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Geologie

Orogene Prozesse 

Dieser Bereich zeichnet sich durch intensive Vernetzung von strukturgeologischen, tektonischen, geochronologischen und petrologischen Forschungsansätzen aus. In den letzten 20 Jahren etablierte sich diese Forschungsrichtung am Standort Graz kontinuierlich. Die Kombination von strukturgeologischen, petrologischen, geochemischen und geochronologischen Methoden bei der Bearbeitung von diesbezüglichen Fragestellungen erwies sich als sehr erfolgreich. Einen wesentlichen Schwerpunkt bildet die Untersuchung von Einheiten mit Hochdruckmetamorphose bzw. hochgradig metamorpher Überprägung und deren Exhumierung. Mehrere Projekte in Argentinien, Ägypten, Kenya/Tanzania, Nordgriechenland, Tschechien und Alaska wurden oder werden momentan durchgeführt. Herausragende Erfolge waren u.a. eine tektonische Neugliederung des Ostafrikanischen Orogens in Tanzania bzw. der durch Diamanteinschlüsse in Granat von Glimmerschiefern belegte Nachweis einer Ultrahochdruck-Metamorphose im Rhodopengebirge.

Geochronologische und geochemische Studien in den Alpen ermöglichten in vielen Bereich neue Modelle zur Entwicklung der prä-Alpidischen und Alpidischen Kruste der Alpen.

Geodynamische Prozesse und Neotektonik 

Die Erarbeitung der Zusammenhänge zwischen endogener Dynamik und oberflächennahen Prozessen gewann in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung. Wesentlich dabei sind vor allem die Auswirkungen von rezenten bis subrezenten Bewegungen entlang von Störungen und Störungszonen, und die Auswirkungen auf Oberflächenprozesse, wie die Hebung von Krustenblöcken, die Bildung eines Reliefs, und die Entwicklung der Morphologie inklusive des Gewässernetzes. Auch für diesen Bereich hat sich die Kombination von strukturgeologischen Methoden, Niedrigtemperaturgeochronologie, und sedimentgeologisch – stratigrafischen Methoden als vorteilhaft erwiesen. Vor allem für Erosionsprozesse und Gewässerdynamik hat sich die numerische Modellierung besonders bewährt. Mehrere Projekte, vorzugsweise in teilweise noch aktiven jungen Kollisionsorogenen (Alpen, Himalaya), wurden und werden momentan durchgeführt. Weiters werden fächerübergreifende Studien innerhalb dieses Bereiches in Hinblick auf hydrologische Wirksamkeit von Störungen und Störungssystemen durchgeführt.
http://www.topo-europe.eu

 

Kontinentkollision im Himalaya: die Grafik zeigt den Zusammenhang zwischen Prozessen in der Unterkruste und dem Erdmantel und Prozessen an der Oberfläche. Der Abriss der subduzierten Lithosphärenplatte bewirkt die Hebung des Himalaya und des tibetischen Plateaus (aus Frisch & Meschede: Plattentektonik).

Tektonik konvergierender Plattengrenzen

Graz ist österreichweit in der wissenschaftlichen Erforschung der Geologie der Ozeane führend und international sichtbar. Das „International Ocean Discovery Program“ (IODP) ist ein internationales Forschungsprogramm zur Untersuchung des Ozeanbodens mittels Bohrungen, um die Entwicklung der Erde besser zu verstehen. Dazu werden Hochsee-Forschungsplattformen verwendet, um Daten in Meeressedimenten und Festgesteinen der Ozeanböden zu gewinnen, und über permanente Messsyteme am Ozeanboden Prozesse über lange Zeiträume zu dokumentieren und zu analysieren.

http://www.iodp.org/

Die Prozesse, die für die Entstehung schwerer Erdbeben im Bereich von erosiven Plattengrenzen verantwortlich sind, besser zu verstehen, war Ziel des „Costa Rica Seismogenesis Project (CRISP)“.

CRISP befindet sich in der einzigen bekannten seismogenen Zone an einer erosiven Plattengrenze, die mittels wissenschaftlicher Bohrungen erreicht wrden kann. Expedition 344 konzentrierte sich auf die Randbedingungen wie lithologische Zusammensetzung der subduzierten Platte, Hydrologie und thermische Struktur im Bereich der Mittelamerikanischen Tiefseerinne.

Während IODP Expedition 352 wurde ein Abschnitt der vulkanischen Stratigraphie des äußeren Forearcs des Izu-Bonin-Mariana-Systems erbohrt, mit dem Ziel, die mit dem Beginn eines Subduktionsprozesses verbundenen Prozesse von Magmatismus, Tektonik und Krustenakkretion zu verfolgen. Die Ergebnisse dieser Expedition haben wiederum Auswirkungen auf das Verständnis des Ursprungs von vielen Ophioliten, von denen angenommen wird, dass sie sich in einem ähnlichen tektonischen Setting bilden.

IODP Expedition 366 untersuchte den Chemismus, die Mikrobiologie und die physikalischen Eigenschaften von spezifischen Sedimenten, welche Serpentinitschlammvulkane aufbauen, und von fluiden Phasen aus der Erdkruste und dem Erdmantel. Die Serpentinitschlämme werden westlich oberhalb des Marianengrabens durch Serpentinitschlammvulkane am Ozeanboden, in einer Tiefe von etwa 4000 bis 2000 m unter dem Meeresspiegel, gefördert.

Bathymetrische Karte des westpazifischen Raumes; markiert sind die während IODP Expedition 366 untersuchten Serpentinitschlammvulkane (Fryer, P., Wheat, C.G., Williams, T., and the Expedition 366 Scientists, 2018. Mariana Convergent Margin and South Chamorro Seamount. Proceedings of the International Ocean Discovery Program, 366: College Station, TX (International Ocean Discovery Program). doi.org/10.14379/iodp.proc.366.2018).

Univ.-Prof. Mag. Dr.rer.nat.

Walter Kurz

Institut für Erdwissenschaften
Telefon:+43 316 380 - 5588


nach Vereinbarung

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