Sedimentation durch bodennahe Jet-Strömungen („plane-wall jet flows“) und gravitative Strömungen: Integration von Beobachtungen aus Tank-Experimenten und Aufschlüssen zu einem physikalisch fundiertem Ablagerungsmodel

• Antragsteller: Dr. Jörg Lang
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407609989

Die Bedeutung Froude-superkritischer Dichteströmungen für klastische Tiefwasser-Ablagerungssysteme wird zunehmend erkannt. Diese Ablagerungen bleiben hauptsächlich in Regionen expandierender Strömung erhalten, da dort die Aggradation am höchsten ist. Regionen expandierender Strömung können modelhaft als superkritische Jet-Strömungen behandelt werden. Bodennahe Jet-Strömungen ("plane-wall jet flows"), die von einer Mündung ausgehend in einem stehenden Wasserkörper expandieren und abbremsen, können als ideales Model für Ablagerungsprozesse im Zusammenhang mit von punktförmigen Quellen ausgehenden Strömungen, wie zum Beispiel submarine Fächer oder subaquatische Eiskontakt-Fächer, angesehen werden. Jet-Strömungen und ihre Ablagerungen weisen eine charakteristische proximal-distal Zonierung auf. Die densimetrische Froude-Zahl übt die primäre Kontrolle auf die Strömungsdynamik und die Entwicklung von Trägheits-kontrollierten Jet-Strömungen zu Dichte-kontrollierten gravitativen Strömungen aus. Der Übergang zwischen Jet-Strömungen und gravitativen Strömungen hat einen starken Einfluss auf die Sedimentation durch expandierende Strömungen. Die Morphodynamik expandierender superkritischer Strömungen hat einen immensen Einfluss auf die Sedimentverteilung und die daraus resultierende Ablagerungsarchitektur sowohl von subaquatischen Eiskontakt-Fächern, die durch Jet-Strömungen abgelagert werden, als auch submarine Fächer, die durch gravitative Strömungen abgelagert werden. Die vorhandenen Kenntnisse zu Jet-Strömungen und gravitativen Strömungen, ihrer hydrodynamischen und morphodynamischen Entwicklung, und ihrer Ablagerungen, sind unzureichend um die charakteristischen Abfolgen von Bankformen und Fazies zu erklären.Dieses Projekt ist dazu konzipiert, diese beiden Strömungstypen zu untersuchen, und durch die Integration von Beobachtungen aus Tank-Experimenten und Aufschlüssen Erkennungsmerkmale für ihre jeweiligen Ablagerungen zu entwickeln. Im experimentellen Teil des Projekts sollen die Morphodynamik von Jet-Strömungen und gravitativen Strömungen in Tank-Experimenten verglichen werden, die eine systematische Variation der Kontrollfaktoren von Strömung und Sediment ermöglichen. Im Gelände-basierten Teil des Projekts sollen Ablagerungen, die in Zonen expandierender Strömung von grobklastischen, superkritischen submarinen Fächern gebildet wurden, untersucht werden. Aus der detaillierten Aufnahme der Ablagerungsarchitektur und Faziesabfolgen der ausgewählten Geländebeispiele sollen Strömungsbedingungen abgeleitet werden. Durch die Integration der Beobachtungen aus den Experimenten und Aufschlüssen soll ein allgemeines, physikalisch fundiertes Ablagerungsmodel für expandierende superkritische Strömungen entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. David Hoyal