@phdthesis{Kuetter2015,
  author    = {K{\"u}tter, Sissy},
  title     = {Magnetotelluric measurements across the southern Barberton Greenstone Belt, South Africa},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-83198},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xix, 156},
  year      = {2015},
  abstract  = {Der Barberton Gr{\"u}nsteing{\"u}rtel (BGB) in S{\"u}dafrika geh{\"o}rt zu den wenigen Regionen mit noch gut erhaltener Archaischer Kruste. Seit Jahrhunderten wurde der BGB eingehend untersucht und seine geologischen und tektonischen Strukturen detailliert kartiert. {\"U}ber die tiefere Struktur des BGB ist hingegen wenig bekannt. Zahlreiche Evolutionsmodelle, die auf Altersbestimmungsdaten und strukturellen Informationen beruhen wurden {\"u}ber die Jahre aufgestellt. Diese Theorien sind zumeist widerspr{\"u}chlich. Sie konzentrieren sich im Wesentlichen auf die Frage, ob plattentektonische Prozesse bereits bei der Entwicklung der fr{\"u}hen Erde eine Rolle spielten oder ob vertikale Tektonik, angetrieben durch die im Archaikum h{\"o}heren Temperaturen, die Bildung der heutigen Kontinente bestimmt hat. Um neue Erkenntnisse {\"u}ber die interne Struktur und Entwicklungsgeschichte des BGB zu erhalten, wurden im Rahmen der Deutsch-S{\"u}dafrikanischen Forschungsinitiative Inkaba yeAfrica magnetotellurische (MT) Messungen durchgef{\"u}hrt. Entlang von sechs Profilen, die den gesamten s{\"u}dlichen Teil des BGB's {\"u}berdecken, wurden nahezu 200 MT-Stationen installiert. Tektonische Strukturen wie z. B. (fossile) Verwerfungszonen k{\"o}nnen erh{\"o}hte Leitf{\"a}higigkeiten haben, wenn sich leitf{\"a}hige Mineralisationen innerhalb der Scherzonen gebildet haben. Durch die Abbildung der elektrischen Leitf{\"a}higkeitsverteilung des Untergrundes mit Hilfe von MT Messungen kann der Verlauf tektonischer Strukturen nachvollzogen werden, woraus Schl{\"u}sse {\"u}ber m{\"o}glicherweise abgelaufene tektonische Prozesse gezogen werden k{\"o}nnen. Der gesamte MT Datensatz weist starke St{\"o}reinfl{\"u}sse durch k{\"u}nstliche elektromagnetische Signale auf, die bspw. von Stromleitungen und elektrischen Z{\"a}unen stammen. Insbesondere langperiodische Daten (>1 s) sind davon betroffen, die f{\"u}r die Aufl{\"o}sung tieferer Strukturen notwendig sind. Die Anwendung etablierter Ans{\"a}tze wie Verschiebungsfiltern und der Remote Reference-Methode, f{\"u}hrte zu Verbesserungen vorrangig f{\"u}r Perioden < 1 s. Der langperiodische Bereich ist durch impulsartige St{\"o}rsignale in den magnetischen und dazugeh{\"o}rigen Stufen in den elektrischen Feldkomponenten gepr{\"a}gt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiger Zeitbereichs-Filter entwickelt, welcher auf einer abgewandelten Form des Wiener Filters beruht und diese Art von St{\"o}rsignalen aus den Daten entfernt. Durch den Vergleich der Datenvarianz einer lokalen Station mit der einer Referenzstation k{\"o}nnen gest{\"o}rte Zeitsegmente identifiziert werden. Anschließend wird ein Wiener-Filter-Algorithmus angewendet, um f{\"u}r diese Segmente mithilfe der Referenzdaten physikalisch sinnvolle Zeitreihen zu berechnen, mit denen die Daten der lokalen Station ersetzt werden. W{\"a}hrend impulsartige St{\"o}rsignale in den magnetischen Datenkan{\"a}len relativ einfach erfasst werden k{\"o}nnen, ist die Detektion von Vers{\"a}tzen in den elektrischen Zeitreihen je nach Versatzh{\"o}he problematischer. Um dieses Problem zu umgehen, habe ich einen Algorithmus entwickelt, bei dem die Zeitreihen differenziert, gefiltert und im letzten Schritt integriert werden. In einer zweiten von mir entwickelten Filtermethode werden die St{\"o}rsignale durch den Vergleich des kurzzeitigen und des langzeitigen Datenmittelwerts ausfindig gemacht. Bei diesem Filter werden die St{\"o}rsignale aus den Zeitreihen entfernt und durch eine lineare Interpolation ersetzt. Durch die beiden Filtermethoden wurde eine deutliche Verbesserung der Datenqualit{\"a}t bis zu 10 und teilweise 100 s erreicht. Zur Interpretation des MT-Datensatzes wurden 2D und 3D Inversionen durchgef{\"u}hrt. Die so erhaltenen elektrischen Leitf{\"a}higkeitsmodelle zeigen eine gute {\"U}bereinstimmung mit den kartierten, geologischen Strukturen. Die Gesteine des BGB weisen in den Modellen hohe Widerst{\"a}nde auf und sind deutlich von leitf{\"a}higen benachbarten geologischen Strukturen abgegrenzt. Verwerfungszonen korrelieren mit leitf{\"a}higen Strukturen, die sich bis in eine Tiefe von 5 bis 10 km erstrecken. Eine Fortsetzung der Verwerfungszonen {\"u}ber die s{\"u}dliche Grenze des BGB wird in den 2D-Ergebnissen angedeutet. Insgesamt zeigen die Inversionsmodelle, dass vermutlich sowohl plattentektonische als auch vertikaltektonische Prozesse bei der Entstehung des BGB eine wichtige Rolle spielten.},
  language  = {en}
}