2. Wochenbericht der Forschungsfahrt Nr. SO181-1b des FS SONNE

17. Dezember 2004 bis 16. Januar 2005

Corral, Chile – Talcahuano, Chil

Grevemeyer, Ingo

German

OceanRep

 12. Wochenbericht der Forschungsfahrt Nr. SO181-1b des FS SONNE 17. Dezember 2004 bis 16. Januar 2005  Corral, Chile – Talcahuano, Chile   Die zweite Woche auf See wurde durch die Meldungen überschattet, dass sich in Indonesien vor der Insel Sumatra ein großes Seebeben ereignet hat, welches zehntausende von Opfern forderte. Dieses Ereignis zeigt die große Wichtigkeit der hier vor Südchile im Zuge der Ausfahrt SO181 durchgeführten Untersuchungen, dienen unsere Arbeiten doch dazu, die Seebeben in Subduktionszonen besser verstehen zu lernen und das Gefahrenpotential für Südchile abzuschätzen. Vor knapp 45 Jahren wurde Südchile ebenfalls von einem sehr großen Beben betroffen. Bezüglich der freigesetzten Energie ist das Chile Beben von 1960 noch immer das größte Erdbeben weltweit, welches jemals von Seismologen beobachtet wurden.  Zu Beginn der zweiten Woche konzentrierten sich die Arbeiten zunächst auf die Kartierung der Morphologie der in die Subduktionszone einfahrenden ozeanischen Platte. Das Ziel dieser Arbeiten ist die Abbildung von tektonischen Abschiebungen auf der hereinkommenden Platte, welche durch die Biegung der Lithosphäre vor der Subduktion generiert werden. Bedingt durch die hohe Sedimentationsrate, konnten in der Topographie des Meersbodens nur wenige charakteristische Strukturen abgebildet werden. Um die Struktur des Grundgebirges unter den Sedimenten besser abbilden zu können, sollen in der dritten Woche weitere reflexions-seismische Linien abgeschossen werden.    Am 27.12.2004 wurde bei ca. 43°S seewärts der Insel Chiloe eine weitere geothermische Station (6 Messpunkte) entlang der Seismiklinie SCS01 auf der hereinkommenden Platte durchgeführt. Die Daten zeigen ein sehr konsistentes Bild. Der Wärmestrom ist jedoch etwas geringer als erwartet. Dieser Effekt wird mit großer Wahrscheinlichkeit durch die sehr hohe Sedimentationsrate verursacht.  Da sich das Alter der subduzierten Platte in Südchile von Süden nach Norden sehr schnell ändert, sind unterschiedliche Profile geplant, um die Einflussnahme des Krustenalters auf die Lage der seismogenen Zone und auf die Struktur des Kontinents zu untersuchen. Am 28.12.2004 sollte mit der Bearbeitung des zweiten Korridors bei ca. 44°35´S begonnen werden. Leider gab es Probleme mit der seismischen Quelle, so dass das seismische Profil SCS02 nach nur 5 Stunden abgebrochen werden musste. Um keine Zeit zu verlieren, wurde der Arbeitsplan geändert und wir nahmen südlichen Kurs, um auf einer bereits existierenden seismischen Linie, den nächsten Korridor bei 45°30´S zu bearbeiten. Hier wurden zunächst zwei Sedimentkerne genommen. Beide Kerne hatten einen Kerngewinn von 5 m. Im Anschluss wurde eine geotermische Station mit 9 Einzelmessungen bearbeitet. Die ersten Punkte lagen auf dem Kontinentalhang oberhalb eines Bereichs, wo Gashydrate im Untergrund durch die Existenz eines Boden-Simulierenden-Reflektors (BSR) nachgewiesen sind. Die letzten Punkte lagen seewärts der Achse des Tiefseegrabens auf der herein-kommenden Platte. Der Wärmestrom erniedrigt sich systematisch von der hereinkommenden Platte landwärts von über 220 mW/m2 auf Werte von 60 mW/m2 und deutet darauf hin, dass die abtauchende Platte Wärme mit in die Tiefe nimmt.  Der 30.12.2004 hatte ein umfangreiches Kernprogramm zum Ziel. Nach ca. 6 Stunden Transit nach Süden wurde bei 46°40´S ein 5 m langer Sedimentkern am sog. Süd-Canyon genommen. Dieser Punkt markierte die südlichste Position des Fahrabschnitts SO181-1b. Drei weitere  2Kerne sollten im Bereich einer prominenten Hangrutschung ca. 30 sm nördlich genommen werden. Leider konnte nur an einer Position erfolgreich ein Kern genommen werden. Um ca. 23:45 Uhr wurde diese Station beendet und wir nahmen wieder Kurs nach Norden.   Für die nächsten 3 Tage (31.12.2004 bis 02.01.2005) standen weitere hydrographische Vermessungen auf dem Programm. Unterbrochen wurden die Messungen am Vormittag des 31.12.2004, um die inzwischen reparierte seismische Quelle zu testen. Dieser Test verlief erfolgreich. Ein Test des Magnetometers, welches ebenfalls einen Tag zuvor ausgefallen war, verlief hingegen weniger erflogreich. Inwischen scheint jedoch auch dieser Schaden behoben zu sein.   Der Sylvesterabend begann mit einem erstklassigen Buffet auf der von der Mannschaft und den wissenschaftlichen Fahrtteilnehmern geschmückten „Kegelbahn“. Das neue Jahr wurde um Mitternacht lokaler Zeit (3 Uhr UTC) mit dem Schiffstyphon eingerufen. Wärend dieser Zeit lief FS SONNE auf einem Nordkurs und kartiertet den Meeresboden der in die Subduktionszone von Südchile einfahrenden ozeanischen Platte. Am Neujahrsmorgen wurden alle Fahrtteilnehmer mit Kaiserwetter für die doch eher durchschnittlichen Wetter-bedingungen der letzten Woche belohnt.  Alle Teilnehmer sind wohl auf und von Bord der SONNE grüßt,  Ingo Grevemeyer 

2. Wochenbericht SO181/1b

1. Wochenbericht der Forschungsfahrt Nr. SO181-1b des FS SONNE

17. Dezember 2004 bis 16. Januar 2005

Corral, Chile – Talcahuano, Chil

 11. Wochenbericht der Forschungsfahrt Nr. SO181-1b des FS SONNE 17. Dezember 2004 bis 16. Januar 2005  Corral, Chile – Talcahuano, Chile   Am Freitag den 18. Dezember 2004 hat die SONNE gegen 10:30 Uhr die Reede vor Corral verlassen. Unmittelbar nachdem wir die 3-Meilenzone hinter uns gelassen hatten, konnte mit dem Messprogramm begonnen werden. Die Arbeiten auf SONNE finden im Rahmen des Verbundvorhabens TIPTEQ statt, welches im Rahmen der GEOTECHNOLOGIEN durch das Bundesforschungsministerium gefördert wird.  Die wissenschaftlichen Arbeiten haben das Ziel, die Einflussnahme der in die Subduktionszone von Südchile einfahrenden ozeanischen Platte auf die Erzeugung von katastrophalen Erdbeben zu untersuchen. Das Arbeitsgebiet umfasst die über 1000 km lange Schütterzone des Großen Chilebebens von 1960. Dieses Beben war das größte Ereignis, welches jemals im Zeitalter der modernen Seismologie beobachtet werden konnte und mehrere Tausend Menschen starben durch das Erdbeben und in Folge der Tsunamis, welche durch das Beben angeregt wurden.   Hauptziele von TIPTEQ sind sowohl die Erforschung der Steuerungsmechanismen für die Lage der seismogenen Kopplungszone zwischen der abtauchenden ozeanischen Platte und dem kontinentalen Block, als auch die Untersuchung der Einflussnahme der in die Subduktionszone einfahrenden Lithosphäre auf die Entwicklung des Kontinentalrands. Südchile stellt für diese Untersuchungen ein ideales natürliches Laboratorium dar, da das Alter der subduzierten Platte sich von Süden nach Norden sehr schnell ändert. Die auffälligste laterale Änderung ist die Tiefe des Grabens (2500 m bei 47°S, 4800 m bei 37°S). Um Änderungen in der Struktur der einfahrenden Platte und am Kontinentalhang zu dokumentieren, und um die Lage der seismogenen Kopplungszone und ihre thermischen Eigenschaften zu untersuchen, werden mehrere Korridore zwischen 37°S und 48°S untersucht.   Der Fahrtabschnitt SO181-1b konzentriert sich darauf, durch (i) geothermische und magnetische Messungen das Alter und die Hydrogeologie der in die Subduktionszone einfahrenden Platte zu untersuchen; (ii) durch reflexionsseismische Messungen die Mächtigkeit und Stratigraphie der Sedimente im Tiefseegraben und auf dem Kontinentalhang abzubilden; sowie (iii) durch die Kartierung des Meeresbodens und Magnetfeldmessungen die tektonische Vorgeschichte der in die Subduktionszone einfahrenden Platte abzubilden.  In den ersten drei Tagen nach dem Auslaufen aus Corral wurde der Kontinentalhang zwischen 40°S und 43°S mit dem schiffseigenen Fächerecholot der Firma SIMRAD und mit Magnetik vermessen. Während dieser Zeit wurden die seismische Quelle (GI-Gun) und der Streamer für die hochauflösende Reflexionsseismik vorbereitet. Darüber hinaus wurden die beiden Geothermiksonden (3m und 6m lang) für die Einsatz montiert. Im Anschluss an die Kartierung wurde ein 170 sm langes Nordost-Südwest verlaufendes seismische Profil vor der Insel Chiloe bei ca 43°S vermessen. Trotz eine rauhen See und 6-8 Windstärken zeigen die Daten sehr gute Details und große Eindringung. Im Tiefseegraben konnte das Grundgebirge noch in einer Tiefe von 2 Sekunden Zweiweglaufzeit unter dem Meeresboden abgebildet werden. In den Hangsedimenten konnte ein Boden-Simulierender-Reflektor (BSR) abgebildet werden, der das Vorkommen von Gashydrat aufzeigt. Entlang dieser Linie wurden dann im  2Anschluss wiederum bei rauher See erfolgreich zwei Wärmestromstationen auf der ozeanischen Platte abgearbeitet. Generell liegt der Wärmestrom auf der Platte etwa beim Erwartungswert für 9 bis 14 Mio. Jahre alte Kruste. Auffällig ist jedoch, dass eine topographishe Erhebung in einer sehr gut sedimentierten Region ein hydrogeologisches System speist. Nahe am Fuß der Struktur liegt der Wärmestrom bei nur 7 mW/m2, erhöht sich jedoch über 10 km systematische auf Werte von > 100 mW/m2. Weniger erfolgreich verlief eine Station auf den Kontinentalabhang. Vermutlich bedingt durch sandige Sedimentlagen war das Eindringen in den Meeresboden nahezu unmnöglich. Nur fünf von 14 Versuchen führten zu einem Eindringen in den Untergrund. Diese Station wurde am Morgen des 24. Dezembers beendet. Im Anschluss wurde eine ca. drei tägige hydrographische und magnetische Vermessung auf der in die Sunduktionszone einfahrenden Platte gestartet, um ein ruhiges Weihnachtsfest für Mannschaft und die wissenschaftlichen Fahrtteilnehmer zu ermöglichen. Auch der Wettergott spielte mit und seit dem Morgen des 24. Dezembers wurde das Wetter immer besser. Ein herrlicher Sonnenuntergang am Heiligenabend und zwei sonnige Tage und relativ ruhige See taten ihr übriges, um ein schönes Weihnachtsfest auf SONNE zu ermöglichen. Übertroffen wurde das Wetter nur noch durch die Leistungen der Küche und der Stewards, welche die Weihnachtstage zu einem Fest für den Gaumen machten.  Alle Teilnehmer sind wohl auf und von Bord der SONNE grüßt,  Ingo Grevemeyer 

2. Wochenbericht SO181/1b

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