Quantifizierung von krustalem Fluidfluss und seines Einflusses auf die thermische Struktur der Alpen

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph von Hagke; Dr. Elco Luijendijk
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 365246344

Thermochronologie ist ein Schlüsselwerkzeug, das zu wesentlichen Teilen unser Wissen über die Entwicklung von Gebirgen über die Zeit liefert. Die Interpretation thermochronologischer Daten erfordert unabhängige Abschätzungen der Temperaturen im Erdinneren. Während viele Prozesse, die die Temperatur in der Tiefe kontrollieren, verlässlich modelliert werden können, sind die thermischen Effekte von Grundwasserströmungen nur unzulänglich bekannt. Verschiedene Studien haben jedoch gezeigt, dass in manchen Bereichen aktiver Gebirge Grundwasser bis zu 50% des gesamten Wärmetransports bewirken kann. Wir schlagen vor, die Bedeutung der Fluidflüsse auf die thermische Struktur von Gebirgen zu quantifizieren indem wir als deutlichste Anzeiger tiefen Fluidflusses Thermalquellen untersuchen. Wir wollen Daten zu Thermalquellen in den Alpen zusammenstellen und inverse thermische Modelle benutzen, um den thermischen Einfluss von Fluidflüssen zu quantifizieren, die an Thermalquellen gebunden sind. Für ausgewählte Quellen werden wir die Struktur im Aufschluss und Dünnschliff kartieren und numerische Modelle rechnen, um Fluiddrücke und Flussraten zu bestimmen. Wir werden die Modelle mit unabhängigen Daten wie Grundwasserneubildung und Eisbedeckung kombinieren, um die Lebensdauer hydrothermaler Systeme über geologische Zeiträume zu quantifizieren. Die Ergebnisse werden ein erstes Bild des tiefen Fluidflusses und seines Effekts auf das thermische Feld im Maßstab des ganzen Orogens liefern. Unsere Daten können als Eingangsparameter von geodynamischen Modellen benutzt werden. Sie sind von großer Bedeutung für thermochronologische Studien, die auf einer Abschätzung (paläo-) geothermischer Gradienten beruhen. Zusätzlich spielt Fluiddruck eine große Rolle bei seismischer Aktivität, aber er ist in Gebirgen wegen fehlender Bohrlochdaten nur unzureichend bekannt. Unsere Ergebnisse werden Fluiddrücke und die Permeabilität der Kruste genauer fassen und so Eingangsparameter für neotektonische Studien liefern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2017: Gebirgsbildungsprozesse in 4-Dimensionen (4D-MB)