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Projekt
Tiefgehender Serpentinit-Schlammvulkanismus am Mariana Vorbogen
Antragsteller
Dr. Walter Menapace
Fachliche Zuordnung
Paläontologie
Förderung
Förderung von 2017 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388055791
Der Antragsteller formuliert zwei Hauptforschungsziele: Bestimmung der räumlichen und zeitlichen Veränderungen in aktiven Schlammvulkanen des Marianen Vorbogens sowie Integrierung der durch Laboranalysen produzierten Datensätze mit ähnlichen Daten von Schlammvulkanen aus der Tiefzone in gealterten Ablagerungskomplexen (Mittelmeer, Japan).Dieser Vergleich wird es ermöglichen, die Funktion von Schlammvulkanen in verschiedenen Subduktionszonen zu ermitteln und Aufschluss geben über ihre Rolle als direktes Fenster zu den abtauchenden Sedimenten. Der erste Teil dieses Antrags fokussiert sich auf den Marianen-Konvergenzrand, den nord-westlichen Pazifik, als eine alte, kalte Subduktionszone, die die größten Schlammvulkane der Erde beherbergt. Während IODP 366 werden drei Profile an Gipfeln und Flanken von drei Schlammvulkanen mit unterschiedlichen Größen, Tiefen und in aufsteigenden Entfernungen zum Graben gebohrt. Besonderer Schwerpunkt der Messungen am MARUM (Universität Bremen) wird die Bestimmung der Beziehung zwischen Rheologie und Mineralogie der Schlammmatrix sein. Der Serpentinit-Schlamm wird auf einachsige Verfestigung getestet, und seine mineralogische Zusammensetzung wird mit speziellem Augenmerk auf den Tonanteil bestimmt, der hochwahrscheinlich für die rheologischen Unterschiede verantwortlich ist. Durch Messungen der Viskosität, Permeabilität und Index-Eigenschaften von beiden - Klast und Schlamm - plant der Antragsteller außerdem die Verbindung zwischen der Geometrie der Zuflusskanäle und der Quelle der Schlammvulkane zu untersuchen. Durch eine vorangestellte Charakterisierung des Eruptionsmechanismus werden diese Messungen ermöglichen, die Schlammvulkan-Gebilde mit ihren tiefen Ursprüngen in Zusammenhang zu setzten. Der zweite Teil der Arbeit basiert auf dem Vergleich der Daten vom Marianen Vorbogen mit Schlammvulkanen am Mittelmeerrücken und am Nankaitrog. Dieser Ansatz ist Teil der Erforschung der sogenannten Subduktionsfabrik, denn Schlammvulkane bieten auf natürliche Weise Einblicke in tiefe Subduktionszonenprozesse. Die IODP Expedition 366 zum Marianen Vorbogen ist ein Unternehmen vergleichbar mit der ODP Expedition 160, bei der im Akkretionskeil des Mittelmeerrückens Bohrungen an ebenso vielen Schlammvulkanen erfolgreich durchgeführt wurden. Die Sedimente von ODP Expedition 160 wurden bereits extensiv mit verschiedenen Techniken analysiert und stellen die Grundlage für eine Reihe von Vergleichsanalysen des Antragstellers dar. Zusätzlich werden Sedimentproben aus verschiedenen Expeditionen des MARUM zum Mittelmeerrücken als auch zum Nankaitrog mit den gleichen Methoden analysiert wie im ersten Teil des Antrages beschrieben. Dadurch können die drei Gebiete, die sich in ihrer Geometrie weitgehend unterscheiden, miteinander verglichen werden und es können Rückschlüsse auf das rheologische Verhalten der Produkte der Schlammvulkane gezogen werden und wie diese die Balance zwischen Fluiden und Festkörpern in Subduktionszonen beeinflussen.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Portugal, USA
Mitverantwortliche
Matt Ikari, Ph.D.; Professor Dr. Achim Kopf
Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner
Barbara Bekins, Ph.D.; Vitor Magalhaes, Ph.D.; Dr. Christoph Vogt
