The Heidelberg Basin drilling project: Geophysical pre-site surveys

Das Heidelberger Becken wird aktuell durch neue Kernbohrungen untersucht, um das Wissen hinsichtlich der Steuerung der pliozänen und quartären Sedimentation durch Klima und (Neo)Tektonik zu erweitern. Es wird erwartet, dass das Heidelberger Becken eine Schlüsselstelle für eine verbesserte Korrelation von Parametern darstellt, welche die Klimaentwicklung in Nordeuropa und im alpinen Raum charakterisieren. Besondere Bedeutung hat daher die Gewinnung von Sedimentsukzessionen hoher zeitlicher Auflösung, die im Hinblick auf die Ablagerung kalt- und warmzeitlicher pleistozäner Sedimente in Superposition möglichst vollständig sind. Im Vorfeld der neuen Kernbohrungen bei Viernheim und Heidelberg wurden geophysikalische Vorerkundungen durchgeführt, um Bohrlokationen zu identifizieren, die diesen Ansprüchen am besten genügen. Im Bereich Heidelberg wird die größte negative Schwereanomalie des gesamten Oberrheingrabens beobachtet (mit Ausnahme der Alpen), was auf ungewöhnlich mächtige Sedimentablagerungen hindeutet. Aber insbesondere reflexionsseismische Messungen haben zur Auswahl der Bohrpunkte beigetragen. Im Stadtbereich von Heidelberg ist zum ersten Mal das Depozentrum des Heidelberger Beckens kartiert worden, abgebildet durch eine zusätzliche Absenkung gegenüber der Umgebung. In diesem Gebiet fallen die Sedimente zum Östlichen Grabenrand hin ein. Dies wird als ‘Rollover’ Struktur interpretiert, die in Verbindung mit der maximalen Subsidenz des Oberrheingrabens in diesem Bereich steht. An der Bohrlokation Viernheim konnten durch die Seismik zahlreiche Störungen abgebildet werden. Obwohl diese im Wesentlichen auf Tiefenbereiche größer 225 m beschränkt sind, wurde der Bohransatzpunkt schließlich aufgrund dieser Informationen gewählt.researc

Evidence for a Waalian thermomer pollen record from the research borehole Heidelberg UniNord, Upper Rhine Graben, Baden-Württemberg

Eine Pollensukzession aus der Bohrung Heidelberg UniNord im Oberrheingraben kann mit der bisher selten nachgewiesenen Waal-Warmzeit verknüpft werden. Das wohl nicht vollständig erfasste Thermomer reflektiert eine angedeutete Sukzession, die von einer basalen Fichten-Kiefernzeit über einen Abschnitt mit Kiefer, Hemlocktanne und Fichte, hin zu einer abschliessenden Waldzeit verläuft, in der Hemlocktanne (Tsuga), Eiche und Hainbuche dominieren. Tsuga erreicht im Gesamtdiagramm Werte bis zu 20 % und repräsentiert ein wichtiges Waldelement. Ständig vorhanden sind in geringen Anteilen ferner Carya, Pterocarya, Celtis, Eucommia und Ostrya-Typ. In Nachbarbohrungen deutet sich dasselbe Muster an. Das Pollendiagramm wird korreliert mit den Waal-Profilen aus Leerdam und Eindhoven (Niederlande).researc

Timing of Medieval Fluvial Aggradation at Bremgarten in the Southern Upper Rhine Graben – a Test for Luminescence Dating

Die holozäne Überflutungsebene des Rheins ist ein komplexes sedimentäres System. Die geochronologischen Untersuchungen mittels Optisch Stimulierter Lumineszenz (OSL) und Radiokohlenstoff-Datierungsmethode verbessern das Verständnis der holozänen Entwicklung des Rheinsystems und ermöglichen quantitative Studien zu Aggradationsphasen von Flüssen. Die angewandten Single-Aliquot-Regenerierung (SAR)-Protokolle und die angewandten experimentellen Untersuchungen zur Absicherung der Messparameter lassen erkennen, dass die OSL-Datierungstechnik eine geeignete Datierungsmethode für fluviatile Sedimente aus großen Flusssystemen ist. Eine unvollständige Bleichung der fluviatilen Sedimente vor der Ablagerung scheint für die Sedimente aus Bremgarten nicht so dramatisch zu sein wie ursprünglich vermutet. OSL- und Radiokohlenstoff-Datierungsergebnisse bestätigen eine kurze Periode starker Erosion und Akkumulation im Bereich des Tiefgestades von Bremgarten zwischen 500 und 600 Jahren vor heute. Dieses Zeitfenster korreliert mit dem Beginn der Kleinen Eiszeit um ca. AD 1450. Mehrere schwere Flussüberschwemmungen geschahen in Süddeutschland zwischen AD 1500 und 1750. Diese Überschwemmungsereignisse korrelieren mit dem Zeitfenster der Kleinen Eiszeit, darunter die Zerstörung von Neuenburg im Jahre 1525.researc

The Quaternary of the southwest German Alpine Foreland (Bodensee-Oberschwaben, Baden-Württemberg, Southwest Germany)

Das Quartär der Bodensee-Region besteht aus Schottern frühpleistozäner alpiner Flusssysteme (Deckenschotter) sowie aus glazialen und Schmelzwasser-Ablagerungen der mittel- und spätpleistozänen Eiszeiten. Sie belegen den landschaftlichen Wandel von einer Art Rampe aus Vorbergen hin zur heutigen Topographie mit ineinander greifenden, übertieften Becken, sodass sich eine Art Amphitheater ergibt. Die Deckenschotter als älteste Ablagerungen dokumentieren einerseits die Eintiefung der alpinen Flüsse in diversen Terrassenstufen im Sedimentationsgebiet, andererseits durch deutliche Unterschiede im Geröllspektrum die Vergrößerung des Liefergebiets des sich entwickelnden alpinen Rheins. Der älteste Till kommt vor in Kontakt mit Mindel-Deckenschottern, es gibt jedoch keine Hinweise auf eine glaziale Übertiefung in dieser Zeit. Die meisten glazialen und Schmelzwasser-Ablagerungen werden drei großen Vergletscherungen des Rheingletschers zugeordnet. Diese Vorlandvergletscherungen sind mit drei Generationen glazialer Becken verknüpft. Die ältesten Becken sind zur Donau orientiert, die aus der letzten Vereisung entwässern zum Rhein. Diese Reorientierung bewirkte die hervorragende räumliche Auflösung der Sedimente und Formen. Traditionell wurden die Sedimente in einem chronostratigraphischen System aus glazialen und interglazialen Stufen beschrieben. Unsere Ziele in dieser Arbeit sind, eine Aktualisierung des chronostratigraphischen Systems vorzustellen, das neue, beim geologischen Dienst von Baden-Württemberg angewandte, lithostratigraphische Schema zu erklären und die wichtigsten neuen Einheiten kurz zu beschreiben.researc

High‐resolution reflection seismics reveal the structure and the evolution of the Quaternary glacial Tannwald Basin

Over-deepened basins exist throughout the Alpine realm. Improving our knowledge on these basins is of high social relevance, since these areas are often well-populated and they possess, for instance, unusual hydrological settings. Nonetheless, geophysical and sedimentological investigations of over-deepened basins are rare. We analyse the sedimentary succession of such a basin, the Tannwald Basin, through geological interpretation of seismic reflection profiles. The basin is located approximately 60 km north of the European Alps. It was incised into Tertiary molasse sediments by the Rhine Glacier and later filled by glacial, fluvial, and lacustrine deposits of 250 m thickness. The Leibniz Institute for Applied Geophysics acquired a grid of five high-resolution seismic reflection lines that imaged till the deepest parts of the Tannwald Basin. The seismic profiles, processed to a pre-stack depth migration level, allow a detailed geological interpretation that is calibrated with the help of a nearby borehole. We determine the structure and the seismic facies of the sediment succession in the basin and presume the following hypothesis of the evolution of the basin: sub-glacial erosion comprises the excavation of the over-deepened basin as well as detachment of large fragments of molasse material. These molasse slabs were deposited within the basin in a layer of basal till that graded upwards in water-lain till and fine-grained deposits. During the last two glaciations, the basinal structure became buried by till sequences and glacio-fluvial sediments

Long sequence of Quaternary Rocks in the Heidelberg Basin Depocentre

Die neue Forschungs-Kernbohrung aus Heidelberg wird beschrieben und gegliedert. Die Forschungs- und Bohraktivitäten im Heidelberger Becken (HDB) begannen im Jahr 2002; sie erschließen ein kontinentales Sedimentarchiv im Oberrheingraben (URG). Im HDB wird eine der längsten Sedimentabfolgen quartärer Sedimente in Europa erwartet, dank kontinuierlicher Subsidenz des Beckens in Verbindung mit kontinuierlichem Input von Sedimenten unterschiedlicher Herkunft. Das HDB befindet sich auf halber Strecke zwischen dem alpinen Einzugsgebiet des Rheins und seiner Mündung in die Nordsee. Eine kontinuierliche Sedimentation ist hier eher möglich als am Alpenrand mit seinen Schmelzwasser-Erosionsereignissen oder an der Küste mit ihren Meeresspiegelschwankungen. Dieser eher geringe Einfluss des Klimas hat zur Folge, dass die Tektonik eine umso größere Rolle bei der Steuerung der Sedimentation spielt. Die über 500 m mächtige quartäre Abfolge ist daher in erster Linie durch Tektonik kontrolliert, wobei Klimasignale ebenfalls erkannt werden können. Die hier vorgestellte Gliederung der Abfolge beruht auf Provenienz, Lithofazies und wechselnden Verhältnissen von Akkomodationsraum und Sedimentinput (a/s-ratio). Dazu kommen biostratigraphische Zeitmarken. Im skizzierten Sedimentations-Szenario dominieren fluviale Verhältnisse; dazwischen zwei lakustrine Abschnitte. Letztere sind verknüpft mit zunehmendem Akkomodationsraum, der in mindestens einer Zeitscheibe über die Grabenrandstörung hinweg sich bis in die Täler des Odenwalds erstreckt.researc

Rare variants in LRRK1 and Parkinson's disease

Approximately 20 % of individuals with Parkinson's disease (PD) report a positive family history. Yet, a large portion of causal and disease-modifying variants is still unknown. We used exome sequencing in two affected individuals from a family with late-onset PD to identify 15 potentially causal variants. Segregation analysis and frequency assessment in 862 PD cases and 1,014 ethnically matched controls highlighted variants in EEF1D and LRRK1 as the best candidates. Mutation screening of the coding regions of these genes in 862 cases and 1,014 controls revealed several novel non-synonymous variants in both genes in cases and controls. An in silico multi-model bioinformatics analysis was used to prioritize identified variants in LRRK1 for functional follow- up. However, protein expression, subcellular localization, and cell viability were not affected by the identified variants. Although it has yet to be proven conclusively that variants in LRRK1 are indeed causative of PD, our data strengthen a possible role for LRRK1 in addition to LRRK2 in the genetic underpinnings of PD but, at the same time, highlight the difficulties encountered in the study of rare variants identified by next-generation sequencing in diseases with autosomal dominant or complex patterns of inheritance

A search for resonances decaying into a Higgs boson and a new particle X in the XH → qqbb final state with the ATLAS detector

A search for heavy resonances decaying into a Higgs boson (H) and a new particle (X) is reported, utilizing 36.1 fb−1 of proton–proton collision data at collected during 2015 and 2016 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. The particle X is assumed to decay to a pair of light quarks, and the fully hadronic final state is analysed. The search considers the regime of high XH resonance masses, where the X and H bosons are both highly Lorentz-boosted and are each reconstructed using a single jet with large radius parameter. A two-dimensional phase space of XH mass versus X mass is scanned for evidence of a signal, over a range of XH resonance mass values between 1 TeV and 4 TeV, and for X particles with masses from 50 GeV to 1000 GeV. All search results are consistent with the expectations for the background due to Standard Model processes, and 95% CL upper limits are set, as a function of XH and X masses, on the production cross-section of the resonance