@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{Rosner2003,
  author    = {Rosner, Martin Siegfried},
  title     = {Boron as a tracer for material transfer in subduction zones},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000899},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {Sp{\"a}t-mioz{\"a}ne bis quart{\"a}re Vulkanite der vulkanischen Front und der Back-arc Region der Zentralen Vulkanischen Zone in den Anden weisen eine weite Spannbreite von delta 11B Werten (+4 bis \–7 \‰) and Borkonzentrationen (6 bis 60 ppm) auf. Die positiven delta 11B Werte der Vulkanite der vulkanischen Front zeigen eine Beteiligung einer 11B-reichen Komponente am Aufbau der andinen Vulkanite, die am wahrscheinlichsten aus Fluiden der alterierten ozeanischen Kruste der abtauchenden Nazca-Platte stammt. Diese Beobachtung macht einen alleinigen Ursprung der untersuchten Laven aus der kontinentalen Kruste und/oder dem Mantelkeil unwahrscheinlich. Der Trend zu systematisch negativeren delta 11B Werten und kleineren B/Nb Verh{\"a}ltnissen von der vulkanischen Front zum Back-arc wird als Resultat einer Borisotopenfraktionierung einhergehend mit einer stetigen Abnahme der Fluidkomponente und einer relativ konstanten krustalen Kontamination, die sich durch relativ gleichbleibende Sr, Nd und Pb Isotopenverh{\"a}ltnisse ausdr{\"u}ckt, interpretiert. Weil die delta 11B Variation {\"u}ber den andinen vulkanischen Bogen sehr gut mit einer modellierten, sich als Funktion der Temperatur dynamisch ver{\"a}ndernden, Zusammensetzung des Subduktionszonenfluides {\"u}bereinstimmt, folgern wir, dass die Borisotopenzusammensetzung von Arc-Vulkaniten durch die sich dynamisch {\"a}ndernde delta 11B Signatur eines Bor-reichen Subduktionsfluides bestimmt ird. Durch die Abnahme dieses Subduktionsfluides w{\"a}hrend der Subduktion nimmt der Einfluss der krustalen Kontamination auf die Borisotopie der Arc-Vulkanite im Back-arc zu. In Anbetracht der Borisotopenfraktionierung m{\"u}ssen hohe delta 11B Werte von Arc-Vulkaniten nicht notwendigerweise Unterschiede in der initialen Zusammensetzung der subduzierten Platte reflektieren. Eine Dreikomponenten Mischungskalkulation zwischen Subduktionsfluid, dem Mantelkeil und der kontinentalen Kruste, die auf Bor-, Strontium- und Neodymiumisotopendaten beruht, zeigt, dass das Subduktionsfluid die Borisotopie des fertilen Mantels dominiert und, dass die prim{\"a}ren Arc-Magmen durchschnittlich einen Anteil von 15 bis 30 \% krustalem Materiales aufweisen.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kito2003,
  author    = {Kito, Tadashi},
  title     = {Heterogeneities in the D\” layer beneath the southwestern Pacific inferred from anomalous P- and S-waves},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000847},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die P- und S-Wellen-Geschwindigkeitsstruktur der D\” Schicht unter dem s{\"u}dwestlichen Pazifik wurde mittels kurzperiodischer Daten von 12 Tiefbeben in der Tonga-Fiji-Region untersucht, die vom J-Array und Hi-net-Array in Japan registriert wurden. Es wurde f{\"u}r Punktstreuer und ebene Schichten migriert, um schwache Signale zu extrahieren, die an relativ kleinr{\"a}umigen Heterogenit{\"a}ten des unteren Mantels entstehen. Um eine h{\"o}here Aufl{\"o}sung zu erzielen, wurde die Double Array-Methode (DAM) verwendet, die Empf{\"a}ngerarray und Quellarray gleichzeitig nutzt. Hierbei ist auch das Phase-Weighted Stack-Verfahren angewendet worden, um inkoh{\"a}rentes Rauschen zu reduzieren und somit schwache koh{\"a}rente Signale aus dem unteren Mantel aufzul{\"o}sen. Das Ergebnis der Ebenen-Schichten-Methode (RWB) zeigt, dass sich in der D\”-Schicht negative Geschwindigkeitsdiskontinuit{\"a}ten mit P-Wellen Geschwindigkeitskontrasten von h{\"o}chstens \–1 \% in den Tiefen von 2520 km und 2650 km befinden. Zus{\"a}tzlich befindet sich eine positive Geschwindigkeitsdiskontinuit{\"a}ten in der Tiefe von 2800 km. Bei den S Wellen treten Geschwindigkeitsdiskontinuit{\"a}ten in einer Tiefe von etwa 2550 km und 2850 km auf. Die scheinbare Verschiebung (50 km) der S-Wellen-Geschwindigkeitsdiskontinuit{\"a}t in der Tiefe von 2850 km deutet darauf hin, daß die S-Wellen-Geschwindigkeitsreduktion im unteren Mantel 2-3 mal st{\"a}rker ist als die P- Wellen-Geschwindigkeitsreduktion. Ein zweidimensionaler Querschnitt, der mittels der RWB Methode und der Aufspaltung des Gesamtempf{\"a}ngerarrays in Subarrays gewonnen wurde, deutet darauf hin, dass die beobachteten Diskontinuit{\"a}ten als intermittierende laterale Heterogenit{\"a}ten mit einer Wellenl{\"a}nge von einigen hundert km charakterisiert werden k{\"o}nnen. Die Kern-Mantel-Grenze (KMG) weist m{\"o}glicherweise Undulationen mit einer Amplitude von 10 km auf. Die Migration weist nur schwache Hinweise f{\"u}r r{\"a}umliche Streuk{\"o}rper auf. Die in der Migration abgebildeten heterogenen Regionen korrespondieren mit den mittels der RWB Methode gefundenen seismischen Diskontinuit{\"a}ten. Bei den gefundenen Heterogenit{\"a}ten k{\"o}nnte es sich um einen Teil eines aufsteigenden heißen Stroms unter dem s{\"u}dwestlichen Pazifik handeln.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{John2003,
  author    = {John, C{\´e}dric Micha{\"e}l},
  title     = {Miocene climate as recorded on slope carbonates : examples from Malta (Central Mediterranean) and Northeastern Australia (Marion Plateau, ODP LEG 194)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000820},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden die Hangkarbonate von zwei mioz{\"a}nen heterozoischen Karbonatsystemen n{\"a}her untersucht: die Malta Inselgruppe (zentrales Mittelmeer) und das Marion Plateau (Nordost Australien, ODP Leg 194). Die Auswirkungen der mittelmioz{\"a}nen Abk{\"u}hlung (Mi3), die auf 13.6 Ma datiert wird und starken Einfluß auf die Sauerstoffisotopenkurve hatte, in den oben genannten Flachwassersystemen stellten das Ziel dieser Arbeit dar. Dieses Abk{\"u}hlungsereignis beeinflußte außerdem sehr stark die ozeanographischen und klimatischen Muster, die im weiteren Verlauf zum modernen Eishausklima f{\"u}hrten. So steht insbesondere die Vereisung von Ostantarktika mit diesem Ereignis in Verbindung. Diese Arbeit untersucht den Einfluß dieses Ereignisses auf Flachwassersysteme, um vorliegende Untersuchungen in Tiefwassersystemen zu erg{\"a}nzen und so zum globalen Verst{\"a}ndnis des mioz{\"a}nen Klimawechsels beizutragen. Die Profile auf der Maltainselgruppe wurden mit Hilfe von Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen Auswertungen im Gesamtgestein, Gesamtgesteinmineralogie, Tonmineralanalyse und organischer Geochemie untersucht. Durch einen Wechsel von karbonatischeren zu tonigeren Sedimenten beeinflußte das mittelmioz{\"a}ne Abk{\"u}hlungsereignis die Sedimentation in diesem Gebiet sehr stark. Weiterhin wurde beobachtet, daß jede Phase der antarktischen Vereisung, nicht nur das mittelmioz{\"a}ne Hauptereignis, zu einem erh{\"o}hten terrigenen Eintrag in den Hangsedimenten der Maltainselgruppe f{\"u}hrte. Akkumulationsraten zeigen, daß dieser erh{\"o}hte terrigene Eintrag den einzelnen Vereisungsperioden zusammenh{\"a}ngt und die karbonatischen Sedimente durch tonreiche Sedimente \“verunreinigt\” wurden. Das daraufhin entwickelte Modell erkl{\"a}rt diesen erh{\"o}hten terrigenen Eintrag mit einer nordw{\"a}rtigen Verlagerung der innertropischen Konvergenzzone durch die Bildung von kalten, dichten Luftmassen, die zu verst{\"a}rkten Niederschl{\"a}gen in Nordafrika f{\"u}hrten. Diese verst{\"a}rkten Niederschl{\"a}ge (oder verst{\"a}rkter afrikanischer Monsun) beeinflußten die kontinentale Verwitterung und den Eintrag, mit der Folge, daß verst{\"a}rkt terrigene Sedimente im Bereich der Hangsedimente der Maltainselgruppe abgelagert wurden. Die tonreichen Intervalle weisen {\"A}hnlichkeiten zu sapropelischen Ablagerungen auf, was mit Hilfe der Spektral analyse des Karbonatgehalts und der geochemischen Analyse des organischen Materials gezeigt wurde. Auf dem Marion Plateau wurden die Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopenkurven anhand von Foraminiferen der Gattung Cibicidoides spp. rekonstruiert. Der Karbonatgehalt wurde mit Hilfe einer chemischen Methode (Coulometer) ermittelt. Genauso wie die Sedimente der Maltainselgruppe beeinflußte das mittelmioz{\"a}ne Abk{\"u}hlungsereignis (Mi3) auch die Sedimente auf dem Marion Plateau. So kam es bei 13,8 Ma, in etwa zur Zeit der Vereisung von Ostantarktika, zu einem Abfall der Karbonatakkumulationsraten. Weiterhin traten {\"A}nderungen in der Zusammensetzung der Sedimente auf, so nehmen neritische Karbonatfragmente ab, der planktische Foraminiferengehalt nimmt zu und es wurden verst{\"a}rkt Quarz und Glaukonit abgelagert. Ein {\"u}berraschendes Ergebnis ist die Tatsache, daß der große N12-N14 Meeresspiegelabfall um 11,5 Ma die Akkumulationsraten der Karbonate auf dem Hang nicht beeinflußte. Dieses Ergebnis ist umso erstaunlicher, da Karbonatplattformen normalerweise sehr sensitiv auf Meeresspiegel{\"a}nderungen reagieren. Der Grund, warum sich die Karbonatakkumulationsraten schon um 13,6 Ma (Mi3) und nicht erst um 11,5 Ma (N12-N14) verringerten, liegt in der Tatsache, daß die ozeanischen Str{\"o}mungen die Karbonatsedimentation auf dem Hang des Marion Plateau schon im Mioz{\"a}n kontrollierten. Das mittelmioz{\"a}ne Ereignis (Mi3) erh{\"o}hte die St{\"a}rke diese Str{\"o}mungen und als eine Ursache wurde die Karbonatakkumulation auf den H{\"a}ngen reduziert. Die Amplitude des N12-N14 Meeresspiegelabfalls liegt bei 90 m unter der Ber{\"u}cksichtigung der Sauerstoffisotopendaten aus der Tiefsee und Berechnungen des Meeresspiegels anhand des \“coastal onlaps\”, die w{\"a}hrend Leg 194 gemacht wurden. Die Isotopendaten dieser Arbeit weisen hingegen auf einen verringerten Meeresspiegelabfall von 70 m hin. Als allgemeine Schlußfolgerung kann gesagt werden, daß der mittelmioz{\"a}ne Klimaumschwung die Karbonatsysteme zumindest an den beiden untersuchten Lokalit{\"a}ten beeinflußt hat. Allerdings waren die Auswirkungen sehr von den unterschiedlichen lokalen Gegebenheiten abh{\"a}ngig. Insbesondere wirkten sich die Anwesenheit einer Landmasse (Malta) und die Abwesenheit einer Barriere vor den Einfl{\"u}ssen des offenen Ozeans (Marion Plateau) stark auf die Ablagerung der Karbonate aus.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{HoffmannRothe2002,
  author    = {Hoffmann-Rothe, Arne},
  title     = {Combined structural and magnetotelluric investigation across the West Fault Zone in northern Chile},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000569},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2002},
  abstract  = {Untersuchungen zur internen Architektur von großen St{\"o}rungszonen beschr{\"a}nken sich {\"u}blicherweise auf die, an der Erdoberfl{\"a}che aufgeschlossene, st{\"o}rungsbezogene Deformation. Eine Methode, die es erm{\"o}glicht, Informationen {\"u}ber die Tiefenfortsetzung einer St{\"o}rung zu erhalten, ist die Abbildung der elektrischen Leitf{\"a}higkeit des Untergrundes. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der kombinierten strukturgeologischen und magnetotellurischen Untersuchung eines Segmentes der 'West Fault'-St{\"o}rung in den nordchilenischen Anden. Die West Fault ist ein Abschnitt des {\"u}ber 2000 km langen Pr{\"a}kordilleren-St{\"o}rungssystem, welches im Zusammenhang mit der Subduktion vor der s{\"u}damerikanischen Westk{\"u}ste entstanden ist. Die Aktivit{\"a}t dieses St{\"o}rungssystems reichte vom Eoz{\"a}n bis in das Quart{\"a}r. Der Verlauf der West Fault ist im Untersuchungsgebiet (22\&\#176;04'S, 68\&\#176;53'W) an der Oberfl{\"a}che klar definiert und weist {\"u}ber viele zehner Kilometer eine konstante Streichrichtung auf. Die Aufschlussbedingungen und die Morphologie des Arbeitsgebietes sind ideal f{\"u}r kombinierte Untersuchungen der st{\"o}rungsbezogenen Deformation und der elektrischen Leitf{\"a}higkeit des Untergrundes mit Hilfe magnetotellurischer Experimente (MT) und der erdmagnetischen Tiefensondierung (GDS). Ziel der Untersuchungen war es, eine m{\"o}gliche Korrelation der beiden Meßmethoden herauszuarbeiten, und die interne St{\"o}rungsarchitektur der West Fault umfassend zu beschreiben. Die Interpretation von Spr{\"o}dbruch-Strukturen (kleinmaßst{\"a}bliche St{\"o}rungen sowie St{\"o}rungsfl{\"a}chen mit/ohne Bewegungslineationen) im Untersuchungsgebiet weist auf {\"u}berwiegend seitenverschiebende Deformation entlang von subvertikal orientierten Scherfl{\"a}chen hin. Dextrale und sinistrale Bewegungsrichtungen k{\"o}nnen innerhalb der St{\"o}rungszone best{\"a}tigt werden, was auf Reaktivierungen des St{\"o}rungssystems schliessen l{\"a}ßt. Die j{\"u}ngsten Deformationen im Arbeitsgebiet haben dehnenden Charakter, wobei die kinematische Analyse eine unterschiedliche Orientierung der Extensionsrichtung beiderseits der St{\"o}rung andeutet. Die Bruchfl{\"a}chendichte nimmt mit Ann{\"a}herung an die St{\"o}rung zu und zeichnet einen etwa 1000 m breiten Bereich erh{\"o}hter Deformationsintensit{\"a}t um die St{\"o}rungsspur aus (damage zone). Im Zentrum dieser Zone weist das Gestein eine intensive Alteration und Brekzierung auf, die sich {\"u}ber eine Breite von etwa 400 m erstreckt. Kleine St{\"o}rungen und Scherfl{\"a}chen in diesem zentralen Abschnitt der St{\"o}rung fallen {\"u}berwiegend steil nach Osten ein (70-80\&\#176;). Innerhalb desselben Arbeitsgebietes wurde ein 4 km langes MT/GDS Profil vermessen, welches senkrecht zum Streichen der West Fault verl{\"a}uft. F{\"u}r die zentralen 2 km dieses Hauptprofils betr{\"a}gt der Abstand der Meßstationen jeweils 100 m. Ein weiteres Profil, bestehend aus 9 Stationen mit einem Abstand von 300 m zueinander, quert die St{\"o}rung einige Kilometer entfernt vom eigentlichen Arbeitsgebiet. Die Aufzeichnung der Daten erfolgte mit vier S.P.A.M MkIII Apparaturen in einem Frequenzbereich von 1000 Hz bis 0.001 Hz. In den GDS Daten beider Profile ist die St{\"o}rung f{\"u}r Frequenzen >1 Hz deutlich abgebildet: Die Induktionspfeile kennzeichnen eine mehrere hundert Meter breite Zone erh{\"o}hter Leitf{\"a}higkeit, welche sich entlang der West Fault erstreckt. Die Dimensionalit{\"a}tsanalyse der MT Daten rechtfertigt die Anpassung der gemessenen Daten mit einem zwei-dimensionalen Modell f{\"u}r einen Frequenzbereich von 1000 Hz bis 0.1 Hz. In diesem Frequenzbereich, der eine Aufl{\"o}sung der Leitf{\"a}higkeitsstruktur bis mindestens 5 km Tiefe erm{\"o}glicht, l{\"a}ßt sich eine regionale geoelektrische Streichrichtung parallel zum Verlauf der West Fault nachweisen. Die Modellierung der MT Daten beruht auf einem Inversionsalgorithmus von Mackie et al. (1997). Leitf{\"a}higkeitsanomalien, die sich aus der Inversions-Modellierung ergeben, werden anhand von empirischen Sensitivit{\"a}tsstudien auf ihre Robustheit {\"u}berpr{\"u}ft. Dabei werden die Eigenschaften (Geometrie, Leitf{\"a}higkeit) der Strukturen systematisch variiert und sowohl Vorw{\"a}rts- als auch Inversionsrechnungen der modifizierten Modelle durchgef{\"u}hrt. Die jeweiligen Modellergebnisse werden auf ihre Konsistenz mit dem Ausgangsdatensatz {\"u}berpr{\"u}ft. Entlang beider MT Profile wird ein guter elektrischer Leiter im zentralen Abschnitt der West Fault aufgel{\"o}st, wobei die Bereiche erh{\"o}hter Leitf{\"a}higkeit {\"o}stlich der St{\"o}rungsspur liegen. F{\"u}r das dicht vermessene MT Profil ergibt sich eine Breite des St{\"o}rungsleiters von etwa 300 m sowie ein steiles Einfallen der Anomalie nach Osten (70\&\#176;). Der St{\"o}rungsleiter reicht bis in eine Tiefe von mindestens 1100 m, w{\"a}hrend die Modellierungsstudien auf eine maximale Tiefenerstreckung <2000 m hinweisen. Das Profil zeigt weitere leitf{\"a}hige Anomalien, deren Geometrie aber weniger genau aufgel{\"o}st ist. Die St{\"o}rungsleiter der beiden MT Profile stimmen in ihrer Position mit der Alterationszone {\"u}berein. Im zentralen Bereich des Hauptprofils korreliert dar{\"u}ber hinaus das Einfallen der Spr{\"o}dbruch-Strukturen und der Leitf{\"a}higkeitsanomalie. Dies weist darauf hin, daß die Erh{\"o}hung der Leitf{\"a}higkeit im Zusammenhang mit einem Netzwerk von Bruchstrukturen steht, welches m{\"o}gliche Wegsamkeiten f{\"u}r Fluide bietet. Der miteinander in Verbindung stehende Gesteins-Porenraum, der ben{\"o}tigt wird, um die gemessene Erh{\"o}hung der Leitf{\"a}higkeit durch Fluide im Gestein zu erkl{\"a}ren, kann anhand der Salinit{\"a}t einiger Grundwasserproben abgesch{\"a}tzt werden (Archies Gesetz). Wasserproben aus gr{\"o}ßerer Tiefe, weisen aufgrund intensiverer Fluid-Gesteins-Wechselwirkung eine h{\"o}here Salinit{\"a}t, und damit eine verbesserte Leitf{\"a}higkeit, auf. F{\"u}r eine Probe aus einer Tiefe von 200 m ergibt sich demnach eine ben{\"o}tigte Porosit{\"a}t im Bereich von 0.8\% - 4\%. Dies legt nahe, daß W{\"a}sser, die von der Oberfl{\"a}che in die Bruchzone der St{\"o}rung eindringen, ausreichen, um die beobachtete Leitf{\"a}higkeitserh{\"o}hung zu erkl{\"a}ren. Diese Deutung wird von der geochemischen Signatur von Gesteinsproben aus dem Alterationsbereich best{\"a}tigt, wonach die Alteration in einem Regime niedriger Temperatur (<95\&\#176;C) stattfand. Der Einfluß von aufsteigenden Tiefenw{\"a}ssern wurde hier nicht nachgewiesen. Die geringe Tiefenerstreckung des St{\"o}rungsleiters geht wahrscheinlich auf Verheilungs- und Zementationsprozesse der Bruchstrukturen zur{\"u}ck, die aufgrund der L{\"o}sung und F{\"a}llung von Mineralen in gr{\"o}ßerer Tiefe, und damit bei erh{\"o}hter Temperatur, aktiv sind. Der Vergleich der Untersuchungsergebnisse der zur Zeit seismisch inaktiven West Fault mit ver{\"o}ffentlichten Studien zur elektrischen Leitf{\"a}higkeitsstruktur der aktiven San Andreas St{\"o}rung, deutet darauf hin, daß die Tiefenerstreckung und die Leitf{\"a}higkeit von St{\"o}rungsleitern eine Funktion der St{\"o}rungsaktivit{\"a}t ist. Befindet sich eine St{\"o}rung in einem Stadium der Deformation, so bleibt das Bruchnetzwerk f{\"u}r Fluide permeabel und verhindert die Versiegelung desselben.},
  subject      = {Anden / St{\"o}rung <Geologie> / Strukturgeologie / Magnetotellurik / Chile <Nord>},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ohrnberger2001,
  author    = {Ohrnberger, Matthias},
  title     = {Continuous automatic classification of seismic signals of volcanic origin at Mt. Merapi, Java, Indonesia},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000028},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2001},
  abstract  = {Aufgrund seiner nahezu kontinuierlichen eruptiven Aktivit{\"a}t z{\"a}hlt der Merapi zu den gef{\"a}hrlichsten Vulkanen der Welt. Der Merapi befindet sich im Zentralteil der dicht bev{\"o}lkerten Insel Java (Indonesien). Selbst kleinere Ausbr{\"u}che des Merapi stellen deswegen eine große Gefahr f{\"u}r die ans{\"a}ssige Bev{\"o}lkerung in der Umgebung des Vulkans dar. Die am Merapi beobachtete enge Korrelation zwischen seismischer und vulkanischer Aktivit{\"a}t erlaubt es, mit Hilfe der {\"U}berwachung der seismischen Aktivit{\"a}t Ver{\"a}nderungen des Aktivit{\"a}tszustandes des Merapi zu erkennen. Ein System zur automatischen Detektion und Klassifizierung seismischer Ereignisse liefert einen wichtigen Beitrag f{\"u}r die schnelle Analyse der seismischen Aktivit{\"a}t. Im Falle eines bevorstehenden Ausbruchszyklus bedeutet dies ein wichtiges Hilfsmittel f{\"u}r die vor Ort ans{\"a}ssigen Wissenschaftler. In der vorliegenden Arbeit wird ein Mustererkennungsverfahren verwendet, um die Detektion und Klassifizierung seismischer Signale vulkanischen Urprunges aus den kontinuierlich aufgezeichneten Daten in Echtzeit zu bewerkstelligen. Der hier verwendete A nsatz der hidden Markov Modelle (HMM) wird motiviert durch die große {\"A}hnlichkeit von seismischen Signalen vulkanischen Ursprunges und Sprachaufzeichnungen und den großen Erfolg, den HMM-basierte Erkennungssysteme in der automatischen Spracherkennung erlangt haben. F{\"u}r eine erfolgreiche Implementierung eines Mustererkennungssytems ist es notwendig, eine geeignete Parametrisierung der Rohdaten vorzunehmen. Basierend auf den Erfahrungswerten seismologischer Observatorien wird ein Vorgehen zur Parametrisierung des seismischen Wellenfeldes auf Grundlage von robusten Analyseverfahren vorgeschlagen. Die Wellenfeldparameter werden pro Zeitschritt in einen reell-wertigen Mustervektor zusammengefasst. Die aus diesen Mustervektoren gebildete Zeitreihe ist dann Gegenstand des HMM-basierten Erkennungssystems. Um diskrete hidden Markov Modelle (DHMM) verwenden zu k{\"o}nnen, werden die Mustervektoren durch eine lineare Transformation und nachgeschaltete Vektor Quantisierung in eine diskrete Symbolsequenz {\"u}berf{\"u}hrt. Als Klassifikator kommt eine Maximum-Likelihood Testfunktion zwischen dieser Sequenz und den, in einem {\"u}berwachten Lernverfahren trainierten, DHMMs zum Einsatz. Die am Merapi kontinuierlich aufgezeichneten seismischen Daten im Zeitraum vom 01.07. und 05.07.1998 sind besonders f{\"u}r einen Test dieses Klassifikationssystems geeignet. In dieser Zeit zeigte der Merapi einen rapiden Anstieg der Seismizit{\"a}t kurz bevor dem Auftreten zweier Eruptionen am 10.07. und 19.07.1998. Drei der bekannten, vom Vulkanologischen Dienst in Indonesien beschriebenen, seimischen Signalklassen konnten in diesem Zeitraum beobachtet werden. Es handelt sich hierbei um flache vulkanisch-tektonische Beben (VTB, h < 2.5 km), um sogenannte MP-Ereignisse, die in direktem Zusammenhang mit dem Wachstum des aktiven Lavadoms gebracht werden, und um seismische Ereignisse, die durch Gesteinslawinen erzeugt werden (lokaler Name: Guguran). Die spezielle Geometrie des digitalen seismischen Netzwerkes am Merapi besteht aus einer Kombination von drei Mini-Arrays an den Flanken des Merapi. F{\"u}r die Parametrisierung des Wellenfeldes werden deswegen seismische Array-Verfahren eingesetzt. Die individuellen Wellenfeld Parameter wurden hinsichtlich ihrer Relevanz f{\"u}r den Klassifikationsprozess detailliert analysiert. F{\"u}r jede der drei Signalklassen wurde ein Satz von DHMMs trainiert. Zus{\"a}tzlich wurden als Ausschlussklassen noch zwei Gruppen von Noise-Modellen unterschieden. Insgesamt konnte mit diesem Ansatz eine Erkennungsrate von 67 \% erreicht werden. Im Mittel erzeugte das automatische Klassifizierungssystem 41 Fehlalarme pro Tag und Klasse. Die G{\"u}te der Klassifikationsergebnisse zeigt starke Variationen zwischen den individuellen Signalklassen. Flache vulkanisch-tektonische Beben (VTB) zeigen sehr ausgepr{\"a}gte Wellenfeldeigenschaften und, zumindest im untersuchten Zeitraum, sehr stabile Zeitmuster der individuellen Wellenfeldparameter. Das DHMM-basierte Klassifizierungssystem erlaubte f{\"u}r diesen Ereignistyp nahezu 89\% richtige Entscheidungen und erzeugte im Mittel 2 Fehlalarme pro Tag. Ereignisse der Klassen MP und Guguran sind mit dem automatischen System schwieriger zu erkennen. 64\% aller MP-Ereignisse und 74\% aller Guguran-Ereignisse wurden korrekt erkannt. Im Mittel kam es bei MP-Ereignissen zu 87 Fehlalarmen und bei Guguran Ereignissen zu 33 Fehlalarmen pro Tag. Eine Vielzahl der Fehlalarme und nicht detektierten Ereignisse entstehen jedoch durch eine Verwechslung dieser beiden Signalklassen im automatischen Erkennnungsprozess. Dieses Ergebnis konnte aufgrund der {\"a}hnlichen Wellenfeldeigenschaften beider Signalklassen erkl{\"a}rt werden, deren Ursache vermutlich in den bekannt starken Einfl{\"u}ssen des Mediums entlang des Wellenausbreitungsweges in vulkanischen Gebieten liegen. Insgesamt ist die Erkennungsleistung des entwickelten automatischen Klassifizierungssystems als sehr vielversprechend einzustufen. Im Gegensatz zu Standardverfahren, bei denen in der Seismologie {\"u}blicherweise nur der Startzeitpunkt eines seismischen Ereignisses detektiert wird, werden in dem untersuchten Verfahren seismische Ereignisse in ihrer Gesamtheit erfasst und zudem im selben Schritt bereits klassifiziert.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmid2000,
  author    = {Schmid, Robert},
  title     = {Geology of ultra-high-pressure rocks from the Dabie Shan, Eastern China},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000093},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2000},
  abstract  = {Um das Verst{\"a}ndnis der geologischen Entwicklung des gr{\"o}ßten bekannten Vorkommens von ultra-hochdruck (UHP) Gesteinen auf der Erde, des Dabie Shan im {\"o}stlichen China, zu erh{\"o}hen, wurde eine multidisziplin{\"a}re Studie durchgef{\"u}hrt. Geophysikalische Daten wurden entlang einer ca. 20 km langen seismischen Linie im {\"o}stlichen Dabie Shan gesammelt. Diese reflektionsseismischen Daten zeigen, dass die Kruste aus drei Lagen besteht. Die Oberkruste besitzt eine durchgehend niedrige Reflektivit{\"a}t und meist subhorizontale Reflektoren bis in eine Tiefe von ca. 15 km. Aufgrund dieser Charakteristika wird diese Zone als UHP-bezogener krustaler Keil interpretiert, der auf nicht UHP Kruste {\"u}berschoben wurde. Ein abrupter Wechsel in der Geometrie aber auch Intensit{\"a}t der Reflektoren markiert die Grenze zu einer mittel- bis unterkrustalen Zone, die sich bis ca. 33 km Tiefe erstreckt. Diese Zone repr{\"a}sentiert wahrscheinlich kratonale Yangtze Kruste, die von der triassischen UHP-Orogenese nicht erfasst wurde, aber w{\"a}hrend der Exhumierung das Liegende relativ zum UHP Keil war. Starke und kontinuierliche Reflektoren im Tiefenintervall von 33-40 km bilden h{\"o}chstwahrscheinlich die Moho an der Basis der Kruste ab. Relikte einer Krustenwurzel, die sich wahrscheinlich w{\"a}hrend der Kollisionstektonik gebildet hatte, sind nicht sichtbar. Ein flaches tomographisches Geschwindigkeitsmodell, das auf der Inversion der Ersteins{\"a}tze gr{\"u}ndet, konnte zus{\"a}tzlich erstellt werden. Dieses Modell bildet deutlich die unterschiedlichen Lithologien auf beiden Seiten der Tan Lu St{\"o}rung ab. Sedimente {\"o}stlich der St{\"o}rung zeigen Geschwindigkeiten von 3.4 - 5.0 km* s^-1, wohingegen die Gneise im Westen 5.2 - 6.0 km*s^-1 aufweisen. Die Geometrie der Geschwindigkeits-Isolinien kann als Ausdruck der Strukturen der Gesteine angenommen werden. Somit zeigen die Sedimente ein nordwestliches Einfallen zur St{\"o}rung hin, wohingegen isoklinale Falten in den Gneisen abgebildet werden. Gel{\"a}ndedaten aus der UHP Einheit des Dabie Shan erm{\"o}glichen die Definition von Grundgebirgs- und Deckeinheiten, die Teile des ehemaligen passiven Kontinentalrandes des Yangtze Kratons repr{\"a}sentieren. Eine der Deckeinheiten, die Changpu Einheit, besitzt nach wie vor einen stratigraphischen Kontakt zu den Grundgebirgs-Gneisen. Der anderen Einheit hingegen, der Ganghe Einheit, fehlt ein entsprechendes Grundgebirge. Diese Einheit steht vielmehr {\"u}ber einen Blasto-Mylonit in tektonischem Kontakt zum Grundgebirge der vorherigen. Die Changpu Einheit baut sich aus kalk-arenitischen Metasedimenten auf, die mit Metabasalten assoziiert sind. Die Ganghe Einheit wird von arenitisch-vulkanoklastischen Metasedimenten, die ebenfalls mit metabasaltischen Gesteinen vergesellschaftet sind, dominiert. Das Grundgebirge baut sich aus diversen felsischen Gneisen auf, die von reliktisch eklogitfaziell bis gr{\"u}nschieferfaziell ausgepr{\"a}gt sind, und in denen, zus{\"a}tzlich zu Metabasalten, sporadisch mafisch-ultramafische Meta-Plutone auftreten. Mit Ausnahme der Ganghe Einheit, f{\"u}hren die Metabasite Coesit und belegen somit das UHP Ereignis. Die Mineralchemie der analysierten Proben dokumentiert deutliche Variationen in der Zusammensetzung der Hauptminerale, Granat und Omphazit, was entweder unterschiedliche Protolithe oder unterschiedliche Grade von Stoffaustausch mit den Wirtsgesteinen reflektiert. Gehalte von dreiwertigem Eisen in Omphaziten mit geringen Gesamteisengehalten, wurden mittels Titration bestimmt, wobei sich Werte von 30-40 \% ergaben. Dennoch wurde ein noch konservativerer Wert von 50\% dreiwertigem Eisen in den entsprechenden Berechnungen angenommen, haupts{\"a}chlich, um mit anderen Arbeiten vergleichbar zu sein. Texturen und chemische Zonierungen in den Mineralen sind kompatibel mit Gleichgewichtsbedingungen w{\"a}hrend dem H{\"o}hepunkt der Metamorphose, der retrograd {\"u}berpr{\"a}gt wird. P-T Daten wurden mit deutlicher Betonung auf das Granat-Omphazit-Phengit Barometer, das mit Fe-Mg Austausch-Thermometern kombiniert wurde, berechnet. H{\"o}chstdrucke reichen von 42-48 kbar (f{\"u}r die Changpu Einheit) bis ca. 37 kbar (f{\"u}r das Grundgebirge und die Ganghe Einheit). W{\"a}hrend der eklogitfaziellen Metamorphose wurden Temperaturen von ca. 750 °C erreicht. Obwohl die maximalen Drucke deutlich schwanken, sind die Temperaturbestimmungen in guter {\"U}bereinstimmung. Die Druckschwankungen k{\"o}nnen zum einen durch deutlich Ca-dominierte Granate (bis zu 50 mol\% Grossular in der Changpu Einheit) und/oder zum anderen durch Modifikationen der Mineralzusammensetzungen w{\"a}hrend der retrograden Metamorphose erkl{\"a}rt werden. Die pr{\"a}sentierten integrativen geologischen Daten erm{\"o}glichen die folgenden Schlussfolgerungen i) Grundgebirgs- und Deckeinheiten treten im Dabie Shan auf und wurden beide UHP metamorph {\"u}berpr{\"a}gt ii) Der Dabie Shan ist das metamorphe {\"A}quivalent des fr{\"u}heren passiven Kontinentalrandes des Yangtze Kratons iii) felsische Gneise, die eine UHP Metamorphose durchlaufen, sind von Volumenver-{\"a}nderungen betroffen, die durch großr{\"a}umige Phasenumwandlungen (Quarz <-> Coesit) hervorgerufen werden, was direkt die tektono-metamorphen Prozesse beeinflusst iv) Initiale Unterschiede in der Temperatur sind m{\"o}glicherweise daf{\"u}r verantwortlich, dass generell Unterkrustengesteine in UHP Fazies fehlen},
  language  = {en}
}