Marine Geophysik und Hydroakustik

Vansee, Türkei

Zusammenfassung

Der Van See in Ostanatolien (Türkei) ist mit einer Fläche von 3.574 km², einem Volumen von 607 km³, einer maximalen Tiefe von 450 m und einer maximalen Länge von 130 km WSW-ENE (Wong und Degens, 1978) der viertgrößte Endsee der Welt. Über 1500 km mehrkanal-seismische Reflexionsprofile in Kombination mit ICDP-Bohrungen und bathymetrischen Daten aus dem Van See, Osttürkei, ermöglichen die Rekonstruktion der stratigraphischen Entwicklung des Seebeckens. Drei große Becken (Tatvan, Deveboynu und das Nordbecken) sind durch Ahlat und Nordgrat voneinander getrennt.. mehr

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Bathymetrische Karte des Vanseebeckens und Profillinien auf denen 2004 und 2012 seismisch vermessen wurde.

Seismische Interpretation der sedimentären Abfolge

Die Sedimentationsgeschichte des Sees wurde in 19 verschiedene Phasen unterteilt, die wesentliche Umwelt- und Ablagerungsänderungen widerspiegeln. Fünf große regressive und vierzehn transgressive Phasen wurden identifiziert. Mit Hilfe der interpretierten seismischen Reflexions- und Bohrlochdaten aus dem Van See konnten umfangreiche Details über die Struktur, die Stratigraphie, die Schwankungen des Seespiegels und die Entwicklung des Seebeckens erfasst werden. Seismische Daten zeigen die wichtigsten strukturellen Merkmale innerhalb des Sees, einschließlich des Nordbeckens, des Tatvan-Beckens, des Ahlat-Unterbeckens und des Deveboynu-Beckens. Jene Becken sind durch Rücken, wie Nordgrat und Ahlat, getrennt. Siebzehn seismische Sequenzgrenzen, einschließlich der Obergrenze des akustischen Grundgebirges, (SB1 bis SB17 von alt zu jung) wurden im tiefen Becken interpretiert und kartiert. Eine Konversion der zeitabhängigen Karten in die Tiefe wurde mit Hilfe der Zeit-Tiefen-Beziehung unter Kombination von Seismik und Bohrlochdaten an der Ahlat-Rücken-Bohrung durchgeführt. Die Strukturkarten der Sequenzgrenzen weisen eine Neigung nach Westen auf, was darauf hindeutet, dass die Abfolgen im Westen stärker abgesenkt wurden. NE-verlaufende Abschiebungen sind dominant; E-W-orientierte Überschiebungen werden lokal gesehen.

 

seismic

Seismische Ausrüstung, die 2004 bei der Voruntersuchung für die Tiefbohrung PALEOVAN zum Einsatz kam. Seismic Equipment used in 2004 for the Pre-site Seismic Survey for the deep Drilling Campaign  PALEOVAN - ICDP.

Seespiegelschwankungen

Fünf Seeniederungen wurden wie folgt datiert: (Phase 1) ~580 ka; (Phase 5) ~ 355-341 ka; (Phase 7) ~ 320-210 ka; (Phase 12) ~ 170-140 ka; und (Phase 18) ~ 30-16 ka. Die geschätzten Paläoseehöhen am Ende jeder Phase (unter dem derzeitigen Seespiegel) sind: 610 m für Phase 1, 560 m für Phase 5, 470 m für Phase 7, 310 m für Phase 12 und 210 m für Phase 18. Die Sedimentationsgeschichte des Lake Van über die ~580 ka ist charakterisiert durch fünf Arten von sedimentären Fazien:

  1. Gleichmäßige "gut geschichtete" lakustrine Ablagerungen (abwechselnd organische Schlämme und feinkörnige Turbidite und Tephra), die sich unter ruhigen Seespiegelbedingungen bildeten, kennzeichnen die tieferen Teile des Beckens.
  2. Chaotische "Massentransport"-Ablagerungen sind charakteristisch für den südlichen Teile des Sees und vermutlich auf einen Massentransportprozess durch anhaltende tektonische Aktivität entlang der Seeränder zurückzuführen.
  3. Schräge oder komplex-schräge Deltaablagerungen haben sich auf den östlichen und südöstlichen Schelf- und Hanggebieten gebildet, die wahrscheinlich Anhäufungen großer Mengen an klastischem Material aus benachbarten Flüssen entstammen.
  4. Verschiedene  "fluviale" Ablagerungen charakterisieren die Schelfe und wurden vermutlich hauptsächlich durch fluviale Prozesse bei subaerischer Freilegung abgesetzt.
  5. Chaotische "vulkanische" Ablagerungen, die lokale Becken (Nordbecken) füllen, sind wahrscheinlich auf vulkanische Massenbewegungen, wie z.B. pyroklastische Ströme, zurückzuführen.

Zusammenfassend zeigen unsere Daten, dass die Sedimentation in den Becken hauptsächlich durch tektonische, klimatische und vulkanische Faktoren gesteuert wurde. Wie mit Hilfe der wiederholten Muster von Seespiegelschwankungen vermutet, war der Effekt des Klimas in den Sedimentationsphasen am stärksten. Die sich in den Klinoformen der seismischen Daten widerspiegelnden Seespiegelschwankungen werden auch als morphologische Strukturen (Kanäle, Terrassen) in bathymetrischen Daten erkannt.

 

model

Modell der Seespiegelentwicklung und deren Schwankungen im Vansee rekonstruiert von Deniz Cukur (now at KIGAM, Korea)

Im Durchschnitt sind die Kanäle V-förmig, 5-25 m tief, 40-500 m breit und erstrecken sich über eine Wassertiefe von 200 m bis in etwa zur Schelfkante (Abb. 3). Frühere Studien beschreiben diese Vertiefungen als karstartige Morphologie, geflochtenes Kanalsystem und Pockennarben. Die Kartierung der räumlichen Verteilung der Depressionen mittels Fächerecholot-Bathymetrie lässt keinen Zweifel daran, dass sie Kanäle darstellen.

 

Ansprechpartner: Sebastian Krastel

Forschungsfahrten:

  • 2014 Bathymetric and seismic survey
  • 2012 Postdrilling Seismic Reflection Survey
  • 2010 ICDP Deep drilling campaign PALEOVAN
  • 2004 Pre-Site Seismic Survey

 

Publikationen

  • Cukur, D., Krastel, S., Çağatay, M.N., Damcı, E., Meydan, A.F., Kim, S.-P., 2015. Evidence of extensive carbonate mounds and sublacustrine channels in shallow waters of Lake Van, eastern Turkey, based on high-resolution chirp subbottom profiler and multibeam echosounder data. Geo-Marine Letters 35, 329-340.
  • Cukur, D., Krastel, S., Demirel-Schlüter, F., Demirbağ, E., Imren, C., Niessen, F., Toker, M., 2013. Sedimentary evolution of Lake Van (Eastern Turkey) reconstructed from high-resolution seismic investigations. International Journal of Earth Sciences 102, 571-585.
  • Cukur, D., Krastel, S., Schmincke, H.U., Sumita, M., Tomonaga, Y., Namık Çağatay, M., 2014. Water level changes in Lake Van, Turkey, during the past ca. 600 ka: climatic, volcanic and tectonic controls. Journal of Paleolimnology 52, 201-214.
  • Cukur, D., Krastel, S., Schmincke, H.-U., Sumita, M., Çağatay, M.N., Meydan, A.F., Damcı, E., Stockhecke, M., 2014. Seismic stratigraphy of Lake Van, eastern Turkey. Quaternary Science Reviews 104, 63-84.
  • Cukur, D., Krastel, S., Tomonaga, Y., Schmincke, H.-U., Sumita, M., Meydan, A.F., Çağatay, M.N., Toker, M., Kim, S.-P., Kong, G.-S., 2016. Structural characteristics of the Lake Van Basin, eastern Turkey, from high-resolution seismic reflection profiles and multibeam echosounder data: geologic and tectonic implications. International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau) 106, 239-253.
  • Litt, T., Anselmetti, F.S., Cagatay, M.N., Kipfer, R., Krastel, S., Schmincke, H.-U., Sturm, M., 2011. A 500,000-year-long sediment archive drilled in eastern Anatolia. Eos, Transactions American Geophysical Union 92, 477-479.
  • Litt, T., Krastel, S., Sturm, M., Kipfer, R., Örcen, S., Heumann, G., Franz, S.O., Ülgen, U.B., Niessen, F., 2009. ‘PALEOVAN’, International Continental Scientific Drilling Program (ICDP): site survey results and perspectives. Quaternary Science Reviews 28, 1555-1567.

 

studentische Arbeiten

  • Anke Neupert (2013) Seismische Stratigraphie des Nördlichen Beckens im Vansee, Ostanatolien (Diplomarbeit)