@phdthesis{Sobiesiak2004,
  author    = {Sobiesiak, Monika},
  title     = {Fault plane structure of the 1995 Antofagasta Earthquake (Chile) derived from local seismological parameters},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2430},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Fault planes of large earthquakes incorporate inhomogeneous structures. This can be observed in teleseismic studies through the spatial distribution of slip and seismic moment release caused by the mainshock. Both parameters are often concentrated on patches on the fault plane with much higher values for slip and moment release than their adjacent areas. These patches are called asperities which obviously have a strong influence on the mainshock rupture propagation. Condition and properties of structures in the fault plane area, which are responsible for the evolution of such asperities or their significance on damage distributions of future earthquakes, are still not well understood and subject to recent geo-scientific studies. In the presented thesis asperity structures are identified on the fault plane of the Mw=8.0 Antofagasta earthquake in northern Chile which occurred on 30th of July, 1995. It was a thrust-type event in the seismogenic zone between the subducting pacific Nazca plate and the overriding South American plate. In cooperation of the German Task Force for Earthquakes and the CINCA'95 project a network of up to 44 seismic stations was set up to record the aftershock sequence. The seaward extension of the network with 9 OBH stations increased significantly the precision of hypocenter determinations. They were distributed mainly on the fault plane itself around the city of Antofagasta and Mejillones Peninsula. The asperity structures were recognized here by the spatial variations of local seismological parameters; at first by the spatial distribution of the seismic b-value on the fault plane, derived from the magnitude-frequency relation of Gutenberg-Richter. The correlation of this b-value map with other parameters like the mainshock source time function, the gravity isostatic residual anomalies, the aftershock radiated seismic energy distribution and the vp/vs ratios from a local earthquake tomograhpy study revealed some ideas about the composition and asperity generating processes. The investigation of 295 aftershock focal mechanism solutions supported the resulting fault plane structure and proposed a 3D similar stress state in the area of the Antofagasta fault plane.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schodlok2004,
  author    = {Schodlok, Martin C.},
  title     = {Quantitative Analysen magmatischer Gesteine mittels reflexionsspektroskopischer Infrarot-Messungen},
  pages     = {IX, 127 S. : graph. Darst.},
  year      = {2004},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Maercklin2004,
  author    = {Maercklin, Nils},
  title     = {Seismic structure of the Arava Fault, Dead Sea Transform},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001469},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Ein transversales St{\"o}rungssystem im Nahen Osten, die Dead Sea Transform (DST), trennt die Arabische Platte von der Sinai-Mikroplatte und erstreckt sich von S{\"u}den nach Norden vom Extensionsgebiet im Roten Meer {\"u}ber das Tote Meer bis zur Taurus-Zagros Kollisionszone. Die sinistrale DST bildete sich im Mioz{\"a}n vor etwa 17 Ma und steht mit dem Aufbrechen des Afro-Arabischen Kontinents in Verbindung. Das Untersuchungsgebiet liegt im Arava Tal zwischen Totem und Rotem Meer, mittig {\"u}ber der Arava St{\"o}rung (Arava Fault, AF), die hier den Hauptast der DST bildet. Eine Reihe seismischer Experimente, aufgebaut aus k{\"u}nstlichen Quellen, linearen Profilen {\"u}ber die St{\"o}rung und entsprechend entworfenen Empf{\"a}nger-Arrays, zeigt die Untergrundstruktur in der Umgebung der AF und der Verwerfungszone selbst bis in eine Tiefe von 3-4 km. Ein tomographisch bestimmtes Modell der seismischen Geschwindigkeiten von P-Wellen zeigt einen starken Kontrast nahe der AF mit niedrigeren Geschwindigkeiten auf der westlichen Seite als im Osten. Scherwellen lokaler Erdbeben liefern ein mittleres P-zu-S Geschwindigkeitsverh{\"a}ltnis und es gibt Anzeichen f{\"u}r {\"A}nderungen {\"u}ber die St{\"o}rung hinweg. Hoch aufgel{\"o}ste tomographische Geschwindigkeitsmodelle best{\"a}tigen der Verlauf der AF und stimmen gut mit der Oberfl{\"a}chengeologie {\"u}berein. Modelle des elektrischen Widerstands aus magnetotellurischen Messungen im selben Gebiet zeigen eine leitf{\"a}hige Schicht westlich der AF, schlecht leitendes Material {\"o}stlich davon und einen starken Kontrast nahe der AF, die den Fluss von Fluiden von einer Seite zur anderen zu verhindern scheint. Die Korrelation seismischer Geschwindigkeiten und elektrischer Widerst{\"a}nde erlaubt eine Charakterisierung verschiedener Lithologien im Untergrund aus deren physikalischen Eigenschaften. Die westliche Seite l{\"a}sst sich durch eine geschichtete Struktur beschreiben, wogegen die {\"o}stliche Seite eher einheitlich erscheint. Die senkrechte Grenze zwischen den westlichen Einheiten und der {\"o}stlichen scheint gegen{\"u}ber der Oberfl{\"a}chenauspr{\"a}gung der AF nach Osten verschoben zu sein. Eine Modellierung von seismischen Reflexionen an einer St{\"o}rung deutet an, dass die Grenze zwischen niedrigen und hohen Geschwindigkeiten eher scharf ist, sich aber durch eine raue Oberfl{\"a}che auf der L{\"a}ngenskala einiger hundert Meter auszeichnen kann, was die Streuung seismischer Wellen beg{\"u}nstigte. Das verwendete Abbildungsverfahren (Migrationsverfahren) f{\"u}r seismische Streuk{\"o}rper basiert auf Array Beamforming und der Koh{\"a}renzanalyse P-zu-P gestreuter seismischer Phasen. Eine sorgf{\"a}ltige Bestimmung der Aufl{\"o}sung sichert zuverl{\"a}ssige Abbildungsergebnisse. Die niedrigen Geschwindigkeiten im Westen entsprechen der jungen sediment{\"a}ren F{\"u}llung im Arava Tal, und die hohen Geschwindigkeiten stehen mit den dortigen pr{\"a}kambrischen Magmatiten in Verbindung. Eine 7 km lange Zone seismischer Streuung (Reflektor) ist gegen{\"u}ber der an der Oberfl{\"a}che sichtbaren AF um 1 km nach Osten verschoben und l{\"a}sst sich im Tiefenbereich von 1 km bis 4 km abbilden. Dieser Reflektor markiert die Grenze zwischen zwei lithologischen Bl{\"o}cken, die vermutlich wegen des horizontalen Versatzes entlang der DST nebeneinander zu liegen kamen. Diese Interpretation als lithologische Grenze wird durch die gemeinsame Auswertung der seismischen und magnetotellurischen Modelle gest{\"u}tzt. Die Grenze ist m{\"o}glicherweise ein Ast der AF, der versetzt gegen{\"u}ber des heutigen, aktiven Asts verl{\"a}uft. Der Gesamtversatz der DST k{\"o}nnte r{\"a}umlich und zeitlich auf diese beiden {\"A}ste und m{\"o}glicherweise auch auf andere St{\"o}rungen in dem Gebiet verteilt sein.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kesten2004,
  author    = {Kesten, Dagmar},
  title     = {Structural observations at the southern Dead Sea Transform from seismic reflection data and ASTER satellite images},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001807},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die folgende Arbeit ist Teil des multidisziplin{\"a}ren Projektes DESERT (DEad SEa Rift Transect), welches seit dem Jahr 2000 im Nahen Osten durchgef{\"u}hrt wird. Dabei geht es prim{\"a}r um die Struktur der s{\"u}dlichen Dead Sea Transform (DST; Tote-Meer-Transformst{\"o}rung), Plattengrenze zwischen Afrika (Sinai) und der Arabischen Mikroplatte. Seit dem Mioz{\"a}n betr{\"a}gt der sinistrale Versatz an dieser bedeutenden aktiven Blattverschiebung mehr als 100 km. Das steilwinkelseismische (NVR) Experiment von DESERT querte die DST im Arava Tal zwischen Rotem Meer und Totem Meer, wo die Hauptst{\"o}rung auch Arava Fault genannt wird. Das 100 km lange Profil erstreckte sich von Sede Boqer/Israel im Nordwesten nach Ma'an/Jordanien im S{\"u}dosten und f{\"a}llt mit dem zentralen Teil einer weitwinkelseismischen Profillinie zusammen. Steilwinkelseismische Messungen stellen bei der Bestimmung der Krustenstruktur bis zur Krusten/Mantel-Grenze ein wichtiges Instrument dar. Obwohl es kaum m{\"o}glich ist, steilstehende St{\"o}rungszonen direkt abzubilden, geben abrupte Ver{\"a}nderungen des Reflektivit{\"a}tsmuster oder pl{\"o}tzlich endende Reflektoren indirekte Hinweise auf Transformbewegung. Da bis zum DESERT Experiment keine anderen reflexionsseismischen Messungen {\"u}ber die DST ausgef{\"u}hrt worden waren, waren wichtige Aspekte dieser Transform-Plattengrenze und der damit verbundenen Krustenstruktur nicht bekannt. Mit dem Projekt sollte deshalb untersucht werden, wie sich die DST sowohl in der oberen als auch in der unteren Kruste manifestiert. Zu den Fragestellungen geh{\"o}rte unter anderem, ob sich die DST bis in den Mantel fortsetzt und ob ein Versatz der Krusten/Mantel-Grenze beobachtet werden kann. So ein Versatz ist von anderen großen Transformst{\"o}rungen bekannt. In der vorliegenden Arbeit werden zun{\"a}chst die Methode der Steilwinkelseismik und die Datenverarbeitung kurz erl{\"a}utert, bevor die Daten geologisch interpretiert werden. Bei der Interpetation werden die Ergebnisse anderer relevanter Studien ber{\"u}cksichtigt. Geologische Gel{\"a}ndearbeiten im Gebiet des NVR Profiles ergaben, dass die Arava Fault zum Teil charakterisiert ist durch niedrige Steilstufen in den neogenen Sedimenten, durch kleine Druckr{\"u}cken oder Rhomb-Gr{\"a}ben. Ein typischer Aufbau der St{\"o}rungszone mit einem St{\"o}rungskern, einer st{\"o}rungsbezogenen Deformationszone und einem undeformierten Ausgangsgestein, wie er von anderen großen St{\"o}rungszonen beschrieben worden ist, konnte nicht gefunden werden. Deshalb wurden zur Erg{\"a}nzung der Reflexionsseismik, welche vor allem die tieferen Krustenstrukturen abbildet, ASTER (Advanced Spacebourne Thermal Emission and Reflection Radiometer) Satellitendaten herangezogen, um oberfl{\"a}chennahe Deformation und neotektonische Aktivit{\"a}t zu bestimmen.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hahne2004,
  author    = {Hahne, Kai},
  title     = {Detektion eines mesozoischen Gangschwarmes in NW Namibia und Rekonstruktion regionaler Spannungszust{\"a}nde w{\"a}hrend der S{\"u}datlantik{\"o}ffnung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001687},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Gangschw{\"a}rme nehmen eine bedeutende Stellung im Verst{\"a}ndnis zur kontinentalen Fragmentierung ein. Einerseits markieren sie das Pal{\"a}o-Spannungsfeld und helfen bei der Rekonstruktion der strukturellen Entwicklung der gedehnten Lithosph{\"a}re, andererseits gibt ihre petrologische Beschaffenheit Aufschluß {\"u}ber die Entstehung des Magmas, Aufstieg und Platznahme und schließlich erlaubt ihre Altersbestimmung die Rekonstruktion einer chronologischen Reihenfolge magmatischer und struktureller Ereignisse. Das Arbeitsgebiet im namibianischen Henties Bay-Outjo Dike swarm (HOD) war zur Zeit der Unterkreide einem Rifting mit intensiver Platznahme von {\"u}berwiegend mafischen G{\"a}ngen unterworfen. Geochemische Signaturen weisen die G{\"a}nge als erodierte F{\"o}rderkan{\"a}le der Etendeka Plateaubasalte aus. Durch den Einsatz von hochaufl{\"o}senden Aeromagnetik- und Satellitendaten war es m{\"o}glich, die Geometrie des Gangschwarmes erstmals detailliert synoptisch zu erfassen. Viele zu den Schichten des Grundgebirges foliationsparallel verlaufende magnetische Anomalien k{\"o}nnen unaufgeschlossenen kretazischen Intrusionen zugeordnet werden. Bei der nach Norden propagierenden S{\"u}datlantik{\"o}ffnung spielte die unterschiedliche strukturelle Vorzeichnung durch die neoproterozoischen Falteng{\"u}rtel sowie Lithologie und Spannungsfeld des Angola Kratons eine bedeutende Rolle. Im k{\"u}stennahen zentralen Bereich war dank der Vorzeichnung des Nordost streichenden Damara-Falteng{\"u}rtels ein Rifting in Nordwest-S{\"u}dost-Richtung dominierend, bis das Angola Kraton ein weiteres Fortscheiten nach Nordosten hemmte und die Vorzeichnung des Nordwest streichenden Kaoko-Falteng{\"u}rtels an der Westgrenze den weiteren Riftverlauf und die letztendlich erfolgreiche {\"O}ffnung des S{\"u}datlantiks bestimmte. Aus diesem Grund kann das Gebiet des HOD als ein failed rift betrachtet werden. Die Entwicklung des Spannungsfeldes im HOD kann folgendermaßen skizziert werden: 1. Platznahme von G{\"a}ngen bei gleichzeitig hoher Dehnungsrate und hohem Magmenfluß. 2. Platznahme von Zentralvulkanen entlang reaktivierter pal{\"a}ozoischer Lineamente bei Abnahme der Dehnungsrate und fortbestehendem hohen Magmenfluß. 3. Abnahme/Versiegen des Magmenflusses und neotektonische Bewegungen f{\"u}hren zur Bildung von Halbgr{\"a}ben.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Demory2004,
  author    = {Demory, Fran{\c{c}}ois},
  title     = {Paleomagnetic dating of climatic events in Late Quaternary sediments of Lake Baikal (Siberia)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001720},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Der Baikalsee ist ein ideales Klimaarchiv f{\"u}r die Mitte Eurasiens. In dieser Arbeit wurde gesteinsmagnetische und paleomagnetische Analysen an hemipelagischen Sequenzen von vier Lokationen analysiert. Die Kerne erreichen ein Alter von maximal 300 ky. In Kombination mit TEM, XRD, XRF und geochemischen Analysen zeigt die gesteinsmagnetische Studie, dass detritischer Magnetit das magnetische Signal der glazialen Sedimente dominiert. Die magnetischen Signale der interglazialen Sedimente wurden durch diagenetische Prozesse ver{\"a}ndert. Mittels HIRM k{\"o}nnen H{\"a}matit und Goethit quantifiziert werden. Diese Methode eignet sich, den detritischen Eintrag in den Baikalsee abzusch{\"a}tzen. Relative Paleointensit{\"a}ten des Erdmagnetfeldes ergaben reproduizerbare Muster, welche in Korrelation mit gutdatierten Referenzproben die Ableitung eines alternativen Altersmodells f{\"u}r die Datierung der Baikalsedimente erm{\"o}glichten. Bei Anwendung des paleomagnetischen Altersmodells beobachtet man, dass die Abk{\"u}hlung im Baikalgebiet und im Oberfl{\"a}chenwasser des Nordatlantiks wie sie aus den \&\#948;18 O-Werten planktonischer Foraminiferen abgeleitet werden kann, zeitgleich ist. Wird das aus benthischen \&\#948;18 O-Werten abgeleitete Altermdodell auf den Baikalsee angewandt, ergibt sich eine deutliche Zeitverschiebung. Das benthische Altersmodell repr{\"a}sentiert die globale Ver{\"a}nderung des Eisvolumens, welche sp{\"a}ter als die V{\"a}nderung der Oberfl{\"a}chenwassertemperatur auftritt. Die Kompilation paleomagnetischer Kurven ergab eine neue relative Paleointensit{\"a}tskurve \“Baikal 200\”. Mittels Korngr{\"o}ssenanalyse des Detritus konnten drei Faziestypen mit unterschiedlicher Sedimentationsdynamik unterschieden werden: 1) Glaziale Peroiden werden durch hohe Tongehalte infolge von Windeintrag und durch grobe Sandfraktion mittels Transport durch lokale Winde {\"u}ber das Eis charakterisiert. Dieser Faziestyp deutet auf arides Klima. 2) W{\"a}hrend der Glazial/Interglazial-{\"U}berg{\"a}nge steigt die Siltfraktion an. Dies deutet auf erh{\"o}hte Feuchtigkeit und damit verbunden erh{\"o}hte Sedimentdynamik. Windtransport und in den Schnee der Eisdecke eingetragener Staub sind die vorherrschenden Prozesse, welche den Silt in hemipelagischer Position zur Ablagerung bringen. 3) W{\"a}hrend des klimatischen Optimum des Eeemian werden Gr{\"o}sse und Quantit{\"a}t des Silts minimal, was auf eine geschlossene Vegetationsdecke im Hinterland deutet.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bookhagen2004,
  author    = {Bookhagen, Bodo},
  title     = {Late quaternary climate changes and landscape evolution in the Northwest Himalaya : geomorphologic processes in the Indian Summer Monsoon Domain},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001956},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {The India-Eurasia continental collision zone provides a spectacular example of active mountain building and climatic forcing. In order to quantify the critically important process of mass removal, I analyzed spatial and temporal precipitation patterns of the oscillating monsoon system and their geomorphic imprints. I processed passive microwave satellite data to derive high-resolution rainfall estimates for the last decade and identified an abnormal monsoon year in 2002. During this year, precipitation migrated far into the Sutlej Valley in the northwestern part of the Himalaya and reached regions behind orographic barriers that are normally arid. There, sediment flux, mean basin denudation rates, and channel-forming processes such as erosion by debris-flows increased significantly. Similarly, during the late Pleistocene and early Holocene, solar forcing increased the strength of the Indian summer monsoon for several millennia and presumably lead to analogous precipitation distribution as were observed during 2002. However, the persistent humid conditions in the steep, high-elevation parts of the Sutlej River resulted in deep-seated landsliding. Landslides were exceptionally large, mainly due to two processes that I infer for this time: At the onset of the intensified monsoon at 9.7 ka BP heavy rainfall and high river discharge removed material stored along the river, and lowered the baselevel. Second, enhanced discharge, sediment flux, and increased pore-water pressures along the hillslopes eventually lead to exceptionally large landslides that have not been observed in other periods. The excess sediments that were removed from the upstream parts of the Sutlej Valley were rapidly deposited in the low-gradient sectors of the lower Sutlej River. Timing of downcutting correlates with centennial-long weaker monsoon periods that were characterized by lower rainfall. I explain this relationship by taking sediment flux and rainfall dynamics into account: High sediment flux derived from the upstream parts of the Sutlej River during strong monsoon phases prevents fluvial incision due to oversaturation the fluvial sediment-transport capacity. In contrast, weaker monsoons result in a lower sediment flux that allows incision in the low-elevation parts of the Sutlej River.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Backers2004,
  author    = {Backers, Tobias},
  title     = {Fracture toughness determination and micromechanics of rock under Mode I and Mode II loading},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2294},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {This thesis work describes a new experimental method for the determination of Mode II (shear) fracture toughness, KIIC of rock and compares the outcome to results from Mode I (tensile) fracture toughness, KIC, testing using the International Society of Rock Mechanics Chevron-Bend method.Critical Mode I fracture growth at ambient conditions was studied by carrying out a series of experiments on a sandstone at different loading rates. The mechanical and microstructural data show that time- and loading rate dependent crack growth occurs in the test material at constant energy requirement.The newly developed set-up for determination of the Mode II fracture toughness is called the Punch-Through Shear test. Notches were drilled to the end surfaces of core samples. An axial load punches down the central cylinder introducing a shear load in the remaining rock bridge. To the mantle of the cores a confining pressure may be applied. The application of confining pressure favours the growth of Mode II fractures as large pressures suppress the growth of tensile cracks.Variation of geometrical parameters leads to an optimisation of the PTS- geometry. Increase of normal load on the shear zone increases KIIC bi-linear. High slope is observed at low confining pressures; at pressures above 30 MPa low slope increase is evident. The maximum confining pressure applied is 70 MPa. The evolution of fracturing and its change with confining pressure is described.The existence of Mode II fracture in rock is a matter of debate in the literature. Comparison of the results from Mode I and Mode II testing, mainly regarding the resulting fracture pattern, and correlation analysis of KIC and KIIC to physico-mechanical parameters emphasised the differences between the response of rock to Mode I and Mode II loading. On the microscale, neither the fractures resulting from Mode I the Mode II loading are pure mode fractures. On macroscopic scale, Mode I and Mode II do exist.},
  language  = {en}
}