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Thermische Struktur am Baikal-Rift Gregor Golabek.

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Präsentation zum Thema: "Thermische Struktur am Baikal-Rift Gregor Golabek."—  Präsentation transkript:

1 Thermische Struktur am Baikal-Rift Gregor Golabek

2 Messung des Wärmeflusses q – Wärmefluss k – Wärmeleitfähigkeit wird im Labor an Proben vom Messort bestimmt dT/dz –Temperaturveränderung mit der Tiefe mittels mehrerer Thermistoren gemessen Wasser: Messungen bis etwa in 20m Tiefe am Seegrund Land: Messungen in Bohrlöchern in Tiefen von 0,3-5km

3 aus: Lowrie, 1997

4 Messung des Wärmeflusses © Uni Bremen

5 Wärmefluss aus der Erde Mittlerer Wärmefluss: global: 87 mW/m 2 Kontinente: 65 mW/m 2 Ozeane: 101 mW/m 2

6 Der Baikal-Rift aus: Lysak & Sherman,2002 Wärmefluss am Baikal-Rift: Hintergrund: mW/m 2 Anomalien: 100 mW/m 2 Extrem: mW/m 2

7 Wärmefluss am Baikal-Rift aus: Poort et al., 1998

8 Wärmefluss entlang des NBB-Profils aus: Poort et al., 1998

9 Aufwölbung der Asthenosphäre Lithosphärendicke mittels seismologischer und gravimetrischer Methoden bestimmt zu: 200km unter dem Sibirischen Kraton km unter dem Trans-Baikal-Faltengürtel Verjüngung der Krustenmächtigkeit auf 35-37km unter dem Baikal-Rift Vergleich: Sibirischer Kraton: 40km Krustenmächtigkeit Umgebende Faltengebirge: 45km Krustenmächtigkeit Ergebnis: Kruste unter dem Baikal-Rift von der Dehnung kaum betroffen Wärmefluss dürfte kaum beeinflusst werden Geringe Breite der Anomalien (~3km) deutet auf Tiefe der Wärmequelle von nur 300m hin inkonsistent mit tiefer Wärmequelle kein geophysikalischer Hinweis auf oberflächennahe Diapire

10 Aufwölbung der Asthenosphäre aus: Poort et al., km Lithosphäre ~40km Kruste Asthenosphäre

11 Abhängigkeit Tiefe-Wärmestrom Abstand [km]

12 Wärmefluss am Baikal-Rift Idee: Umverteilung des Wärmeflusses durch topographisch angetriebene Wasserzirkulation in der oberen Kruste Was muss bei Modellierung berücksichtigt werden? Sedimentverfüllung von 4-7km Mächtigkeit innerhalb ider letzten 5Ma und Wassertiefe von 1,6km in Modell imitaufgenommen Rifting-Prozess muss Entstehung der Topographie (~ m Höhe) um den Baikalsee berücksichtigen hydraulische Durchlässigkeit der Sedimente und des ikristallinen Fundamentgesteins muss bekannt sein

13 Darcy-Gesetz v - Geschwindigkeit des Wassers im Material K - hydraulische Durchlässigkeit - Dichte des Materials g - Schwerebeschleunigung (g=9,81m/s 2 ) dp/dx - Druckänderung mit dem Ort

14

15 Wärmetransport durch Grundwasser aus: Poort & Polyanski, 2002

16 Wärmetransport durch Grundwasser aus: Poort & Polyanski, 2002

17 Wärmeflussumleitung aus: Poort & Polyanski, 2002

18 Vergleich: Natur-Modell aus: Poort & Polyanski, 2002

19 Hydraulische Durchlässigkeit aus: Bear, 1972

20 Wärmetransport durch Grundwasser laterale Umverteilung des Wärmeflusses von den höher gelegenen Gebirgszügen zum Baikalbecken Umleitung erhöht den Wärmefluss im Baikal-Becken um etwa % und schwächt denjenigen im umliegenden Gebirge ab größte Wärmeumverteilung findet in 1-2km Tiefe statt gute Erklärung des hohen Wärmeflusses an den Flanken Fliessgeschwindigkeiten von Durchlässigkeit des Materials und von Steigung der Topographie abhängig Oberflächennah: ~1-6 m/a an der östlichen Flanke ~4-24 m/a an der steileren westlichen Flanke Gute Übereinstimmung mit Messungen der Austrittsgeschwindigkeit an i hydothermalem Schacht (~1,06·10 -6 m/s33 m/a)

21 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!


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