Marine Geophysik und Hydroakustik

Westliche kontinentale Schelf von Australien

SO257 - WACHEIO: Western Australian Climate History from Eastern Indian Ocean Sediment Archives

Zusammenfassung

Während der Ausfahrt SO257 wurde ein Geometrics GeoEel Streamer, bestehend aus vier Festkörpersektionen (32 Kanäle) und eine Standard 1.7L Luftkanone verwendet. Ziel war es, hochauflösende 2D-Mehrkanal-Seismikdaten über eine Reihe von Transekten aufzuzeichnen. Das Hauptthema der Ausfahrt SO257 befasste sich mit der Entschlüsselung der paläoozeanographischen Umwelt entlang des westaustralischen Schelfs. Die Ausfahrt war im Rahmen des 'Integrated Ocean Discovery Project (IODP)' Expedition 363 in ein größeres Projekt "Western Pacific Warm Pool" integriert. Um geeignete Standorte zu wählen und Bohrungen in Ablagerungen von Massenbewegungen zu vermeiden, mehr sollten ursprünglich hochauflösende seismische Daten zur Voruntersuchung der Tiefbohrkampagne erhoben werden. seismic crew in front of RV Sonne

Leider fand die Bohrkampagne bereits ein Jahr vor der SO257 statt. Dennoch haben wir das Gebiet um die Bohrstelle U1482 sehr genau untersucht und können so unsere seismischen Daten mit den sedimentologischen und geophysikalischen Eigenschaften der Bohrkampagne korrelieren. Ein Team von drei Wissenschaftlern der AG Marine Geophysik und Hydroakustik wurden von internationalen Wissenschaftlern aus Australien in der Aufzeichnung seismischer Daten unterstützt.

Allgemeine Informationen zur Ausfahrt

Basierend auf der Analyse von hochauflösenden Klimaarchiven aus einer Reihe von Sedimentkernen am Kontinentalrand Westaustraliens (zwischen 15° und 32°S) und der Entwicklung einer hochauflösenden Chronologie mittels radiometrischer Datierung und benthischer Isotopen-Stratigraphie werden wir:

  1. die Hypothese der südlichen (nördlichen) Verschiebung der Westwinde und des südlichen Randes des tropischen Regengürtels während der Erwärmung (Abkühlung) der südlichen Hemisphäre testen;
  2. die Hypothese einer Reduktion der tropischen Konvektion und Schwächung der Walker-Zirkulation zeitgleich zur tropischen Aufheizung erforschen und damit die Konsequenzen zukünftiger globaler Erwärmung für die Vorhersage der tropischen Niederschläge bewerten;
  3. die Auswirkungen der Erwärmung der tropischen und südlichen Hemisphäre auf den "Indian Ocean Dipole" und den "Southern Annual Mode" entlang der Küste von Westaustralien untersuchen.

Um die Ziele zu erreichen, werden wir die Verschiebung von Klimagürteln entlang der Westküste Australiens während der wichtigsten Warm-/Kaltphasen der südlichen Hemisphäre in den letzten 135 000 Jahren rekonstruieren.

Seismische Erkundung

Die GI-Gun wurde mit dem Steuerbordseitenkran eingesetzt und ca. 20 m hinter dem Heck des Schiffes geschleppt. Sie besaß eine längliche Boje, die durch zwei Seilschlaufen mit dem Gun-Bügel verbunden war, sodass eine horizontale Stabilisierung in ~2 m Tiefe erfolgen konnte. Zur Eliminierung des Signals durch Luftblasen wurde der Injektor der GI-Gun mit einer Verzögerung von 42 ms, gegenüber dem Generatorsignal, ausgelöst . Die Luftkanone wurde mit einem Druck von 150 bis 163 bar geschossen. Die Aufnahmeintervalle variierten zwischen 6 und 8,5 s (abhängig von der Wassertiefe), was zu einem Schusspunktabstand zwischen ~15 und ~20 m bei 4,5 Knoten führte. Die Kanone funktionierte die meiste Zeit der Ausfahrt zuverlässig, scheiterte aber an einem seismischen Profil und musste gewartet werden. Daten aus diesem Profil sind von geringerer Auflösung als ähnliche Linien, da eine Kammer der Luftkanone nicht feuerte. Ein Trigger wurde von einer speziell angefertigten Einheit erzeugt, sodass die Schussraten und Verzögerungszeiten auf die Wassertiefe abgestimmt werden konnten. Für den Empfang der seismischen Signale wurde ein digitaler Streamer (Geometrics GeoEel) verwendet. Das System besteht aus einem Schleppkabel (~50 m), mit variabler Länge im Wasser, einem Schwingungsisolationsabschnitt (10 m lang) am Ende des aktiven Teils des Streamers und bis zu 4 aktiven Abschnitten (je 12,5 m lang). Ein aktiver Abschnitt enthält acht Kanäle (Kanalabstand 1,5625 m, Gesamtlänge 12,5 m), was 32 Kanäle für den gesamten Streamer ergibt. Während der ersten Linien wurden 3 aktive Sektionen genutzt. Durch die Reparatur eines weiteren Abschnitts in der Mitte der Ausfahrt, konnten jedoch für die restliche Fahrt 4 aktive Sektionen beansprucht werden. Zu jedem aktiven Bereich gehört ein A/D-Wandlermodul.

equipment

Messanordung an Border der Sonne auf SO257

Diese A/D-Wandler-Module sind kleine Linux-Computer. Die Kommunikation zwischen den A/D-Wandlermodulen und dem Aufzeichnungssystem im Labor erfolgt über TCP/IP. Ein Repeater befand sich zwischen dem Deckskabel und dem Schleppkabel (Lead-In). Die Datenerfassung erfolgte mit der Software von Geometrics. Das Analogsignal wurde mit 2 kHz digitalisiert. Die Daten wurden als multiplexe SEG-D-Dateien aufgezeichnet. Pro Schuss wurde eine Datei erzeugt. Der Erfassungs-PC ermöglichte eine Online-Qualitätskontrolle durch die Anzeige der Schussabstände, des Rauschfensters und des Frequenzspektrums für jede Aufnahme. Die Durchlaufzeit der Aufnahmen wurde ebenfalls angezeigt.

seismic

Comparison of 2D high resolution seismic data acquired during SO257 (left) and industry seismic data (right).

Dreißig seismische Profile wurden während der Ausfahrt aufgenommen. Die flachen Teile dieser Daten zeigen eine wesentlich höhere Auflösung der Schichten als die Mehrkanal-Seismikdaten aus der Industrie. Seismische Reflexionsprofile bildeten eine Reihe von Unterwasser-Massentransportmerkmalen ab, darunter die obersten Abrisskanten und Hangrutschungskomplexe entlang des Kontinentalrandes. Während die Endbearbeitung noch nicht abgeschlossen ist, zeigt die Erstbearbeitung der Bilder einen gestörten Meeresboden mit unregelmäßigen bis chaotischen Reflexionen auf Teilen des Meeresbodens. Mögliche Störungen werden auf mehreren Profilen abgebildet.


Ansprechpartner: Katja Lindhorst

Fahrtteilnehmer und Partnerinstitute (Seismic Crew):

 

Forschungsfahrten:

  • May 2017: FS SONNE - SO257 WACHEIO: Western Australian Climate History from Eastern Indian Ocean Sediment Archives