche und mikrostrukturelle Analysen, Generierung digitaler Kluftnetzwerke, Mikrogravimetrie u.a.). Die so generierten Daten beinhalten Schlüsselinformationen für die Beurteilung von Unter­grundpotenzialen hinsichtlich wichtiger praxisrelevanter Fragestellungen wie z.B. Struktur­inventar, Hydrogeologie, Geothermie und den bruchtechnische Eigenschaften der Gesteine.

  • Reservoiranalogstudie an Graniten des Fichtelgebirges
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Laufzeit: 1. März 2017 - 31. Dezember 2018
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
  • Frankenalb-Malm: Versenkungsgeschichte zur Kalibrierung als Molassebecken-Analog
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Laufzeit: 1. März 2017 - 31. Dezember 2018
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
  • CO2 LOSS FROM STREAMS IN EUROPEAN KARST SYSTEMS
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Titel des Gesamtprojektes: CO2 LOSS FROM STREAMS IN EUROPEAN KARST SYSTEMS
    Laufzeit: 1. Februar 2017 - 31. Januar 2019
    Mittelgeber: Individual Fellowships (IF)
  • Constraining the deep origin of metazoan parasitism through integration of Evolutionary Parasitology and Molecular Paleobiology
    (FAU Funds)
    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. Dezember 2017
  • Wachstum und Porosität von C-S-H Phasen, Weiterentwicklung des `Sheet Growth Models` und Kopplung mit experimentellen Ergebnissen (1H NMR, REM)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. März 2020
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Das fehlende Verständnis der räumlichen Anordnung (meso-Struktur) des Calcium-Silikat-Hydrates (C-S-H) in hydratisiertem Zement ist eines der Hindernisse für die Innovation im Bereich der Zementmaterialien. Das Hauptziel dieses Forschungsvorhabens ist es die Modellierung des C-S-H Mikrogefüges (`sheet growth model`, entwickelt von M. Etzold) weiter zu entwickeln. Die wird es uns ermöglichen, mit Hilfe des `Sheet Growth Model` die Porosität von hydratisierten Bindemitteln vorherzusagen. Weiterhin ist das Verständnis der Struktur grundlegend für weitere Modellierungsschritte wie z. B. die der mechanischen Eigenschaften. Hauptansatzpunkt ist dabei das `Sheet Growth Model` durch Parametrisierung mit experimentellen Daten der Rasterelektronenmikroskopie (REM), der Protonen Kernresonanz (1H NMR) Relaxometrie und verschiedenen anderen Methoden noch besser an experimentelle Beobachtungen anzupassen. Das zeitgleiche Vorantreiben des Modellierungsvorhabens und des experimentellen Ansatzes stellt die Realitätsnähe des Modells sicher. Zugleich können auch die Bedürfnisse der Modellierung das experimentelle Vorgehen leiten. In einem ersten Schritt wird eine Probenpräparationsmethode auf Zementmaterialien übertragen, die bisher für Tonschiefer entwickelt wurde um deren Nano- bis Makroporosität im REM quantitativ zu erfassen. Dies ist für sich genommen aufgrund der Bedeutung von REM für die Charakterisierung von Zementmaterialien eine wichtige Entwicklung. Zugleich werden noch einige Verbesserungen für die automatische Datenanalyse des 1H-NMR und der Ressourcennutzung des Computermodells implementiert. In einem zweiten Schritt werden 1H NMR und REM Charakterisierung gemeinsam genutzt, um die Porosität von Bindemitteln in Abhängigkeit von der Hydratationszeit und der chemischen Zusammensetzung zu charakterisieren. Dies erlaubt es die experimentellen Daten zu verifizieren und ggf. die Methodik anzupassen. Diese experimentellen Daten werden dann genutzt um die Parameter bei der Modellierung des C-S-H Wachstums zu wählen. Somit wird es nicht nur erstmals möglich sein, die Porosität von hydratisierten Bindemitteln realitätsnah von der Nano- bis Millimeterskala abzubilden sondern die experimentellen Ergebnisse werden auch direkt in die Modellierung einfließen. Die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern welche die Modellierung des zementären Mikrogefüges und die experimentelle Charakterisierung vorantreiben ist ein wesentlicher Schritt, um ein grundlegendes Materialverständnis zu erzielen. Dies ist ein wichtiger Ausgangspunkt für die Entwicklung innovativer und nachhaltiger neuer zementgebundener Materialien.
  • Deep origins of marine trophic networks
    (FAU Funds)
    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 28. Februar 2018
  • Magmatische Systeme und Metallbudgets in räumlicher Abhängigkeit zu Inselbögen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. Dezember 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Hydrothermale Systeme mit dem Potential mineralische Lagerstätten von ökonomischer Bedeutung zu bilden, finden sich oft im Zusammenhang mit dem Rifting von Inselbogenkruste. Die grundlegenden Veränderungen in den strukturellen und magmatischen Rahmenbedingungen von der vulkanischen Front hinein in den Backarc bieten dabei die einzigartige Möglichkeit, die vielfältigen magmatischen und hydrothermalen Systeme (z.B. Hannington et al., 2005) in ihrer gesamten Bandbreite zu studieren. Im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes wollen wir versuchen, Veränderungen in der Aufschmelzzone (physische Aufschmelzbedingungen und Mantelquellen) über diesen Bereich hinweg und deren Einfluss auf den Transport (bzw. die Anreicherung) von Metallen zu quantifizieren. Magmatische Volatile tragen zu den hydrothermalen und somit Erz-bildenden Fluiden bei, jedoch wird der grundlegende Einfluss von Oxidationszustand, Schwefelsättigung und magmatischer Entgasung auf die Metallkonzentration silikatischer Schmelzen nach wie vor diskutiert. Jenner et al. (2010, 2015) zeigten zum Beispiel die Bedeutung der Kristallisation von Magnetit für die Schwefelsättigung und das Verhalten der chalcophilen Elemente auf. Das Auftreten der sogenannten Magnetit-Krise ist möglicherweise jedoch auf spezielle physisch-chemische Rahmenbedingungen beschränkt (z.B. Kristallisation in einem geschlossenen System, spezieller Oxidationszustand, Schmelzzusammensetzung etc.) und sollte daher systematisch in verschiedenen magmatischen Systemen (z.B. im Übergang von der vulkanischen Front zum Backarc) und auf verschiedenen Größenskalen untersucht werden. In diesem Projekt wollen wir versuchen, die verschiedenen Einflüsse von Mantelquelle(n) und Aufschmelzbedingungen auf die Anreicherung von Metallen und Volatilen, sowie die geologischen Rahmenbedingungen für den Aufstieg von Schmelzen und Volatilen zu entwirren. Dies soll auf einer räumlichen Größenordnung geschehen, wie sie wichtig ist für die Exploration von Lagerstätten. Das beantragte Forschungsprojekt setzt sich aus zwei kleineren Einzelprojekten zusammen, eines davon mit dem Schwerpunkt auf den Mantelquellen, den Aufschmelzbedingungen und der magmatischen Differentiation (grundlegende Rahmenbedingungen) und das andere mit dem Fokus auf Geologie des Meeresbodens (Aufstiegswege und Geodynamik) und dem speziellen Verhalten der Metalle (v.a. Cu, Au und die sog. kritischen Metalle) und Volatile (H2O, CO2, Cl, S) in den Schmelzen. Diese beiden Projekte sind jedoch sehr eng miteinander verstrickt (v.a. durch den Aspekt der Schmelzentwicklung) und erfordern daher einen engen und regelmäßigen Austausch. Schwerpunkt des Projekts wird das Tonga- Kermadec Subduktionssystem, da wir Zugang zu umfangreichen Probensammlungen von dort haben sowie zwei weitere Forschungsfahrten (ARCHIMEDES I und TongaRIFT) dorthin kürzlich bewilligt wurden. 
  • Entstehung des Troodos Ophiolits: Dreidimensionale geochemische Kartierung der Lavenabfolge
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. November 2016 - 31. Oktober 2019
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Ophiolites are often used to infer the internal structure of the oceanic crust and the processes by which it is formed, but most ophiolites were not formed in typical mid-ocean ridge settings. Instead, they appear to have formed close to former subduction zones, but the exact tectonic setting in which they were formed is debated. If ophiolites represent fore-arc crust formed during subduction initiation events, then they provide insights into the initiation of subduction zones, an outstanding unresolved question in plate tectonics. If ophiolites were formed in back-arc or plate edge settings they may represent useful analogues for the internal structure of oceanic crust. If they were formed at a ridge-trench-trench or ridge-trench-transform triple junction then they could be used to infer mantle wedge structure and processes. These tectonic models predict different geochemical variations in ophiolite lavas with space and time. We will map out the 3D gechemical structure of the Troodos Ophiolite of Cyprus, one of the best preserved an exposed ophiolites. We will use major and trace element microanaysis of fresh volcanic glass in order to avoid the effects of alteration. Detailed high resolution sampling of sections through the Troodos volcanic section on both the northern and southern margins of the ophiolite will be used to determine the chemical evolution of magmatism and test hypotheses for the tectonic origin of this ophiolite.
  • Reconstructing high-resolution paleoenvironmental contexts of hominin evolution through core records at Olduvai Gorge, Tanzania
    (FAU-externes Projekt)
    Laufzeit: 1. September 2016 - 30. November 2019
    Mittelgeber: National Science Foundation (NSF)
    The environmental hypotheses of human evolution postulate that climate-derived environmental
    changes and tectonic forcing were the driving factors of the evolution of African fauna, including
    early humans. In these models, major evolutionary events were associated with African climate
    change at 2.7-2.5 Ma, 1.9-1.6 Ma and 1-0.7 Ma intervals, which appear to coincide with the
    timing of key evolutionary milestones in human history. Recent scientific drilling in various
    paleolakes of the East African Rift has produced multiple high-resolution records of climate
    variability, which can be used to reconstruct the regional climate history. However, previous
    attempts to test the environmental hypotheses by applying this record directly to human evolution
    have been limited by the difficulty of linking core records directly to time-equivalent outcrops
    containing the fossil and archaeological record. We will therefore apply a novel approach
    in archaeology - a combination of tephrostratigraphic and sequence stratigraphic concepts.
  • Abiotische und biotische Steuerungen auf Conodonten-Körpergröße und Zahnmorphologie als Proxies für ihre Nahrungsökologie
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2016 - 31. August 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Vor dem Auftreten von kiefertragenden Fischen waren Conodonten die häufigsten und diversesten Räuber der frühpaläozoischen Ozeane. Ihre phosphatischen Zähne sind zahlreich in oberkambrischen bis triassischen marinen Gesteinen vorhanden. Aufgrund ihrer außerordentlich schnellen morphologischen Evolution haben sich Conodonten als wichtiges Instrument der Biostratigraphie etabliert. Jedoch bleibt die Nahrungsökologie unbekannt, die zu dieser schnellen Diversifizierung von nahrungsverarbeitenden Strukturen führte.Die Kernfrage dieses Projekts ist: Inwiefern lässt sich von der Morphologie von Conodonten auf deren trophische Position, Ernährungsweise und Umweltbedingungen schließen? Dieses Projekt wird quantitative Proxies für die Untersuchung von Conodonten-Zähnen entwickeln und Modelle für ihre Variabilität in Abhängigkeit von der abiotischen Umwelt (Lithofazies) und biotischen Interaktionen (Struktur der Lebensgemeinschaft) liefern. Zahngröße wird als Proxy für die Körpergröße der Beute quantifiziert und die Dicke des biomineralisierten Gewebes als Indikator für Durophagie verwendet. Diese Parameter werden anhand gut dokumentierter Umweltgradienten in der mittelsilurischen Karbonatplattform in Gotland, Schweden, untersucht. Das Projekt ermöglicht die Unterscheidung zwischen ökophänotypischer Variabilität und mikroevolutionären Mustern. Durch das Testen ökologischer Modelle, abgeleitet von anderen Faunengruppen, werden die wichtigsten Steuerelemente dieser Variabilität identifiziert, z.B. die Beziehung zwischen der Verteilung der Körpergröße in einer Gemeinschaft und die Länge der trophischen Kette. Durch Anwendung geochemischer Proxies für die trophische Ebene einzelner Organismen werden diese Modelle unabhängig getestet. Dieses Projekt wird den Rahmen bilden, in dem die morphologische Diversität von Conodonten über geologische Abfolgen interpretiert werden und in ökophänotypische Variabilität und evolutionäre Muster eingeteilt werden kann.
  • Größenveränderungen von Cephalopoden während der Pliensbachium-Toarcium Krise
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE)
    Laufzeit: 1. August 2016 - 31. Juli 2019
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    Die Reduzierung der Körpergröße innerhalb von Taxa wird als eine der wichtigsten Antworten in Hinblick auf klimaabhängigen Stressfaktoren gesehen. Trotz der üblichen Deutungen bei ähnlichen Größenveränderungen im Umfeld verschiedener Massenaussterbeereignisse werden ihre globale Bedeutung ebenso wie ihre damit verbunden Mechanismen diese Lilliput-Effekts nach wie vor kontrovers diskutiert. Das Projekt hat zum Ziel, die Rolle der Erwärmung und damit verbundener Stressfaktoren (Anoxia) in Hinblick auf Größenänderungen von marinen Organismen während der unterjurassischen Faunenkrise im Toarcium zu verstehen. Wir betrachten Cephalopoden aus W-Europa und NW-Afrika entlang eines N/S-Gradienten, um Größenverteilungsmuster von einzelnen Taxa bis zu Vergesellschaftungen zu untersuchen. Die erhaltenen Muster werden in Hinblick auf Fazies, physiko-chemische Proxies und physiologische Vorhersagen gründlich analysiert, um die Korrelation von Körpergröße und Umweltparametern, wie Temperatur, Sauerstoffverfügbarkeit und Produktion/Einlagerung von organischem Kohlenstoff zu testen
  • Rekonstruktion der atmosphärischen pCO2 Konzentration und der Palaeotemperaturen der höheren Breiten im Zeitraum spätes Perm bis frühe Trias
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE)
    Laufzeit: 1. August 2016 - 31. Oktober 2019
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    Sauerstoffisotopenanalysen and Conodontenapatit belegen eine dramatische Erwärmung der niedrigen Breiten von bis 10° C vom späten Perm in die frühe Trias. Diese während fast der gesamten Frühen Trias anhaltende klimatische Erwärmung kann als Folge der Förderung der Sibirischen Trapp Basalte und daran geknüpfter Prozesse und damit als Konsequenz einer dramatisch erhöhten atmosphärischen CO2 Konzentration gesehen werden. Der Temperaturanstieg, eine hohe atmosphärische CO2 Konzentration sowie weitverbreitete anoxische Bedingungen in den Weltozeanen (Deadly Trio) könnten zu dem Massensterben im späten Perm geführt und die verzögerte Erholung der ökosysteme nach der Perm-Trias Krise bedingt haben. Allerdings gibt es für diesen kritischen Zeitraum in der Erdgeschichte derzeit keine Proxy-Rekords für die atmosphärische CO2 Konzentration und die Temperaturentwicklung in den mittleren bis höheren Paläobreiten. Das angestrebte Forschungsprojekt hat zum Ziel, die atmosphärische CO2 Konzentration sowie die Temperaturgeschichte in den mittleren bis höheren Breiten für den Zeitabschnitt des späten Perms bis frühe Mittlere Trias zu rekonstruieren. Kohlenstoffisotopenanalysen an karbonatischen Paläoböden sollen zur Rekonstruktion der atmosphärischen CO2 Konzentrationen genutzt werden. Die Temperaturgeschichte in den mittleren bis höheren Breiten soll mittels Sauerstoffisotopenanalysen an biogenem Apatit ermittelt werden. Die erarbeiteten pCO2 und Paläotemperaturrekords sollen mit paläobiologischen Diversitätsmustern der niedrigen und hohen Breiten verglichen werden, um den Einfluss von zwei Komponenten des Deadly Trios (Temperatur, pCO2) auf die Selektivität in der Faunenentwicklung (niedrige vs. hohe Breiten) beschreiben zu können
  • Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: FOR 2332: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE)
    Laufzeit: 1. Juli 2016 - 30. Juni 2019
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    URL: https://www.gzn.fau.de/palaeoumwelt/projects/tersane/index.html
    Combined with local and regional anthropogenic factors, current human-induced climate warming is thought to be a major threat to biodiversity. The ecological imprint of climate change is already visible on land and in the oceans. The imprint is largely manifested in demographic/abundance changes and phenological and distribution shifts, whereas only local extinctions are yet attributable to climate change with some confidence. This is expected to change in the near future owing to direct heat stress, shortage of food, mismatches in the timing of seasonal activities, geographic barriers to migration, and new biological interactions. Additional stressors are associated with climate warming in marine systems, namely acidification and deoxygenation. Ocean acidification is caused by the ocean's absorption of CO2 and deoxygenation is a result of warmer water, increased ocean stratification and upwelling of hypoxic waters. The combination of warming, acidification and deoxygenation is known as the "deadly trio". Temperature is the most pervasive environmental factor shaping the functional characteristics and limits to life and is also central to the generation and biological effects of hypoxic waters and to modulating the effects of ocean acidification, with and without concomitant hypoxia. Due to the key role of temperature in the interaction of the three drivers we termed these temperature-related stressors (TRS).
  • Oldest Oldowan stratigraphy and landscapes
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 16. Juni 2016 - 7. Juli 2016
    Mittelgeber: andere Förderorganisation
  • Stabile Isotope von gelöstem Sauerstoff (DO) als dynamische Tracer für aerobische Umsätze in Grund- und Oberflächengewässern (IsoDO)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2016 - 31. Mai 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Innovative CO2-arm produzierte Baustoffe aus schnell erhärtenden Calciumsulfoaluminat-Zementen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2017
    Mittelgeber: Industrie, andere Förderorganisation
    URL: http://www.bacatec.de/de/gefoerderte_projekte.html
  • Masterstudiengang "GeoThermie/GeoEnergie"
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2020
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
    In Bayern gibt es bisher keinen Studiengang, der auf Geothermie/Geoenergieressourcen fokussiert ist und relevante Lehrinhalte ganzheitlich - von der Aufsuchung und Erschließung bis zur energetischen Nutzung und Speicherung der Ressource - an Studierende vermittelt. Die an den beiden Standorten TU München und FAU Erlangen vorhandenen Lehr- und Forschungskompetenzen sollen durch die Einrichtung eines in der Verantwortung der FAU liegenden interdisziplinären Master-Studiengangs "GeoThermie/GeoEnergie" zusammengeführt und und inhaltlich ergänzt werden. Dies erfordert einen personellen Ausbau der Fachrichtungen I) Seismische Interpretation & Untergrund-Modellierung und II) Reservoirgeologie & Geohydraulik.
    Für den Master-Studiengang "GeoThermie/GeoEnergie" wird ein interdisziplinärer Ansatz angestrebt:
    Neben der geowissenschaftlichen Komponente soll auch die technische Erschließung
    und energietechnische Nutzung von geothermischen Reservoiren, ergänzt durch energiewirtschaftliche
    und berg-/umweltrechtliche Aspekte behandelt werden. Somit kann den Studierenden
    sowohl das angestrebte ganzheitliche Systemverständnis als auch das einem modernen
    Anforderungsprofil der Energiewirtschaft entsprechende Methodenspektrum vermittelt werden.
    Die den Studierenden vermittelten Methoden sind jedoch keinesfalls nur auf Anwendungen in
    der Geothermie beschränkt, sondern auch auf sehr viele andere, das Verständnis des tieferen
    geologischen Untergrunds betreffende Fragestellungen (z.B. Gas-, Fluid- und
    Wärmespeicherung) direkt übertragbar.
  • Der Einfluss hoher Gebirgsreliefs auf die Isotopenhydrologie und damit verbundener Klimaproxies
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 1. Januar 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    URL: http://www.corsicarchive.de
    Wichtige Klimaproxies wie z.B. Baumringe nutzen stabile Isotopenverhältnisse zur Rekonstruktion paläoklimatischer Verhältnisse. Dies wiederum erlaubt Abschätzungen über die zukünftigen Auswirkungen des derzeit stattfinden Klimawandels. Die Insel Korsika im westlichen Mittelmeer liegt in einer besonders stark von Klimaveränderungen betroffen Region. Die Insel war daher in den letzten Jahren das Ziel von Klimarekonstruktionen mittels Dendrochronologien und stabilen Isotopenmessungen. Allerdings ließen sich vorhandene Untersuchungsergebnisse von Sauerstoffisotopenmessungen an korsischen Schwarzkiefern bislang nicht zufriedenstellend interpretieren.Sauerstoffisotopenuntersuchungen von Baumringen hängen entscheidend vom Sauerstoffisotopenwert (delta18O) des lokalen Niederschlages und des daraus resultierenden Bodenwassers ab. Der delta18O-Wert des Niederschlages variiert vor allem in Abhängigkeit von Temperatur, Geländehöhe und dem Ursprungsgebiet der Luftmassen. Diese Parameter lassen sich heute meist gut bestimmen lassen, müssen für die Vergangenheit aber oft abgeschätzt werden. Ein wichtiger Effekt ist der Höheneffekt, welcher die Abhängigkeit des delta18O-Werts von der Geländehöhe beschreibt. Für solche Isotopeneffekte gibt es über die globalen Datenbasis der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) gute regionale Abschätzungen. Sehr viel schwieriger gestalteten sich hingegen lokale Abschätzungen in Regionen mit einem sehr steilen, hohen Gebirgsrelief. Neueste Arbeiten lassen vermuten, dass für solche Regionen die Isotopenwerte in bestimmten Jahreszeiten keinen höhenabhängigen Gradienten mehr zeigen. Ursache hierfür können jahreszeitliche Schwankungen der Höhenlage der atmosphärischen Grenzschicht sein.Der vorliegende isotopenhydrologische Antrag ist Teil des Bündelantrages CorsicArchive, welcher weitere Anträge zum Klima, der Dendroisotopie und der Dendrökologie umfasst. An insgesamt neun Stationen entlang eines Ost-West verlaufenden Höhenprofils sollen Regensammler installiert und beprobt werden. Im Teilprojekt Isotopenhydrologie sollen Fragen zur Wechselwirkung zwischen dem Höheneffekt und der atmosphärischen Grenzschicht untersucht werden. Weitere Fragestellungen sind die Herkunft der Luftmassen sowie der Anteil der lokalen Verdunstung am hydrologischen Kreislauf der Insel. Darüber hinaus sollen Oberflächengewässer- und Bodenwasseruntersuchungen durchgeführt werden, um Veränderungen des delta18O-Wertes auf seinem Weg zum Baumring zu entschlüsseln und zu quantifizieren. Die Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis isotopenhydrologischer Prozesse in Gebieten mit steilen Höhengradienten beitragen. Dies soll schließlich dazu führen, dass auf stabilen Isotopen basierende Klimarekonstruktionen solcher Regionen zuverlässig interpretiert werden können. Im Hinblick auf den derzeitigen Klimawandel ist es entscheidend solche Prozesse in der Vergangenheit zu verstehen, um verlässliche Prognosen über zukünftige Veränderungen abzugeben.
  • Charakterisierung, Langzeitverhalten und Engineering des Reservoirs zur Minimierung des Fündigkeitsrisikos
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2020
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
    Das bayerische Molassebecken ist bislang das einzige Vorlandbecken weltweit aus dem erfolgreich geothermisch Strom und Wärme produziert wird. Die Machbarkeit der geothermischen Energiegewinnung aus niederen Temperaturen von etwa 150°C ist damit bewiesen und die Geothermie hat damit das Potenzial, einen wesentlichen Anteil des Energiebedarfs in Bayern regenerativ abzudecken.
    Die Erfahrungen aus den bisherigen installierten oder in der Entwicklung befindlichen Geothermiefeldern zeigen aber auch, dass wesentliche Fragen in der geothermischen Technologienentwicklung bislang nicht geklärt werden konnten. So sind für die Planung und Durchführung von Geothermie-Projekte hohe Investitionen notwendig, die insbesondere am Beginn des Projekts durch die Niederbringung der Bohrungen erforderlich sind. Ob und in welchem Maße ein Geothermie-Projekt wirtschaftlich erfolgreich ist hängt unmittelbar mit Risiken bei der geologischen Erschließung und deren Fündigkeit zusammen. So entstanden
    in der Vergangenheit durch nicht erfolgreiche Bohrungen bzw. dem Verfehlen von wirtschaftlich
    gesetzten Zielen bei Geothermie-Projekten Unsicherheiten für Investoren, Versicherer
    und Betreiber. Eine optimierte Explorationsstrategie und ein verbessertes Verständnis der hydrogeologischen und thermischen Ausprägung des Reservoirs sollen das Bohr- und Fündigkeitsrisiken senken, die Planungssicherheit erhöhen und damit die Attraktivität der Geothermie für Investoren steigern. Die Kenntnis des langfristigen dynamischen Verhaltens des Reservoirs bezüglich der nutzbaren Volumenströme und thermischen Entwicklung bietet zudem eine höhere Sicherheit für die Planung der Wirtschaftlichkeit geothermischer Anlagen und Optimierungsmöglichkeiten ihrer Betriebsweise.

    Eine systematische wissenschaftliche Begleitung von Geothermieprojekten und die daraus zu gewinnenden Rückschlüsse auf das Reservoir und deren Fündigkeit bis hin zu einem Testfeld für
    geothermische Technologienentwicklung, die von der Erkundung und Bohrung bis zur Reservoir-
    Evaluierung und dem Reservoir-Engineering reicht, fehlen bislang. Das vorliegende Forschungsprojekt soll diese relevanten Fragestellungen aufgreifen und beantworten.Die übergeordneten Ziele des vorliegenden Projektes sind das Risiko für eine geothermische Fündigkeit im süddeutschen Molassebecken zu reduzieren und Unsicherheiten des Reservoir-Engineering und des geothermischen Langzeitbetriebs einzuschränken und somit den Betrieb zu optimieren.

  • PetroTherm
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2020
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
    In Bayern werden bislang ausschließlich die im Gebiet des Alpenvorlands liegenden
    Vorkommen heißer Wässer (hydrothermale Geothermie) genutzt. Die Erkundung und Nutzung
    einer für den Raum NE-Bayern ausgewiesenen positiven Anomalie der Temperaturverteilung im
    Untergrund des Raumes Staffelstein-Mürsbach birgt ein bisher unerschlossenes geothermisches
    Potenzial.

    Ziel der Projektarbeiten ist eine deutliche Verbesserung der Erkenntnisse zum tiefen geologischen Untergrund in NE-Bayern, seiner strukturellen Rahmenbedingungen, seines Trennflächeninventars (z.B.Störungen, Kluftreservoire) und möglicher Gesteins-Fluid-Interaktion (Abdichtung, Alteration, Mineralneubildungen).

  • Ermittlung hydrogeologischer Eigenschaften inkl. des dezentralen Speicherpotentials für das Untersuchungsgebiet Weiden West IV
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2016
    Mittelgeber: Industrie
  • Stabile Isotope in Flüssen als Indikatoren des Klimawandels im Mediterranen Raum
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2017
    Mittelgeber: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
    Der Mittelmeerraum wird in den nächsten Jahren verstärkt unter Wasserknappheit leiden, da Klimaprognosen von geringeren Winterniederschlägen und damit von einer geringeren Grundwasserneubildung ausgehen. Die Insel Korsika wird von diesen Veränderungen sehr stark betroffen sein, da die Region als sogenannter „climate change hotspot“ gilt. Zusammenhängen im Wasserkreislauf können sehr gut mit stabilen Isotopen als natürlicher Tracer untersucht werden. Die 2012 neugegründete französische Arbeitsgruppe Hydrogeologie an der Université de Corse hat daher mit ersten isotopenhydrologischen Untersuchungen des Niederschlages der Insel begonnen. Neben dem Niederschlag ist es notwendig Isotopenmessungen an Grundwasser und Oberflächengewässern wie Flüssen durchzuführen. Die Flüsse transportieren das Wasser vom Gebirge in die tiefer gelegenen Städte und die touristisch und landwirtschaftlich genutzten Regionen der Inseln und sind daher im Rahmen einer nachhaltigen Wasserbewirtschaftung von zentraler Bedeutung. Erste Untersuchungen zur Verteilung der stabilen Isotope in Flüssen auf Korsika wurden von der deutschen Arbeitsgruppe der Universität Erlangen durchgeführt und kürzlich international publiziert. Beide Arbeitsgruppen stehen seit 2014 in engem Kontakt. In diesem Projekt sollen stabile Isotope des Wassers und des Kohlenstoffs entlang des Tavignano Flusses auf Korsika untersucht werden. Das Untersuchungsprogramm umfasst die Analyse der wichtigsten Wasserparameter, der Wasserchemie und der stabilen Isotope. Die instrumentelle Ausstattung und die wissenschaftliche Expertise beider Partner ergänzen sich dabei hervorragend. Im Projekt ist die Einbindung von Studenten (PhD, MSc) auf beiden Seiten vorgesehen. Ziel ist ein besseres Verständnis der Wechselwirkung der verschiedenen Wasserkompartimente. Dies wird bei der Einführung einer nachhaltigen Wasserbewirtschaftung auf der Insel von entscheidender Bedeutung sein. Grundsätzlich ist eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf anderen Regionen mit ähnlichen Herausforderungen zu erwarten.
  • FOR 2332: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE)
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 1. Januar 2019
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    Anthropogenic global warming is regarded as a major threat to species and ecosystems worldwide. Predicting the biological impacts of future warming is thus of critical importance. The geological record provides several examples of mass extinctions and global ecosystem pertubations in which temperature-related stresses are thought to have played a substantial role. These catastrophic natural events are potential analogues for the consequences of anthropogenic warming but the Earth system processes during these times are still unexplored, especially in terms of their ultimate trigger and the extinction mechanisms. The Research Unit TERSANE aims at assessing the relative importance of warming-related stresses in ancient mass extinctions and at evaluating how these stresses emerged under non-anthropogenic conditions. An interdisciplinary set of projects will combine high-resolution geological field studies with meta-analyses and sophisticated analysis of fossil occurrence data on ancient (suspect) hyperthermal events to reveal the rate and magnitude of warming, their potential causes, their impact on marine life, and the mechanisms which led to ecologic change and extinction. Geochemistry, analytical paleobiology and physiology comprise our main toolkit, supplemented by biostratigraphy, sedimentology, and modelling.
  • Biologische Konsequenzen von temperaturbedingten Stressfaktoren über mehrere Zeitskalen
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Temperature-related stresses as a unifying principle in ancient extinctions (TERSANE)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 1. Januar 2019
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    Die Kenntnis der physiologischen Toleranzgrenzen rezenter Arten ist eine Grundvoraussetzung für die Interpretation der Reaktion fossiler Organismen auf temperaturbedingte Stressfaktoren. Umgekehrt kann die Vorhersage der biologischen Konsequenzen des aktuellen Klimawandels von der Kenntnis fossiler Muster der Erdgeschichte profitieren. Eingebettet in die Forschergruppe TERSANE schlagen wir ein Projekt vor, das explizit neontologische und paläontologische Ansätze kombiniert und die Konsequenzen von Erwärmung, Ozeanversauerung und Sauerstoffarmut auf marines Leben zu beurteilen. Unser Projekt fokussiert auf die Kompilation und Analyse von großen Datensätzen und hat drei wesentliche Komponenten: (1) Eine Meta-Analyse von (a) heutigen Organismen wird experimentelle und Beobachtungsdaten zur Reaktionen und Toleranzgrenzen von marinen Organismen auswerten und die Empfindlichkeit höherer, fossil überlieferter Taxa in Bezug auf Erwärmung, Ozeanversauerung und Sauerstoffknappheit in ihrer Synergie zu quantifizieren, während (b) eine Meta-Analyse fossiler Daten auf die Beurteilung des Liliput-Effekts abzielt, der plakativ die Verkleinerung von Körpergrößen im Gefolge von Massenaussterben umschreibt und manchmal auf temperaturbedingte Stressfaktoren zurückgeführt wird. (2) Die Analyse von Primärdaten aus dem Fossilbericht dient der Evaluation der physiologischen und biogeographischen Selektivität der end-Permischen und unterjurassischen Aussterbeereignisse um zu testen, ob die physiologischen Prinzipien, die aus heutigen Beobachtungen abgeleitet wurden, skalenunabhängig auch auf Aussterberisiken bei extremem Klimawandel angewandt werden können. (3) Die Beurteilung fossiler Raten von Umweltveränderungen ist wichtig, um zu testen, ob die damaligen Raten tatsächlich viel geringer waren als zum Beispiel in den letzten 50 Jahren gemessen wurde. Alternativ sind die geringeren Raten aus der geologischen Überlieferung nur eine statistisches Artefakt aus den verschiedenen Beobachtungszeitskalen. Eine skalenbereinigte Ratenanalyse wird helfen, die Daten aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit besser für die heutige Ökologie des globalen Wandels verwertbar zu machen. Diese drei Komponenten werden schließlich integriert um die Gemeinsamkeit der Muster und öko-physiologischen Selektivität von Artensterben zu beurteilen, wie sie sich heute und im Fossilbericht abzeichnen.
  • "SondEX“ Entwicklung eines kleinkalibrigen Verfahrens zum Rückbau von Erdwärmesonden
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)
    Laufzeit: 1. Januar 2016 - 31. Dezember 2017
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Cheap and efficient application of reliable Ground Source Heat Exchangers and Pumps
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: LCE-03-2014 - Demonstration of renewable electricity and heating/cooling technologies
    Laufzeit: 1. Juni 2015 - 31. Mai 2019
    Mittelgeber: EU - 8. Rahmenprogramm - Horizon 2020
    URL: http://cheap-gshp.eu/
    To reduce the total cost of low enthalpy geothermal systems by 20-30 % the project will improve actual drilling/installation technologies and designs of Ground Source Heat Exchangers (GSHE’s). This will be combined with an holistic approach for optimum selection, design and implementation of complete systems across different underground and climate conditions. The proposal will focus on one hand on the development of more efficient and safe shallow geothermal systems and the reduction of the installation costs. This will be realized by improving drastically an existing, innovative vertical borehole installation technology of coaxial steel GSHE and by developing a helix type GSHE with a new, innovative installation methodology. These GSHE’s will be installed to a depth of 40 – 50 meters ensuring improved safety and faster permitting.
  • Evolution der tropischen marinen Biodiversität: vergleichende Analyse der triassischen Fauna der Cassian Formation mit modernen Faunen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Mai 2015 - 1. Mai 2018
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Die triassische Cassian Formation birgt eine außerordentlich diverse marine tropische Invertebratenfauna, die ein weitgehend unverzerrtes Bild der Diversität und Komplexität frühmesozoischer Ökosysteme bietet. Die Fauna setzt sich aus etlichen Assoziationen von verschiedenen Lokalitäten mit unterschiedlichen Paläoumweltbedingungen zusammen, die bezüglich Diversität und Artenspektrum erheblich variieren. Die Erhaltung der Fossilien ist gewöhnlich sehr gut einschließlich Aragoniterhaltung und einer reichen Fauna kleinwüchsiger Arten. Basierend auf umfangreichen Proben, die auf standardisierte Weise entnommen und aufgeschlossen werden, wollen wir die Diversität dieser Proben möglichst vollständig erfassen. Neben der Diversität der einzelnen Proben (Alphadiversität) werden wir die Diversitäten zwischen den Proben ermitteln (Betadiversität). Somit erfassen wir Komplexität, taxonomische Struktur und Größenverteilungen der Organismen eines frühmesozoischen tropischen marinen Ökosystems. Vergleiche mit Vergesellschaftungen aus rezenten und quartären tropischen Habitaten werden Schlussfolgerungen über den biologischen Wandel tropischer Ökosysteme seit mehr als 200 Millionen Jahren ermöglichen. Vergleiche mit bereits existierenden Daten über fossile, diagenetisch stärker verzerrte (`normale´) marine Faunen ermöglichen eine Abschätzung, wie taphonomische Prozesse sich auf die überlieferte Diversität, Größenverteilung und ökologische Struktur auswirken. Viele der Invertebratengruppen, die in rezenten tropischen marinen Ökosystemen hochdivers sind (z. B. heterodonte Muscheln und Neogastropoden) radiierten nicht vor der Kreide. Wir wollen prüfen, ob ähnlich diverse Gruppen bereits in der Trias existierten oder ob sich die Diversität gleichmäßiger auf höhere Taxa verteilte.
  • Improving Thermal Efficiency of horizontal ground heat exchangers (Marie Sklodowska-Curie Individual Fellowship)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. April 2015 - 1. April 2018
    Mittelgeber: Marie-Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
  • Die tektonomagmatische Entwicklungsgeschichte des Sindreth Beckens im Ostteil der Malani Igneous Province und Implikationen für die Neoproterozische (Cryogenian) geodynamische Entwicklungsgeschichte von NW-Indien
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2015 - 1. September 2016
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Die Malani Igneous Suite (MIS) in NW-Indien (770 bis 750 Ma) ist mit einer räumlichen Verbreitung von mehr als 50.000 km2 eine der größten felsischen magmatischen Provinzen weltweit. Die Entstehung wird in Zusammenhang mit dem Aufbrechen des Rodinia Superkontinentes und der nachfolgenden Kontinentaldrift zur Bildung von Gondwana gesehen. Es wurden verschiedene Modelle (plume, rift, subduction, mantle delamination) vorgeschlagen, die aber bislang noch undiskutiert nebeneinander stehen, da entsprechende Basisdaten fehlen. Zeitgleich zum MIS sind im Ostteil des Verbreitungsgebietes der MIS kleine langgestreckte Becken (Sindreth, Punagarth) entstanden, wie durch Alter von 765 Ma an synsedimentären Vulkaniten dieser Becken belegt wird. Die genaue zeitliche Einordnung zum Hauptpuls der MIS kann jedoch durch geochronologische Arbeiten nicht aufgelöst werden. Diese Becken haben eine Bedeutung in der geodynamischen Rekonstruktion von NW-Indian, da ihre Bildung in neueren Arbeiten im Zusammenhang mit einer aktiven Subduktionszone in diesem Gebiet gesehen wird. Erste Feldbegehungen unserer Arbeitsgruppe haben jedoch Anhaltspunkte gefunden, die dieser Interpretation entgegenstehen. Eine erste Bearbeitung im Frühjahr/Sommer 2014 hat gezeigt, dass die grobklastische Füllung des Sindreth Becken auf ein kontinentales Liefergebiet schließen lässt und die Interpretation einer Ozeanbodenstratigraphie durch die geologischen Belege nicht gestützt ist. Wir gehen von einer störungsgebundenen Beckenarchitektur aus, mit Abtrag des nahegelegenen Grundgebirges (Metasedimente und Granite). Die Sedimentation wird von bimodalen Vulkaniten unterbrochen, im oberen Teil der Sequenz finden sind klastische Sedimente und felsische Tuffe, die z.T. als Seeablagerungen identifiziert werden konnten. Die gesamte Sequenz ist nicht metamorph und zeigt generell ein mittelsteiles Einfallen nach W. Erste Labormessungen (magnetische Gefüge) geben Hinweise auf eine Intrusion von Rhyoliten in die schon verstellten Sedimente. In einer weiteren Geländekampagne im Frühjahr 2015 wollen wir die lithologische Aufnahme durch eine genauere strukturelle Aufnahme ergänzen und Proben für gesteinsmagnetische Untersuchungen nehmen, um die Beziehung zwischen struktureller Entwicklung und der magmatischen MIS Aktivität herauszuarbeiten. Durch Auswertung von Satellitenbildern sollen die Ergebnisse aus dem Sindreth Becken in einen größeren Kontext gestellt werden. Das Sindreth Becken und seine durch markante Bruchstrukturen gekennzeichnete Umgebung bildet den übergang zwischen der undeformierten MIS im W und dem durch duktile Deformation, Anatexis und Scherdeformation geprägtem Mt.Abu-Sirohi Gebiet im E, welches in den letzten Jahren Ziel der Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe war. Die globale Signifikanz dieses Gebietes ergibt sich aus der zeitlichen Einstufung der tektonomagmatischen Prozesse (Cryogenian) und Korrelation mit magmatischen Gürteln und Deformationsereignissen in Madagaskar und S-Indien.
  • “GeoSurf” – Neuentwicklung eines Messsystems zur Ermittlung geothermischer Bodenkenngrößen zur effizienteren Planung von oberflächennahen geothermischen Anlagen
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: “GeoSurf” – Neuentwicklung eines Messsystems zur Ermittlung geothermischer Bodenkenngrößen zur effizienteren Planung von oberflächennahen geothermischen Anlagen
    Laufzeit: 1. Januar 2015 - 31. Dezember 2016
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Programm zur Förderung von Institutspartnerschaften
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2015 - 30. Juni 2017
    Mittelgeber: Alexander von Humboldt-Stiftung
  • Quantifizierung der festigkeitsbildenden Phase in zementgebundenen Baustoffen (C-S-H)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2015 - 31. März 2019
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll eine Analysemethode entwickelt werden, mit der die Konzentration der Calcium-Silikat-Hydrat-Phase (C-S-H-Phase) mineralischer Baustoffe quantitativ bestimmt werden kann. Die C-S-H-Phase ist die festigkeitsbildende Phase zementgebundener Baustoffe wie Beton und vieler Mörtel. Aufgrund der Bedeutung dieser Baustoffe kann man durchaus davon sprechen, dass unsere gebaute Umwelt weitgehend auf C-S-H beruht. Die quantitative Analyse dieser Phase ist bisher nur an sehr stark vereinfachten Modellsystemen möglich. Die Möglichkeit, diese Phase in realen Baustoffen quantitativ analysieren zu können, ist für die Optimierung von Baustoffen sowie auch für Schadensuntersuchungen von grundlegender Bedeutung. Im Rahmen des Projektes soll eine auf ATR-FT-Infrarotspektroskopie basierende Analysemethode entwickelt werden. Die durchgeführten Voruntersuchungen führen zu der Hypothese, dass mit der geplanten Methodik beliebige zementäre Bindemittelsysteme sowie auch Betone und Mörtel, die als Gesteinskörnung Quarz enthalten, ohne aufwändige Vorbehandlung analysiert werden können. Damit sind im Labor reale Betone und Mörtel herstellbar, deren C-S-H-Phase quantitativ analysiert werden kann. In der Baupraxis enthalten Betone auch viele andere Minerale in der Gesteinskörnung. Dies macht es als zusätzlichen Aufbereitungsschritt notwendig vor der Analyse Gesteinskörnung und Bindemittel zu trennen. Vorgehensweise und Randbedingungen des Analyseverfahrens sollen im Rahmen des Projektes im Detail untersucht werden.
  • Die Rolle von Mischungsprozessen bei der Andesitbildung - tiefes Sedimentrecykling gegen flache Krustenkontamination
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2015 - 1. Januar 2018
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Andesite sind die typischen vulkanischen Gesteine der aktiven Kontinentalränder und die kontinentale Kruste hat eine andesitische Durchschnittszusammensetzung. Die meisten dieser andesitischen Magmen entstehen durch komplexe Mischungsprozesse mit sedimentärem Material, das entweder in den Mantel subduziert wurde oder beim Aufstieg der Magmen in der Kruste aufgenommen wird. Am Ägäischen Inselbogen wird eine der größten Sedimentmengen der Erde subduziert und die Gesamtgesteinszusammensetzung der Magmen dieses Inselbogens zeigt einen wesentlichen Einfluss von Sediment. Um die Mischungsprozesse in diesen Magmen genauer zu definieren, schlagen wir eine detaillierte geochemische Studie der Haupt- und Spurenelement- sowie Sr-Nd-Hf-Pb-O Isotopenzusammensetzung von Mineralphasen wie Olivin, Amphibol, Klinopyroxen und Plagioklas sowie von Glaseinschlüssen in Laven der Vulkane Methana/Aegina im Ägäischen Inselbogen vor. Die Minerale erlauben Einsichten in die Mischung verschiedener Endglieder in unterschiedlichen Tiefen im Mantel und in der Kruste, die anhand von geochemischen Analysen und thermobarometrischen Berechnungen bestimmt werden können. Die Laven von Methana/Aegina sind hervorragend für solch eine Fallstudie geeignet, weil sie geochemisch gut beschrieben und variabel mit teils extremen Zusammensetzungen sind und häufige Minerale enthalten.
  • Untersuchung und Modellierung der Hydratation von Tricalciumsilikat
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Dezember 2014 - 30. Juni 2018
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Die Herstellung von Zement ist einer der wichtigsten anthropogenen Massenströme. Seit 2010 werden mehr als 3 Milliarden Tonnen jährlich hergestellt und verbraucht. Der Herstellungsprozess trägt mit ca. 7 % zur gesamten vom Menschen verursachten Kohlendioxidemission bei und ist darüber hinaus mit einem hohen Primärenergieverbrauch verbunden. Das Material Beton - dessen Basis der Zement ist - ist der wichtigste Werkstoff für die Erstellung von Bauwerken.Trotz der großen Bedeutung des Materials sind die Kenntnisse über die Reaktionen beim Abbinden des Zementes unzureichend. Ein Verständnis der Zusammenhänge würde eine Senkung von herstellungsbedingten Umweltbelastungen und die Entwicklung von hochleistungsfähigen Bindemitteln und Betonen ermöglichen. Im Bereich der Grundlagenforschung wird besonders kontrovers diskutiert, ob am Anfang der Hydratation eine Hülle aus einem metastabilen Reaktionsprodukt um die Zement- bzw. Tricalciumsilikatpartikel gebildet wird, welche die Kinetik der weiteren Reaktionsstadien entscheidend beeinflusst. Wenn die genannte Theorie zutreffend ist, lassen sich direkt Maßnahmen ableiten, die eine deutliche Reduktion von Kohlendioxidemissionen und Primärenergieverbrauch bei der Zementherstellung ermöglichen.Die Untersuchung der Hüllenbildung auf der Oberfläche soll mit einem neuartigen Verfahren der Instrumentellen Analytik erfolgen, der sogenannten Atomsonde. Damit kann die chemische Zusammensetzung von amorphen und kristallinen Substanzen untersucht werden, wobei auch die Lage der einzelnen Atome und somit die Struktur der untersuchten Probe auf der Nanoebene erfasst wird. Der Zugang zu dieser Methode erfolgt im Rahmen einer Kooperation mit Prof. Derk Joester von der Northwestern University in Chicago (USA).Parallel dazu werden weitere hochspezialisierte Methoden der Zementchemie verwendet, um das Reaktionsverhalten von Tricalciumsilikat zu untersuchen. Dies sind quantitative Röntgenbeugungsanalyse mit Rietveld-gestützter G-Faktorauswertung, Wärmeleitungskalorimetrie, Messung der Ionenkonzentrationen in der Porenlösung, Thermoanalyse, 29Si- Kernresonanzspektroskopie, Elektronenmikroskopie und Oberflächenmessungen. Mit Hilfe der gewonnen Daten kann der zeitliche Verlauf der Konzentration aller beteiligten Phasen (Tricalciumsilikat, intermediäre Phase, geordnete C-S-H Phase, Portlandit, Porenlösung) bestimmt werden und es liegen Informationen über die chemische und strukturelle Zusammensetzung und spezifische Oberfläche dieser Phasen zu definierten Zeitpunkten vor. Diese Ergebnisse erlauben eine quantitative Modellierung der Hydratation. Unter Verwendung von Modellen aus der Physikalischen Chemie sollen alle Teilprozesse (Auflösung, Keimbildung, Wachstum) und Stadien (Initialreaktion, Induktionsperiode, Haupthydratation) berechnet werden. Aufbauend auf diese Ergebnisse werden mit Hilfe von Berechnungen und experimentellen Arbeiten neue Möglichkeiten zur Beeinflussung der Hydratationskinetik untersucht.
  • Langzeitverhalten bei der Hydratation von Calcimaluminaten
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Dezember 2014 - 30. August 2019
    Mittelgeber: Industrie
  • Biogeographische und ökologische Reaktionen von Riffkorallen auf interglaziale Erwärmungsphasen im Pleistozän
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2014 - 1. September 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
  • Paläobiodiversität und Faunenstruktur in Lagerstätten während der permo-karbonen Vereisung und die Reaktion des marinen wirbellosen Benthos auf globale Abkühlung
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2014 - 1. Juli 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Paleo-biodiversity studies have become of increasing interest and numerous manuscripts have been published dealing with global diversity trends throughout the Phanerozoic. However, data used in these studies mostly derive from databases that may contain various biases and therefore distort statistical analysis. Moreover, Fossil Lagerstätten are commonly excluded although the quality of preservation and information is much better than in other deposits - fossil assemblages from Lagerstätten reflect the composition of former living communities to a much higher degree.The Phanerozoic is marked by two long-term cooling events. One of these is the Late Paleozoic Ice Age (LPIA) with its major onset in the middle to late Mississippian (Lower Carboniferous) and ending in the mid-Sakmarian (Permian). This project focuses on the paleo-biodiversity during the Upper Carboniferous (Pennsylvanian), i.e. during a large part of the LPIA. Instead of purely using information from databases three fossil Lagerstätten (here Lagerstätten is used in terms of exceptionally preserved fauna; e.g. original shell material, color patterns, delicate ornamentation, minute larval shells) are sampled. These localities were influenced by the glacio-eustatic regime during the LPIA and are, from the American Midcontinent, the Finis Shale (Virgilian) and the Buckhorn Asphalt Quarry (Desmoinesian) and, from the Appalachian Basin, the Kendrick Shale (Morrowan).One objective of this project is to study true biodiversities and ecological structures within deposits of exceptionally preserved fossils based on the fact that such deposits depict a more complete image of the original fossil assemblage than other localities. Stanley & Powell (2003) found that during the Pennsylvanian the rates of origination and extinction were depressed and that the global biodiversity remained relatively stable, whereas Alroy et al. (2008) found a general decrease in this period. Therefore, as the second objective, it will be tested if these previous results are visible in Lagerstätten from the Pennsylvanian as well: Do we also see depressed origination and extinction rates or decreasing biodiversity or are the results presented by Stanley & Powell (2003) and Alroy et al. (2008) caused by biases in their data, as for example by faunas of less quality of preservation? Furthermore, diversity dynamics will be studied by analyzing the Carboniferous-Permian faunal turnover. Which taxa control the diversities? The local marine paleo-temperatures within each profile will be investigated. Isotope-analyses will be carried out for the Finis Shale, the Buckhorn Asphalt Quarry, and the Kendrick Shale. Temperature and diversity will be cross correlated to shed light on the relation of temperature and biodiversity during the LPIA to answer the question 'How does the living environment react to global cooling?'.
  • Einflüsse rapider Transportwege (preferential flow) auf die Umsetzung von gelösten und partikulären Kohlenstoffformen (DIC, DOC und POC). Neuentwicklungen mit kombinierten Modellierungen und stabilen Isotopenuntersuchungen (Pref-Carb-Flow)
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2014 - 1. Juli 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Der Antrag sieht gemeinsame Forschung zwischen dem Department of Hydraulics and Hydrology (DHH) der Czech Technical University in Prag (CTU) und dem Lehrstuhl für Angewandte Geologie der Universität Erlangen vor. Hierbei sollen die Rolle und das Umsetzungsverhalten von CO2 sowie der verschiedenen gelösten und partikulären Formen von Kohlenstoff (DIC, DOC und POC) mit besonderem Augenmerk auf die Modellierung von rapiden Transportwegen (preferential flow) untersucht werden. Das für die Untersuchungen vorgesehene Uhlirska Catchment liegt in der Jizera Bergkette der Tschechischen Republik und stellt ein granitisches Einzugsgebiet dar. Dieses hat durch geringe Pufferkapazität besonders empfindlich auf sauren Regen reagiert und stellt wegen aktiver Verwitterung und teilweiser Bedeckung mit moorigen Flächen und anderen Kohlenstoff-reichen Böden in Aussicht, dass stark variable und bislang kaum charakterisierte Kohlenstoffdynamiken vorliegen. Die hier vorgesehenen Arbeiten ergänzen sich in idealer Weise mit einem parallel eingereichtem Antrag der Partner von CTU zur Czech Science Foundation (GACR) unter dem Namen Subsurface transport of water, carbon and heat - combined hydrological, geochemical and isotopic approach. Zusammenarbeiten sind über neu entwickelte Modelle für das Test-Einzugsgebiet vorgesehen, die eine Ausweitung auf Untersuchungen des Kohlenstoffzyklus und stabile Isotope des Kohlenstoffes zulassen. Damit könnte in idealer Weise an schon bestehende Modelle mit stabilen Isotopen des Wassers angeknüpft werden. Die Arbeiten sollen eine Quantifizierung der Aufenthaltszeiten der wichtigsten Speicherungs- und Umsetzungs-Kompartimente des Einzugsgebietes ermöglichen. Darüber hinaus sollen historische und neue Daten sowie Infrastruktur, Gelände und Laborarbeiten durch gemeinsame Untersuchungen geteilt werden.
  • Bayerisches Landesamt für Umwelt: „Georisiken im Klimawandel - Gefahrenhinweiskarte Alpenvorland Phase II“
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2014 - 31. Dezember 2016
    Mittelgeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt
  • Rekonstruktion der mittel-und obertriassischen Paleotemperaturgeschichte mittels Sauerstoffisotopenanalysen an Conodontenapatit
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. März 2014 - 1. März 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Nach dem größten Aussterbeereignis der Erdgeschichte an der Perm-Trias Grenze, kam es in der Triaszeit wird zu einer ökologischen Reorganisation. Während die Biodiversität in der frühen Trias noch sehr gering war, zudem weder Kohlen noch Cherts und so gut wie keine Metazoenriffe aus der frühen Trias bekannt sind, erfolgte in der Mittel- bis Obertrias eine deutliche Zunahme in der Biodiversität. So wurden z.B. zooxanthellate Steinkorallen (Scleractinia) in der Obertrias zu den wichtigsten riffbildenden Organismen. In einer kürzlich abgeschlossenen und in Science publizierten Studie konnten wir zeigen, dass die Paläotemperaturen in den niedrigen Breiten während der Untertrias sehr hoch waren, in einzelnen Zeitabschnitten (Smithian/Spathian) sogar 40° C überschritten haben. In dem beantragten Projekt soll die Temperaturentwicklung in der mittleren und späten Trias dokumentiert und mit den bereits für die Untertrias vorliegenden Daten eine Temperaturkurve für die gesamte Trias erstellt werden. Die Paläotemperaturen sollen anhand von Sauerstoffisotopenanalysen an Conodontenapatit ermittelt werden. Geländearbeiten sind in Italien (Sizilien, Lombardei) und China (Yunnan, Guizhou) vorgesehen. Um potentielle Änderungen im Kohlenstoffkreislauf aufzeigen zu können, sollen begleitend Kohlenstoffisotopenanalysen an Karbonaten bzw. am sedimentären organischen Kohlenstoff durchgeführt werden. Anhand der hochauflösenden Temperaturkurve sollen folgende zentrale Fragestellungen beantwortet bzw. folgende Hypothesen getestet werden: (i) Waren die Temperaturen in der Mittel- bzw. Obertrias vergleichbar zu den sehr hohen Temperaturen in der Untertrias oder kam es in der Mitteltrias zu einer deutlichen klimatischen Abkühlung? Falls es zu einer Abkühlung kam, wie war der Temperaturverlauf und damit die klimatische Entwicklung in der Mittel- bzw. Obertrias? (ii) Ist die Diversifikation in der Mittel- bis Obertrias die Folge einer klimatischen Abkühlung? (iii) War das Carnian Pluvial Event ein globales Event und ist es mit einer Klimaänderung zu erklären? Wir gehen davon aus, dass der zu erstellende Temperaturrekord zu einem wesentlich besseren Verständnis der Entwicklung in der Trias wie z.B. der verzögerten Recovery nach dem Perm-Trias Massensterben beitragen wird.
  • Interpretation der Reflexionsseismik
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: SO231 - PAGE FOUR Leg1: Der passive und der gescherte Kontinentrand vor Mosambik
    Laufzeit: 1. Januar 2014 - 28. August 2016
    Mittelgeber: BMBF / Verbundprojekt
  • Die magmatische und geochemische Entwicklung ozeanischer Intraplattenvulkane am Beispiel der Louisville Seamount Chain (IODP Leg 330) und anderer pazifischer Hotspots
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: SPP 527: Ocean Drilling Program/Deep Sea Drilling Project
    Laufzeit: 1. Oktober 2013 - 1. Oktober 2016
    Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)
    Die Vulkane von langlebigen altersprogressiven Seamountketten entstehen vermutlich über Mantelplumes aus verschiedenen Tiefen des Erdmantels, über die sich die Lithosphärenplatten bewegen. Die einzelnen Vulkane dieser Seamountketten entwickeln sich über mehrere Millionen Jahre typischerweise durch ein Schildstadium und ein Postschild- oder Posterosionalstadium, wobei sich die Zusammensetzung der Laven verändert, z.B. von tholeiitischen bis zu sehr stark SiO2-untersättigten Magmen. Die Variation des Chemismus wird durch Veränderungen der Schmelztiefe, des Schmelzgrades und der mineralogischen und chemischen Zusammensetzung der Mantelquelle beeinflusst, wobei diese Parameter vermutlich von der Position des Plumes relativ zur Lithosphärenplatte abhängen. Allerdings sind die einzelnen Einflüsse umstritten, so dass insgesamt die Temperatur, Dynamik und Zusammensetzung der Mantelplumes nur unzureichend verstanden ist. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts sollen vulkanische Gläser und darin enthaltene Olivine von submarinen Vulkanen der Louisville Seamountkette des IODP Leg 330, sowie verschiedener pazifischer Hotspots (Macdonald, Society, Pitcairn, Juan Fernandez) gemessen werden, um die Variation der Zusammensetzung primitiver Magmen auf alter, relativ schnell bewegender Lithosphäre zu vergleichen. Die Proben sind in Erlangen und Kiel verfügbar. Die Glaszusammensetzung ermöglicht einen genaueren Vergleich der unterschiedlichen Mantelschmelzen als die bisher existierenden Gesamtgesteinsanalysen und damit auch eine bessere Bestimmung der Parameter bei der Entstehung. An den Gläsern und Olivinen der verschiedenen Hotspots soll zudem die O Isotopenzusammensetzung analysiert werden, um die Variation von O in Mantelplumes zu bestimmen. Zusammen mit publizierten Altersdaten und chemischen Daten soll zum ersten Mal untersucht werden, inwieweit eine systematische Variation der Mantelschmelzen mit der Zeit an verschiedenen Hotspots existiert und inwieweit diese von der Geschwindigkeit der Lithosphärenplatte abhängt.
  • Erkundung des geologischen Untergrundes in Nordost-Bayern als Grundlage zur Bewertung des geothermischen Potenzials
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2013 - 31. August 2015
    Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit (StMUG) (bis 09/2013)
    Mehrere Untersuchungs- und Thermalwasserbohrungen in NE-Bayern (Regierungsbezirk Oberfranken) lieferten bereits in den 1970er und 1980er Jahren Hinweise auf eine geother-mische Anomalie in dieser Region. Ursache und Umriss der Temperaturanomalie waren aber bisher nur unzureichend untersucht, um damit eine belastbare Bewertung des geother-mischen Potenzials vornehmen zu können. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, wesentli-che Kenntnislücken zu schließen und die notwendigen wissenschaftlichen Grundlagen zu lie-fern, um die Voraussetzungen zu schaffen, das geothermische Potenzial NE-Bayerns besser bewerten zu können.
    Ein Teilziel der vorliegenden Studie war die Erstellung eines Datenpools zur Gesteinsphy-sik der Hauptgesteinstypen im Deckgebirge von Nordostbayern, mit Schwerpunkt auf deren thermo-physikalische Charakterisierung. Der erstellte Datenpool umfasst den stratigraphi-schen Abschnitt Rotliegend bis Keuper und enthält Daten zur Wärmeleitfähigkeit, Tempera-turleitfähigkeit, Porosität, Rohdichte, Reindichte, p-Wellengeschwindigkeit, Laufzeit, Perme-abilität und Druckfestigkeit. In der ersten Projektphase (Abschlussbericht 2016) standen ins-gesamt 818 Einzelproben (402 Kernproben, 38 Gesteinsbruchstückproben, 378 Plugproben) für gesteinsphysikalische Messungen zur Verfügung. Innerhalb der Projektverlängerung konnten nochmals insgesamt 833 Einzelproben (530 Kernproben, 20 Gesteinsbruchstück-proben, 283 Plugproben) untersucht werden. Die Anzahl der Petrophysik-Daten konnte somit in der Projektverlängerung verdoppelt werden. Die untersuchten stratigraphischen Einheiten wurden petrographisch und mineralogisch anhand von quantitativen XRD-Analysen (Rietveld) sowie anhand von Dünnschliffanalysen charakterisiert. Über die gesamte Projekt-laufzeit wurden hier insgesamt 360 Rietveldanalysen durchgeführt und von 177 Proben Dünnschliffe angefertigt. Primär wurde hierzu das aus Tiefbohrungen in Nordbayern vorhan-dene Bohrkernmaterial für die Durchführung der Labormessungen beprobt.
    In der ersten Projektphase (Abschlussbericht 2016) wurden die Kernmärsche der Tiefboh-rung Mürsbach B1 beprobt. Für die stratigraphischen Einheiten, die nicht im Kernmaterial der Tiefbohrungen aufgeschlossen sind, wurde ergänzend Probenmaterial aus Aufschlussanalo-gen und Flachbohrungen akquiriert. Es konnten statistische Gesteinsparameter für den ge-samten Keuper, den Oberen und Unteren Muschelkalk, den Oberen und Unteren Buntsand-stein, den Zechstein und das Rotliegend ermittelt werden. Informationsdefizite verblieben für den Mittleren Buntsandstein und den Mittleren Muschelkalk, die im Rahmen einer Projektver-längerung (Abschlussbericht 2017) bearbeitet wurden. Hierfür wurden die aus den Tiefboh-rungen Obernsees, Mürsbach B3 und Mürsbach B4 vorliegenden Kernstrecken beprobt. So-weit möglich, wurden die über die Gesamtlaufzeit dieser Studie gewonnen thermo-physikalischen und petrographischen Ergebnisse zusammengefasst. Die Untersuchungen zeigen jedoch, dass die aus den Bohrungen Obernsees und Mürsbach ermittelten Gestein-sparameter des Buntsandsteins und Zechsteins aufgrund von unterschiedlicher fazieller Ausbildung (Randfazies/Beckenfazies) sowie Unsicherheiten in der stratigraphischen Einordnung nicht ohne weiteres zusammenfasst werden können. Die petrophysikalischen und petrographischen Ergebnisse der Bohrung Obernsees werden daher gesondert dargestellt.
    Die Log-Daten der untersuchten Bohrungen Obernsees, MüB1, MüB3 und MüB4 wurden zudem mit den im Labor ermittelten Dichte- und Porositätsdaten verglichen, um die Reprä-sentativität der Labordaten zu bewerten. Insgesamt zeigen die aus den Log-Daten der unter-suchten Bohrungen ermittelten mittleren Rohdichten und Porositäten einzelner stratigraphi-scher Abschnitte eine gute Übereinstimmung mit den im Labor ermittelten Daten und sind daher als repräsentativ einzustufen.Für eine Bewertung des geothermischen Potenzials in Nordostbayern wurden verfügbare Temperatur-Daten (T-Logs, BHT) aus Tiefbohrungen ausgewertet und für die Ermittlung von geothermischen Gradienten (gradT) verschiedenen Korrekturverfahren unterzogen. Unter Verwendung der innerhalb dieser Studie ermittelten statistischen Wärmeleitfähigkeiten der Deckgebirgseinheiten wurden Berechnungen der Wärmestromdichte (WSD) durchgeführt. Bei den Bohrungen Mürsbach und Eltmann wurden die höchsten WSD-Werte von > 130 mW/m2 ermittelt. Richtung Osten zur Fränkischen Linie sowie nach Norden und Westen deutet sich ein Abfall der Wärmestromdichte an, jedoch liegen die Werte auch hier mit z.T. >100 mW/m2 in einem, für eine kontinentale Beckenposition sehr hohen Wertebereich. Die ermittelten Werte liegen z.T. im Bereich der für den Oberrheingraben publizierten Wär-mestromdichten (Rybach, 2007: ca. 110mW/m2, Hurter und Hänel, 2002: 140 mW/m2).Die gravimetrische Modellierung wurde im Jahr der Projektverlängerung auf das gesamte Fränkische Becken ausgeweitet. In diesem Gebiet wurden vier Regionen mit negativer Bou-guerschwere identifiziert (Bayreuth, Erlangen, Haßfurt, südl. Lichtenfels), die durch Modellie-rung der "normalen“ stratigraphischen Abfolge (Deckgebirge und Grundgebirge) nicht erklärt werden können. Eine gute Übereinstimmung von gemessener und modellierter Schwere ergibt sich hingegen, wenn Granitintrusionen im saxothuringischen Untergrund in das Modell integriert werden. Die Tiefenlage der Modellkörper wurde aus Filterungen der Schweredaten abgeschätzt, die ein erstes Auftreten der Anomalien zwischen 5 – 12 km anzeigen. Die aus der Geometrie der Anomalie berechneten Tiefenlagen der Granite liegen mit 4 - 15 km im ähnlichen Wertebereich. Magnetfeldmodellierungen geben keinen Hinweis auf einen signifi-kanten Horizontalversatz entlang der Fränkischen Linie; es wird von einer Fortsetzung der östlich der Fränkischen Linie obertägig aufgeschlossenen Grundgebirgseinheiten in den Un-tergrund des Fränkischen Beckens in streichender Verlängerung ausgegangen. Die ausge-prägte Schwerefeldanomalie im Bereich von Bayreuth wäre damit durch einen Granitkörper zu erklären, der mit den im Fichtelgebirge aufgeschlossenen Graniten der saxothuringischen Zone vergleichbar ist. Die Auswirkung einer radiogenen Wärmeproduktion durch granitische Körper im Untergrund auf den geothermischen Gradienten im Gebiet des Fränkischen Beckens wurde für die Situation im Bereich der Bohrung Obernsees bewertet. Die Modellrechnung demonstriert exemp-larisch, dass die radiogene Wärmeproduktion der jüngeren Granitgeneration des Fichtelgebirges (Mittelwert: 5,6  µW/m³) oder der Oberpfalz (Mittelwert: 6,1  µW/m³) ausreicht, um den erhöhten geothermischen Gradienten (Bohrung Obernsees: 38 K/km) zu erklären.  
    Die im letzten Projektabschnitt durchgeführten Messungen der Radonemanation wurden durch weitere Messungen ergänzt. Die Messergebnisse haben die lokal erhöhten Konzentrationen im Bereich von Störungszonen des Staffelsteingrabens bestätigt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Messprofile z.T. zu kurz sind, um die Beziehung zwischen Anomalie und auskartierter Störungszone deutlich zu evaluieren. Die Messungen wurden auf das Gebiet um Obernsees ausgeweitet, auch hier haben sich Anomalien gezeigt, die auf eine hydraulische Durchlässigkeit des Untergrundes schließen lassen. Wie schon für das Gebiet um Bad Staffelstein (Abschlussbericht 2016) zeigt eine Lineamentanalyse auf der Grundlage des Di-gitalen Höhenmodells mit 1 m Auflösung (DGM1) aus Airborne-LiDAR-Daten auch für das Gebiet um Obernsees eine Vergitterung von mehreren Lineamentorientierungen. Auch die Hauptrichtungen entsprechen den im ersten Projektbericht beschriebenem Muster; neben Strukturen parallel zur Fränkischen Linie (Lineamente 1. Ordnung) zeigen die Lineamente die variszische Orientierung, sowie N-S streichende Orientierung (beide Richtungen zusammen: Lineamente 2. Ordnung). Kurze Lineamente (3. Ordnung) sind bevorzugt E-W orientiert. Ein weiterer Schwerpunkt der Projektarbeit im Verlängerungsjahr lag in der Dokumentation und Bearbeitung des Grundgebirgsabschnittes aus der Bohrung Obernsees (1341,70 – 1390,00 m). Die Bohrung hat schwach metamorphe Sandstein- und Sandstein-/Siltsteinwechselfolgen aufgeschlossen, die dem saxothuringischen Grundgebirge zuzuordnen sind, eine genaue stratigraphische Einordnung steht noch aus. Die Metasedimente zeigen zwei Schieferungsgenerationen mit Sprossung von Hellglimmern, der sedimentäre Mate-rialwechsel sind jedoch noch sehr gut sichtbar.   
    An Sandsteinen/Metasandsteinen aus Deck- und Grundgebirge wurden Triaxialtests durch-geführt, um gesteinsmechanische Kenngrößen zu erhalten. Die Tests belegen eine extreme Bruchhaftigkeit (brittleness) und Steifigkeit, sowie eine hohe Festigkeit des Grundgebirges (saxothuringische Metasandsteine). Die Festigkeit des Grundgebirges liegt mit 185 MPa um ein etwa Vierfaches höher als die Festigkeit von Sandsteinen aus der hangenden Zechstein-abfolge mit nur 45 MPa. Diese Bruchhaftigkeit (Brechen ohne vorherige Anlage von Mikroris-sen) erklärt auch das Muster der mit Quarz verheilten Bruchstrukturen, die in den massigen, schwach metamorphen Sandsteinlagen prägnante Strukturen bilden. Die Bruchbildung er-folgte unter hohen Porenwasserdrucken (hydraulische Bruchbildung). Anhand der mehrpha-sigen Quarzmineralisation kann auf mehrere Pulse von Öffnung und Verheilung der Brüche geschlossen werden (crack and seal Mechanismus). Die Raumlage der in der Bohrung mit-telsteil bis steil einfallenden Quarzadern stimmt mit der Orientierung der spät-variszischen Hauptstörungsstrukturen überein (parallel zur Fränkischen Linie). Mikrostrukturelle Analysen zeigen kristallplastische Deformationsstrukturen (low temperature plasticity, Temperaturbe-reich von ca. 250 - 280°C) und geben damit Hinweise auf eine Paläo-Tiefenlage des durch die Bohrung Obernsees aufgeschlossenen Grundgebirges von ca. 7 km bei Anlage dieser Strukturen (bei gradT 38 K/km). Die Quarzadern werden durch jüngere, steile Störungen versetzt.

     

  • OPC-CAC Investigation
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2013 - 31. Dezember 2016
    Mittelgeber: Industrie
  • Vulkanismus, Hydrothermalismus und Ventbiologie der Coriolis Becken, Neue Hebriden Inselbogen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2013 - 31. Mai 2015
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    Junges Rifting (< 3 Ma) im südlichen Neue Hebriden Inselbogen erzeugte drei vulkanische und hydrothermal aktive Becken im Coriolis Becken, in denen z.T. alkaline Magmen mit Anreicherungen an Nb und Ta auftreten. Weiterhin zeigt der Vanuatu Inselbogen eine starke Dynamik mit einem Umspringen der vulkanischen Aktivität weiter nach Osten. Durch das Rifting wurden tiefe Bereiche des Inselbogens freigelegt, die offenbar bis 7 Ma alt sind. Eine detaillierte stratigraphische Beprobung dieser Riftflanken und der jungen Vulkane im südlichen Inselbogen und im Backarc ermöglichen daher einmalige Möglichkeiten zur Entwicklung der Magmen, ihres Aufstiegs und ihrer Quellen in den letzten 7 Ma. Drei Vorkommen von hydrothermalen Quellen bzw. Präzipitaten wurden in den Coriolis Troughs bisher beschrieben aber nicht detailliert untersucht. Mit einem ROV sollen die zeitliche und chemische Variabilität zwischen Magmengenese, Vulka­nismus und Hydrothermalismus im Gebiet der Coriolis Becken untersucht werden. Von Bedeutung sind Fragen der lithologischen Kontrolle durch volatilreiche, alkaline Magmen und Einflüsse vulkanischer Entwicklung auf metallogenetische Prozesse sowie der Fluiddynamik und –entwicklung. Die Auswirkung unterschiedlicher Wassertiefen auf die Entgasungs­prozesse und Zusammensetzung hydrothermaler Fluide steht dabei im Vordergrund. Ein weiterer Schwer­punkt liegt in der Untersuchung der kleinräumigen Variabilität magmatischer Differenziation  im Inselbogen und deren Rückkopplung auf Metallfraktionierung und hydrothermale Aktivität. Von biologischer Seite steht das Verständnis der Kontrolle der Habitate sowie der Faunenverteilung und -zusammensetzung an hydrothermalen Austritten im Vordergrund. 
  • Starkregen-Überflutungs-Schutz in Kommunen (SÜS-Kom)
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Starkregen-Überflutungs-Schutz in Kommunen (SÜS-Kom)
    Laufzeit: 1. März 2013 - 1. März 2016
    Mittelgeber: AIF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
    Die Bedrohung durch Starkniederschlag und Hochwasser ist regelmäßig an deren Präsenz in den Medien zu erkennen. Bilder verheerender Verwüstungsszenarien, verursacht durch Überschwemmungsereignisse, verdeutlichen die Notwendigkeit eines effektiven Hochwasserschutzprogramms. Der Hochwasserschutz ist eine dauerhafte Verantwortung, auch wenn es sich um zeitlich begrenzte Ereignisse mit eventuell langen Ruheintervallen handelt. Des Weiteren ist in Hinblick auf den Klimawandel von einer zukünftig zunehmenden Frequenz der Starkregenereignisse auszugehen. Katastrophenvorsorge und Katastrophenmanagement werden daher an Relevanz gewinnen und in ihrer alltäglichen Präsenz zunehmen. Die Analyse der bei Hochwasserereignissen wirkenden Faktoren und die Entwicklung von Ansätzen zur Prävention bzw. Eindämmung sind eine zentrale Verantwortung der Forschung, insbesondere in den Geo- und Ingenieurswissenschaften.

    Das Projekt „Starkregen-Überflutungs-Schutz in Kommunen (SÜS-Kom)“ beschäftigt sich mit der Lokalisierung und Prognose der durch Starkregen ausgelösten, oberflächigen Abflussströme in kleinen kommunalen Einzugsgebieten. Dabei sollen bereits vorliegende Datensätze zur Topologie und Hydrodynamik in Kombination mit neuen Datensätzen zu Bewuchs, Bodenbeschaffenheit und Versickerungsverhalten sowie Liegenschaftsdaten und aktuellen Wetterdaten für die Prognose zum Einsatz kommen. Im Anschluss soll eine Gefahrenreduzierung durch kostengünstige, nachhaltige und dezentrale Maßnahmen stattfinden.

    Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Systemsoftware zur Identifizierung der von Starkregen gefährdeten Liegenschaften, für ein computergestütztes Anwendungs- und Kommunikationssystem auf kommunaler Ebene. Die Software soll an ein individuelles Warnsystem gekoppelt werden, welches betroffene Grundeigentümer und Gewerbebetriebe per Onlinedienst (SMS, Email, Mobile App) über mögliche Risiken informiert.

  • Study of early CAC hydration
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 31. Januar 2013 - 31. Januar 2019
    Mittelgeber: Industrie
  • Hotspot Rücken Südatlantik
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Dezember 2012 - 30. November 2015
    Mittelgeber: Industrie
  • Spurenelementanalyse in Pyrit von submarinen hydrothermalen Quellen
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2012 - 30. September 2013
    Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)
  • Erkennung, Modellierung und Frühwarnung von Massenbewegungen.
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: BMBF - Yangtze-Projekt: Verbundvorhaben „Nachhaltige Bewirtschaftung des Gefährdungspotentials durch Landnutzung, Bodenerosion und Massenbewegungen"
    Laufzeit: 1. Juni 2012 - 31. Dezember 2015
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Preliminary biogeochemical investigations of small rivers in the Franconian Alb to lay foundations for detailed investigations of turnover and origin of high carbon in the Main River system
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2012 - 1. Februar 2015
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Investigations of the carbon cycle in river systems are important to outline interactions between the terrestrial biosphere and the atmosphere. They also allow quantification of carbon fluxes to larger river systems and ultimately the ocean. This helps to constrain terrestrial carbon cycles that in turn have strong influences on the atmospheric CO2 through providing sources and sinks. Flux rates of carbon by rivers can also help to provide boundary parameters for climate models. In this context, rivers act as important integral information sources because they are key links between terrestrial systems and oceans. On the other hand, most rivers actively release considerable amounts of carbon to the atmosphere in the form of CO2. Nonetheless, its sources from soils, groundwater or river internal turnover are poorly defined. These aspects are planned to be investigated in small river systems of less than 12 m3 s-1 discharge in the Franconian Alb. Such small stream investigations holds promise to better quantify processes and mechanisms including geological, agricultural and urban influences on riverine carbon cycles. This work opens the opportunity to start biogeochemical investigations on the Main River System that is one of the major tributairies of the Rhine, one of the major waterways in Europe. It is placed in international context by allowing comparison to work on other river systems in various countries.
  • Origin and length scale of compositional anomalies in the convecting Earth: constraints from the Azores
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2011 - 30. März 2013
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Lavas from the Azores islands show some of the most extreme variation in trace element and isotope compositions known from oceanic intraplate volcanoes. This extreme variation has partly been explained by the presence of recycled crustal rocks in the mantle sources. Stable isotopes provide the prospect to increase our understanding of the generation of such mantle sources. While the 18O/16O of upper mantle olivines shows a small variability (~δ18O of 5.0-5.2 ‰) the incorporation of sedimentary and continental material into the mantle will significantly increase the δ18O. Contrastingly, the high temperature alteration of the oceanic crust will result in lower δ18O. The Azores archipelago displays an ideal site to study the O isotope variation of highly variable mantle sources on a small scale in order to determine their origin. We propose a systematic study of olivine and clinopyroxene phenocrysts from primitive lavas and plagioclase phenocrysts from evolved lavas as well as glass analyses from all lavas of the Azores volcanoes both east and west of the Mid-Atlantic Ridge in order to better understand the variability of mantle sources and their origin. Chlorine and F concentrations in glasses from different islands will help to define crustal assimilation of the Azores magmas and can also be used to define recycled crustal material in pristine mafic rocks. This study will complement the large geochemical data set on the Azores magmas and provide important new insight into the origin of mantle sources.
  • DFG: Paketantrag; „Hochaufgelöste Messungen der Geomorphodynamik in sich schnell verändernden proglazialen Systemen der Alpen (PROSA) (PAK 736)“ Teilprojekt: "Bilanzierung von gravitativen Massenbewegungen in proglazialen Systemen"
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. August 2011 - 31. Dezember 2017
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Im Rahmen des Paketantrages sollen alle Prozesse der Reliefveränderung in Gletschervorfeldern von den unterschiedlichen Teildisziplinen untersucht werden. Gletschervorfelder weisen seit dem Ende der „Kleinen Eiszeit“ und dem damit verbundenen starken Abschmelzen der Gletscher eine besondere Dynamik auf. Hauptziel dieses Forschungsantrages wird es sein, belastbare quantitative Angaben zu den momentan ablaufenden geotechnischen Prozessen an Massenbewegungen in Locker- und Festgesteinen im aktuellen Rückzugsbereich der Gletscher am Fallbeispiel Gepatsch im Alpenraum zu erarbeiten, um so Grundlagen für zukünftige Szenarien zu schaffen. Grundvoraussetzung einer Bilanzierung ist eine geotechnische Bestandsaufnahme. Ausgehend davon werden quantitative Aussagen zur Bilanz der Verlagerung durch Massenbewegungen in den Lockerund Festgesteinen erarbeitet. Untersucht werden soll sowohl das Langzeitverhalten, als auch das durch intensive meteorologische Ereignisse gesteuerte Kurzzeitverhalten. Im Rahmen des ersten Projektabschnitts wird ein Hauptaugenmerk auf spontane Massenbewegungen im Fels (Steinschlag und Felssturz), Lockergesteinsrutschungen und Kriechbewegungen in Talzuschüben zu legen sein. Eine flächendeckende Bilanzierung mit Hilfe des Airborne Laserscanning (ALS), ergänzt durch Terrestrisches Laserscanning (TLS) wird von den Projektpartnern beigetragen. Diese flächendeckenden Untersuchungen werden durch wiederholte stichprobenartige Bilanzierungen an repräsentativen Hangbewegungen geprüft und gegebenenfalls verifiziert.
  • Controls on global biodiversity patterns and skeletal mineralizsation during the Cambrian radiation
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: FOR 736: The Precambrian-Cambrian Biosphere Revolution: Insights from Chinese Microcontinents
    Laufzeit: 1. März 2011 - 31. Oktober 2014
    Mittelgeber: DFG / Forschergruppe (FOR)
    Dieses Projekt zielt darauf ab, die globale Diversitätsdynamik um die Ediacarium-Kambrium- Grenze zuverlässig zu dokumentieren und die Daten für rigoroses Testen von Hypothesen zu verwenden. Eigene Geländestudien in Kasachstan und Südchina werden durch Daten aus der Forschergruppe und publizierte Daten in der Paleobiology Database ergänzt, um einen möglichst repräsentativen Datensatz zu erhalten. Muster der Alpha-, Beta- und Gamma- Diversität werden untersucht, um die relative Rolle von Diversitätsänderungen innerhalb und zwischen Fossilgemeinschaften sowie die Bedeutung biogeographischer Muster zu verstehen. Diese Muster werden verwendet, um Hypothesen zur Ursache der kambrischen Radiation zu testen. Besonders der mögliche Zusammenhang zwischen evolutionärer Innovation auf der einen Seite und Lebensräumen auf der anderen Seite wird in dieser Hinsicht neue Erkenntnisse zur Rolle von Sauerstoff, Nährstoffen und Klimaveränderungen in der kambrischen Radiation liefern. Die Geländearbeit wird sich auf Riffstrukturen im untersten Kambrium und Makroinvertebraten konzentrieren, um Muster der Biomineralisation zu erfassen.
  • Ordovician climate change, sea level history and bioevents: the Baltoscandic record
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: SPP 1006: International Continental Scientific Drilling Program (ICDP)
    Laufzeit: 1. Februar 2011 - 28. Februar 2013
    Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)
    The Ordovician sedimentary cover of Baltoscandia will be investigated in detail for facies, stable isotope and sea-level changes in the frame of the project “Concentric Impact Structures in the Palaeozoic“ (CISP), an integral of the Swedish Deep Drilling Program (SDDP). The proposed project will provide precise stratigraphic control for intrabasinal and global correlations and studied sections will function as climate archives demonstrating drastic environmental and faunal changes during icehouse – greenhouse transitions. They will cover the interval of one of the biggest faunal diversification events in earth history (“Great Ordovician Biodiversification Event”). It is expected that detailed micro- and biofacies analysis, studies on oxygen isotopes from conodont apatite and the carbon isotope record will lead to a better understanding of the driving forces for the tremendous radiations during this dramatic interval in the evolution of life. This time includes the establishment of complex food webs and ecosystems such as the first highly diverse metazoan reefs. The project represents the opportunity to study metazoan reef growth versus changes in palaeoclimate and to proof or disproof the hypothesis that major peaks in Upper Ordovician biodiversity and reef development are connected to cooling and glacial periods.
  • Bayerisches Landesamt für Umwelt: „Georisiken im Klimawandel - Gefahrenhinweiskarte Jura“
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2011 - 30. April 2014
    Mittelgeber: Bayerisches Landesamt für Umwelt
  • Bestimmung der Umgebungsbedingungen während coseismischer Deformation mittels Ti-in-Quarz Thermometrie und Ar-Ar Datierung von Pseudotachylyten
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2011 - 31. Januar 2012
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Despite a wealth of data about seismic fault zones there is an ongoing discussion about the possibility of frictional melting of quartzitic rocks. In the present study we analysed fault vein bearing fault zones within quartzitic rocks within the Schneeberg Normal Fault Zone (SNFZ), Southern Tirol, Italy. Electron microscopy (scanning electron microscopy, SEM, including electron back scatter diffraction, EBSD, and cathodoluminescence, CL, analysis  in combination with transmission electron microscopy, TEM) analyses revealed that the fault veins (0.5-2 mm thick) are not ultracataclastic zones as presumed initially (see original title of the project WA 1010/11-1). Instead an extensive melting and subsequent quenching of quartz is evident. These quenched friction-induced melts along a fault during seismic slips are so-called tectonic pseudotachylytes and record paleo-earthquakes.  Pseudotachylytes are typically considered to be representative for the brittle upper crust and in association with cataclasites. However the Schneeberg NFZ quartzites show clear evidence of crystal plasticity and dynamic recrystallization resulting in ultrafine-grained (1-2 µm) aggregates along microshear zones (50-150 µm thick) in the host rock adjacent to pseudotachylyte veins. Ar-Ar dating of the Schneeberg NFZ pseudotachylyte reveal an age of 60-66 Ma and indicates that the coseismic event is younger than the greenschist facies metamorphism of the Schneeberg NFZ (76 Ma, exiting data from the literature). Thus pseudotachylyte formation should has occurred after exhumation of the Schneeberg NFZ into the brittle crust under far field ambient temperatures conditions <250-300 °C. The occurrence of such fine recrystallized quartz was also reported in other pseudotachylytes-bearing faults, but these microstructures have been overlooked in most works on pseudotachylytes (also considering that they are hardly visible with standard optical methods) and a detailed electron microscopy study including crystallographic preferred orientation analysis of the microstructure was missing. In this project we carried out a direct comparison between the deformation microfabrics of quartz in two different pseudotachylyte-bearing faults both showing the development of ultrafine-grained recrystallization aggregates: the Schneeberg NFZ quartzite and the Adamello Gole Larghe Fault Zone(GLFZ) tonalite (Southern Alps). The observations of this study suggest that the association of ultrafine recrystallization and frictional melting is a systematic feature of most pseudotachylyte-bearing faults and could yield a more complete information on the mechanics of coseismic slip. Based on thermal models we suggest that crystal plastic deformation of quartz accompanied by dramatic grain size refinement by dynamic recrystallization occurs during seismic faulting at the base of the brittle crust as a result of the high temperature transients (> 800°C) related to frictional heating in the host rock selvages of the slip surface. These localised high deformation temperatures made possible that the process of dynamic recrystallization, including recovery processes, could occur in a time lapse of a few tens of seconds.

    In order to verify these modeled quartz deformation temperatures we applied the Ti-in-quartz geothermometer by measuring the Ti content in quartz by nanoSIMS. The geochemical analysis for both pseudotachylyte-bearing samples (Schneeberg NFZ and Adamello GFZL) showed that during the seismic-related development of ultrafine-grained dynamic recrystallized quartz aggregates the pre-seismic host Ti signal is inherited. Therefore no temperature related resetting of the Ti content occurs during seismically-induced quartz recrystallization. However the steep increase of Ti in quartz in the direct vicinity (1-2 µm) of melt-related submicron-sized Ti-bearing particles gives evidence of Ti diffusion and points to short-timed high temperature transient, which is consistent with the thermal modelling of pseudotachylyte vein and its host rock margin.

     

  • Evolutionary rates of zooxanthellate and azooxanthellate corals and their controlling factors
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2011 - 1. Februar 2014
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Our goal is to identify the underlying causes of evolutionary rates within scleractinian corals. Scleractinians have two fundamentally different ecologies: Those that retrieve a substantial proportion of their nutrition from symbiotic algae in their tissue (zooxanthellate corals) and those that entirely depend on zooplankton for feeding Proposal Kiessling 2 (azooxanthellate corals). We will be analyzing the evolutionary consequences of these different ecological modes and correlated traits such as coloniality and environmental affinity. While photosymbiosis is clearly beneficial at the organismic level, there is a trade-off in terms of evolutionary benefit because zooxanthellate reef corals seem to be more sensitive to environmental change and tended to be affected more strongly by extinction events than other corals. Evolutionary rates are measured by a novel combination of samplingstandardized biodiversity dynamics and molecular methods. The changes in diversification, speciation, and extinction patterns will be compared with global changes in the marine environment and evolutionary changes in ecology to learn more about the circumstances favoring the spread and demise of these different corals. Thereby, we expect to improve estimates of extinction risk of modern corals.
  • Area mapping of superficial geothermic resources by soil and groundwater data
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: Area mapping of superficial geothermic resources by soil and groundwater data
    Laufzeit: 1. September 2010 - 31. August 2013
    Mittelgeber: Sonstige EU-Programme (z. B. RFCS, DG Health, IMI, Artemis)
  • Gewährung eines Promotionsstipendiums für Herrn Jin Luo, China University of Geosciences (Wuhan), Faculty of Engineering, Wuhan, China
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. August 2010 - 31. Juli 2013
    Mittelgeber: Bayerische Forschungsstiftung
  • Plio-Pleistocene volcanism of Lower Bed I, Olduvai Gorge, Tanzania: transportation mechanisms, volcaniclastic sedimentation and ecological significance
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juli 2010 - 30. Juli 2013
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    The Plio-Pleistocene Bed I succession at Olduvai Gorge, Tanzania is renowned for hominin remains, rich artefacts and fossil assemblages. Tuff beds provide the basis for the stratigraphic framework and for the correlation and dating of archaeological finds. The Tuff IA to Tuff IB interval (c. 1.98-1.84 Ma), choosen for this study, is especially important from a multidisciplinary perspective: (a) It provides the earliest record of Homo habilis in the Gorge, (b) it records the earliest antiquity of Human technology, known as Oldowan culture, (c) it is associated with several important occupation floors , and (d) it includes dated Palaeo-lake Olduvai sequences that have records of orbital forcing across the Plio-Pleistocene boundary. The tuff beds themselves provide important archives of (e) the correlation between the eastern and the yet poorly studied western Olduvai Basin, (f) a change from bimodal basaltic-rhyolitic to trachytic-phonolitic compositons, (g) the occurrence of flow-stripping/decoupling effects when pyroclastic flows crossed synsedimentary active faults, (h) the interaction of volcanic systems with the ecologically attractive eastern lake margin zone, and (i) the relative importance of volcanic effects versus regional climate influences on flora and fauna.A detailed dataset is to be developed using high resolution sedimentological logging, facies, petrographic and geochemical analysis. Lateral correlations and process-oriented facies analyses across palaeo-Lake Olduvai will be the critical aim of this research, allowing a thorough understanding of the complex interactions between the volcanics and the ecology of the lake. The project integrates data on palaeoenvironments, palaeoclimate, synsedimentary tectonism and volcanism with hominin land use models contributed by palaeoanthropologists and archaeologists of the multidisciplinary OLAPP research group. OLAPP trenches excavated over the next few years will provide an exceptional opportunity for combined sedimentological, volcanological and palaeoecological studies at an extremely high resolution (mm to cm scale).
  • Identifying time constraints and mechanisms of crust-mantle coupling in Central European continental lithosphere
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Mai 2010 - 30. Mai 2013
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    The buoyant continental mantle root plays an important role in stabilizing of the lithosphere but its composition and age as well as its relationship to the crust are poorly understood. The crust is believed to be largely generated in subduction zones while several other geodynamic settings have been proposed to facilitate lithospheric mantle generation. In this project we suggest to study the lower crust and subcontinental lithospheric mantle along the Eger Rift with highly precise and accurate trace element and isotope methodologies. The Eger region is particularly interesting because it transverses the boundary of two major lithospheric blocks (the Saxothuringian and the Moldanubian) and has been amalgamated during the Variscan orogeny. We propose to study the geochemical and isotopic composition of crustal and mantle xenoliths in order to compare the petrogenesis of the different parts of the lithosphere and define possible relationships. The lithosphere beneath the Eger Rift is also believed to contribute to the alkaline magmatism and thus another part of the project is concerned with the better definition of magma sources and their regional variation.
  • The generation of felsic magmas in the oceanic crust: assimilation-fractional crystallization processes versus re-melting of the crust
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Februar 2010 - 29. Februar 2012
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    In dem beantragten Projekt soll eine kombinierte geochemische und experimentell petrologische Untersuchung der Bildung von SiO2-reichen Magmen in der ozeanischen Kruste durchgeführt werden. Diese Studie soll das Verständnis 1) der Fraktionierungsprozesse, die zur Bildung von felsischen Magmen führen, 2) der Magmendynamik während des Aufstiegs in der ozeanischen Kruste und 3) die Interaktion von Shcmelzen mit der alterierten ozeanischen Kruste verbessern. Hauptbestandteil des vorgeschlagenen Projektes soll die Untersuchung von Gesteinen des Oman Ophiolits darstellen, wobei einerseits die felsischen Gesteine und andererseits die damit auftretenden mafischen und hydrothermal alterierten Nebengesteinen untersucht werden sollen. Damit soll festgestellt werden, durch welche Prozesse (Assimilation, partielle Aufschmelzung oder fraktionierende Kristallisation) die felsischen Magemn entstanden. Ausserdem sollen basaltische, andesitische und dazitische Laven des Pazifisch-Antarktischen Rückens untersucht werden, da an dieser schnell-spreizenden Achse felsische Laven verbreitet sind, aber noch keine detaillierte Studie ihrer Entstehung durchgeführt wurde. Wir planen im Rahmen einer Dissertation geochemische und isotopengeochemische Untersuchungen an Gesamtgesteinen, vulkanischen Gläsern, Phäno- und Xenokristallen zur Entwicklung eines umfassenden Verständnisses der Transformation von mafischem zu felsischem Material. Gleichzeitig sollen in einer anderen Dissertation die Mineral-Schmelzgleichgewichte, Verteilungskoeffizienten von Spurenelementen und mögliche Aufschmelz oder Kristallisationsprozesse mit experimentellen Methoden an den gleichen Proben untersucht werden. 
  • Magmatische und sedimentologische Entwicklung eines ozeanischen Plateaus am Beispiel der Azoren
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. September 2009 - 30. September 2011
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Die Azoren liegen auf einem ozeanischen Plateau mit etwa 10-12 km mächtiger Kruste basaltischer Zusammensetzung. Das Plateau mit der verdickten Kruste entwickelte sich offenbar durch verstärkten Vulkanismus vor etwa 6-4 Ma. Seit 4 Ma entsteht am Mittelatlantischen Rücken dünnere Kruste, da die Schmelzanomalie abgeschwächt ist und so das Azoren Plateau geteilt wird. Der magmatische Puls vor 6-4 Ma wurde möglicherweise durch einen Mantelplume-Kopf ausgelöst, der zur Bildung des Plateaus aus ozeanischen (Flut)basalten führte. Die Insel Santa Maria am östlichen Rande des Plateaus reflektiert eine Schlüsselrolle in der Bildung des Plateaus. Das Projekt hat drei Ziele: (1) die zeitliche und chemische Entwicklung des Vulkanismus auf dem Plateau zu klären (z.B. der Übergang von tholeiitischen Flutbasalten zu alkalinen Magmen der Inseln), (2) die Wechselwirkung zwischen der Azoren Schmelzanomalie und dem Mittelatlantischen Rücken zu bestimmen, (3) den Magmentransport und die Eruptionsmechanismen in der frühen Plateaubildungsphase zu bestimmen und (4) den zeitlichen Rahmen und biogeographischen Kontext sowie Diagenesepfade der eingeschalteten Karbonate zu bestimmen.
  • Sauerstoffisotopenvariationen in ozeanischen magmatischen Gesteinsserien: Assimilation-fraktionierende Kristallisationsprozesse versus Variation der Mantelquelle
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Januar 2009 - 31. Dezember 2010
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Oxygen isotopes are an important tool to study reactions between ascending mantle-derived magmas and material in the oceanic lithosphere that has been altered by surface processes like for example, sediments or hydrothermally altered rocks. Furthermore, crystal fractionation processes can also affect the O isotope composition especially of evolved magmas because different mineral phases fractionate O isotopes. Both assimilation and crystal fractionation thus impede the study of O isotope compositions of the magma sources in the mantle which could give important insights into recycling processes at subduction zones and in deep mantle plume-derived intraplate magmas. Here we suggest a study of the O isotope variation of five well-characterized lava series from different oceanic magmatic settings (mid-ocean ridge, oceanic intraplate, back-arc, and island arc settings) in order to define the variations between basaltic and silicic lavas and the processes affecting the O isotope ratios. Based on the understanding of lithospheric processes we will be able to distinguish the O isotope composition of the mantle sources of the magmas and draw conclusions on crustal recycling into the deep mantle and into the mantle wedge beneath subduction zones. 
  • Tree-ring based high-resolution temporal climate and environmental change in Corsica in the Late Holocene
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Dezember 2008 - 30. Juli 2012
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    A dendroclimatological and dendrochemical study on living Pinus nigra laricio trees in Corsica shall reveal the specie’s ecological response to climate change and climate differentiation at the timberline at annual resolution. The study will be based on ring width and latewood density measurements of a spatially dense sampling network. The oldest living trees sampled so far show up to 850 tree rings and are among the oldest in the western Mediterranean region. Due to the alignment along climatic gradients, the selected sites show different climatic sensitivity to cold, wet, warm and dry recent conditions and can thus represent regional climatic trends of different climatic variables. Stable oxygen and carbon isotope variability in wood cellulose will be measured at annual resolution at sites with time series of more than 520 years, spanning the major part of the Little Ice Age. Image analysis of variations of the tracheid properties will provide information about growth-controlling climate variations at an intra-annual scale and will supplement the interpretation of the density measurements. The spatial data achieved by tree material shall be compared with other climate proxies such as montane vegetation distribution, potential treeline position, temporary snowline (remote sensing data), and will be calibrated against data of modern isotopic composition of surface waters and maximum snowline depression. Corsica is located in a climatic key position in the track of Mediterranean cyclones. The study is dedicated to late Holocene mountain climatic change and will contribute new data of the Mediterranean area, which will be strongly affected by warming and drying in the next decades.
  • Late Cretaceous to Recent post-breakup evolution of the African S-Atlantic margin: integrating onshore field studies; sequence development, offshore seismic data, numerical dating and modelling
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: SPP 1375: SAMPLE: South Atlantic Margin Processes and Links with onshore Evolution
    Laufzeit: 1. November 2008 - 30. September 2013
    Mittelgeber: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)
    Multiple phases of volcanism, uplift and subsidence are recorded after the breakup of the Namibian South Atlantic margin segment – features which are regarded as atypical when compared to published examples of other post-breakup continental margin successions. It is currently not understood whether these geodynamic processes are only of regional or a broader, South Atlantic intercontinental importance. Existing low T thermochronometric analyses, cosmogenic isotope measurements on bedrock surfaces and tectonic and stratigraphic analysis of the post-breakup succession could be advantageously completed and calibrated by (A) the interpretation of offshore industrial seismic and well log data (uppermost 2s TWT) and (B) the analysis of onshore sedimentary archives such as post-breakup fluvial depositional sequences, marine terraces, aeolianites, palaeo-seacliffs, incised valleys and syntectonic strata in the hanging-walls of normal faults. Both, onshore and offshore strata provide a high-resolution archive of processes accompanying the breakup and post-breakup evolution of the South Atlantic margin. Many of the coastal marine terraces contain dateable material suitable for biostratigraphic analysis combined with ESR and OSL dating. Offshore seismic structural and stratigraphic analysis and well data will be integrated with a detailed 3D stratigraphic and structural analysis as well as dynamic retro- and forward modelling which forms the basis for a combined 3D onshore-offshore surface-subsurface model.
  • Sauerstoffisotopie von Conodontenapatit zur Rekonstruktion des Klimas im Perm
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. August 2008 - 30. August 2011
    Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
    Sauerstoffisotopenanalysen an Conodontenapatit sollen zur Rekonstruktion der Vereisungsgeschichte sowie der Temperaturentwicklung des Perm durchgeführt werden. Conodonten sind aufgrund des häufigen Auftretens in paläozoischen Sedimenten sowie aufgrund ihrer mineralogischen Struktur deutlich besser zur Rekonstruktion von hochauflösenden Paläotemperaturkurven geeignet als kalzitische Brachiopodenschalen. Die bisher für das Perm vorliegenden Sauerstoffisotopenkurven, welche ausschließlich auf der Analyse von Brachiopodenkalzit basieren, zeigen weder ein einheitliches Muster in der Temperaturentwicklung, noch liegen hochauflösende Kurven vor. Im Rahmen des Projekts sollen Conodonten aus stratigraphisch gut datierten Profilen in China und den Vereinigten Staaten untersucht werden. Mit Hilfe der Isotopendaten werden Erkenntnisse zu folgenden Themenkomplexen erwartet: (i) Datierung des Endes der permokarbonen Vereisung, (ii) Klimaänderungen in Zusammenhang mit den beiden wichtigen Aussterbeereignissen im Oberperm (Kamura-Event und Perm-Trias Grenze), (iii) Erarbeitung einer hochauflösendem Paläotemperatur-/Paläoklimakurve für das gesamte Perm, und (iv) Integration des zu erarbeitenden Datensatzes in eine δ18OApatit Kurve für das Paläozoikum.
  • Gefährdungsanalyse von Hangrutschungen im Einzugsgebiet des Xiangxi-Flusssystems (Drei Schluchten Reservoir)
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)
    Titel des Gesamtprojektes: BMBF - Yangtze-Projekt: Verbundvorhaben „Nachhaltige Bewirtschaftung des Gefährdungspotentials durch Landnutzung, Bodenerosion und Massenbewegungen"
    Laufzeit: 1. April 2008 - 30. Juni 2011
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • BMBF - Yangtze-Projekt: Verbundvorhaben „Nachhaltige Bewirtschaftung des Gefährdungspotentials durch Landnutzung, Bodenerosion und Massenbewegungen"
    (Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)
    Laufzeit: 1. April 2008 - 31. Dezember 2015
    Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Charakterisierung von Mikrostrukturen in ultrakataklastischen Zonen von Quartziten mittels Elektronenmikroskopie
    (Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)
    Laufzeit: 1. Juni 2006 - 31. Juli 2009
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • SFB 461 Starkbeben: Von geowissenschaftlichen Grundlagen zu Ingenieurmaßnahmen.Teilprojekt B 07 - Hydrologie und Standorteffekte bei Erdbeben in Bukarest.
    (FAU-externes Projekt)
    Laufzeit: 1. Juni 2002 - 31. Dezember 2007
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • SFB 461 Starkbeben: Von geowissenschaftlichen Grundlagen zu Ingenieurmaßnahmen.Teilprojekt B 06: Geotechnische Mikrozonierung von Bukarest.
    (FAU-externes Projekt)
    Laufzeit: 1. Juni 1999 - 31. Dezember 2007
    Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)