Forschung

Die Sedimentgesteine der Moodies Gruppe im Barberton Greenstone Belt (BGB), Südafrika, sind etwa 3,22 Ga alt und gehören zu den ältesten gut erhaltenen Flachwasserschichten der Welt. Sie erreichen eine stratigraphische Mächtigkeit von fast 4 km, sind lithologisch variabel und wurden innerhalb von ca. 1 bis 14 Ma abgelagert. Der metamorphe Grad ist untere Grünschieferfazies; die weit verbreitete frühdiagenetische Verkieselung hat Mikro- und Makrotexturen fast unverformt erhalten.

Die Moodies-Schichten stellen eine sehr hoch vergrößerte Aufzeichnung archaischer Oberflächenprozesse dar und sind wahrscheinlich weltweit einzigartig, da sie die regionale und zeitliche Kontextualisierung von analytischen Daten auf Mikroebene und mit hoher Auflösung ermöglichen. Sie sind mit ähnlich alten Schichten in der australischen Pilbara Region vergleichbar oder übertreffen diese. Ihre küstennahe Ablagerungsumgebung ist ideal für die Untersuchung und Kombination von Daten aus dem marinen und terrestrischen Umfeld. Sie zeichnen auch zahlreiche bio-geo-atmo-hydrosphärische Interaktionen auf, insbesondere solche, die mit vielfältigen und gut dokumentierten mikrobiellen Leben verbunden sind.

Um diese Prozesse durch frische und kontinuierliche Gesteinsabfolgen besser verstehen zu können, wurden Nov. 2021 bis Juli 2022 acht Forschungsbohrungen abgeteuft, deren Kerne wir derzeit im Rahmen eines großen inernationalen Projekts detailliert untersuchen

Das Gesamtziel von Bromacker ist, im Rahmen eines nationalen, auf fünf Jahre angelegten Kooperationsprojektes die weltweit einzigartige Fossillagerstätte „Bromacker“ im Thüringer Wald mit einem innovativen und interdisziplinären Arbeitsansatz neu zu erschließen und dieses Fenster in die frühe Evolution der Landwirbeltiere der Öffentlichkeit näher zu bringen.

TRACES befasst sich mit interdisziplinären Untersuchungen der kombinierten Auswirkungen von Klimawandel und anthropogenen Einflüssen auf aquatische und terrestrische Ökosysteme im östlichen Südafrika während der letzten 250 Jahre. Zu diesem Zweck werden bestehende Datensätze ergänzt und mit einer Vielzahl neuer Informationen verglichen, die aus marinen und terrestrischen Sedimentarchiven gewonnen werden.

Gesteine der Moodies-Gruppe beinhalten die ältesten guterhaltenen terrestrischen (d.h. auf dem Land abgelagerten) Gesteine; ältere Sedimentgesteine sind alle marin. Diese Gesteine können deshalb eine Vielzahl von Fragen beantworten: Wie hoch war die Oberflächeneinstrahlung ? Was war die Atmosphärentemperatur ? Wie intensiv war die Verwitterung ? War die Sonne jemals sichtbar ? Wie hoch waren die Tiden, und wie nahe war der Mond ? Gab es schon Leben auf dem Land ?

HyINTEGER steht für

Untersuchungen zur Integrität von Bohrungen und technischen Materialien unter stark korrosiven Bedingungen in geologischen Wasserstoff-Untergrundreservoiren. Für weitere Informationen klicken Sie bitte hier...Externer Link

Das auf drei Jahre bewilligte Verbund-Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert (Fördernummer: 03ET6073), hier geht es zur EnergiespeicherExterner Link 

Untersuchungen zur Integrität von Bohrungen und technischen Materialien unter stark korrosiven Bedingungen in geologischen Wasserstoff–Untergrundreservoiren.

BMWi–Projekt  (Grant no. 03 ET 6073)

"Holozäne Klimaereignisse in Nordarabien–Umweltveränderungen und menschliche Reaktionen" (DFG FR1489/5) (gemeinsam mit M. Engel und B. Plessen)"

2015 – 2018

Die Rolle der partiellen konvektiven Umwälzung im Barberton Grünsteingürtel: Verknüpfung von tiefen Krusten–Mantel– und Oberflächenprozessen durch integrierte sedimentäre und strukturelle Analyse der syntektonischen Moodies Gruppe

DFG-Stipendium für Christoph Heubeck (2017 – 2019)

Auf den Spuren der Entstehung der Bändereisen-Formation durch eine Untersuchung der 3,2 Ga alten Moodies-Gruppe, Barberton Greenstone Belt, Südafrika

DFG-Stipendium für Inga Köhler (2016 – 2018)

Teil des DFG-Gemeinschaftsprojektes "Lake System Response to Late Quaternary Monsoon Dynamics on the Tibetan Plateau" (DFG-Projekt Schw 671/8) innerhalb des SPP 1372 "Tibetan Plateau: Formation –  Climate – Ecosystems (TiP)".
P. Frenzel, A. Schwalb (Projektleiterin, TU Braunschweig), S. Mischke (FU Berlin)

Mikropaläontologie: Klimaindikatoren in limnischen und marinen Sedimenten, Süd Afrika

BMBF Projekt: P. Frenzel

Projektmitarbeiterin: Stephanie Meschner

Das älteste kartierbare Ökosystem der Welt: Moodies Group (3,2 Ga), Barberton Greenstone Belt, Südafrika

DFG-Stipendium für Christoph Heubeck (2014 – 2016)

Faziesanalyse des Mapepe Vorlandbeckens, Barberton Grünsteingürtel, durch Well–to–Well–Korrelation

DFG-Stipendium für Christoph Heubeck (2014 – 2016)

Untersuchung der geohydraulischen, mineralogischen, geochemischen und biogenen Wechselwirkungen bei der Untertage Speicherung von Wasserstoff in konvertierten Gaslagerstätten (H2STORE).

BMBF–Projekt (Fördernummer: 03 SF 0434)

(DFG–Projekt, PAK 443: Tien Shan - Pamir Geodynamic Program (TIPAGE))
Partner: Friedrich-Schiller-Universität Jena (Prof. Dr. Reinhard Gaupp, Dr. Thomas Voigt, Dipl. Geol. Martin Klocke)
Technische Universität Bergakademie Freiberg
GeoForschungsZentrum Potsdam

Die Genese der Homo erectus-Ausgrabungsstätte von Bilzingsleben wird mit Methoden der Mikrofazialanalyse, mikropaläontologischen Untersuchungen an Ostracoda und anderen Mikrofossilien sowie geochemischen Analysen von Ostracodenklappen und sedimentologischen Parametern untersucht. Ein Schwerpunkt ist die Rekonstruktion des Ökosystems, des Sedimentationsregimes und der Entstehung des archäologischen Horizonts. Außerdem sollen die allgemeinen Paläoumweltbedingungen zur Zeit des Homo erectus in Bilzingsleben rekonstruiert werden.

Thüringer Landesgraduiertenstipendium

05/2008-04/2010

Thomas Daniel, Peter Frenzel, Reinhard Gaupp

Das Projekt ist Teil der International Max Planck Research School for Global Biogeochemical Cycles (IMPRS–gBGC) in Zusammenarbeit mit der Friedrich-Schiller-Universität Jena (Graduiertenakademie).

Die Thüringer Mulde in Mitteldeutschland legt Ablagerungen der deutschen Muschelkalkabfolge aus der Trias frei, die aus Kalk- und Dolomitgesteinen besteht. In den Kalksteinen an den Hängen des Saaletals (z. B. im Steinbruch Bad Kösen) sind partielle Auflösung, Oxidation und Eisenumlagerung zu beobachten. Diese Merkmale sind in der Nähe eines mittelquartären Talbodens (Elsterterrasse) am stärksten ausgeprägt, nehmen im Querschnitt entlang von Klüften ab und erreichen ein Minimum in der Nähe des heutigen Grundwasserspiegels in einer topographischen Ebene in der Nähe des heutigen Talbodens. Dieses Beispiel einer Karbonatverwitterung schließt den mikrobiellen Einfluss auf die Wiederausfällung und die Zwischenspeicherung von Karbonat entlang von Bruchflächen ein. Darüber hinaus hat dieser Standort den großen Vorteil, dass der Zeitpunkt der Absenkung des Grundwasserspiegels um 100 m, der sich über >700 Ka erstreckt, aufgrund der topografischen Datierung der Terrassenbildung und der optisch stimulierten Lumineszenzdatierung (OSL-Datierung) ehemaliger Flusssedimente, die diese Terrassen bedecken, eine gute Alterskontrolle aufweist. Ziel dieser Fallstudie ist es, die wichtigen Prozesse der Karbonatverwitterung auf einer geologischen Zeitskala zu definieren und zu quantifizieren und die Raten des Materialtransfers mit CO2 im Laufe der Zeit zu bewerten.

Doktorand: Jens Kirstein

DGMK-Projekt 593–8

Paleo Oil- and Gasfields in the Rotliegend of the North German Basin: Effects upon Hydrocarbon Reservoir Quality (Paläo-Öl- und Gasfelder im Rotliegenden des Norddeutschen Beckens: Wirkung der KW-Migration auf die Speicherqualitäts-Entwicklung

Kurzfassung

Es wurde eine umfassende Studie mit dem Ziel durchgeführt, die Vorhersagegenauigkeit von 3D Seismik, geologischen Daten und Modellen zur Bestimmung von Reservoirqualitäten zu verbessern. Seismische Fazies-Klassen, die aus Neural Network Untersuchungen abgeleitet wurden, korrelieren mit den Reservoir-Charakteristika und können für Explorationszwecke genutzt werden. Deformationszonen belegen das Ausmaß von extensionellen Bruchsystemen, die, abhängig von der diagenetischen Fazies, positive oder negative Einflüsse auf die Reservoir-Charakteristika haben können.Basierend auf Bohrungsdaten, Modellierungen und seismischen Auswertungen wurde das konzeptionelle Diagenese-Modell bestätigt und in wesentlichen Teilen verifiziert. Über Petroleum System Modellierungen konnten Zeitmarken für verschiedene relevante Prozesse hinzugefügt und deren Einfluß auf die KW-Migration bestimmt werden.Die Bedeutung von Prä–Öl KW–Migration und der räumlichen Entfernung zum Karbon Muttergestein auf die Rotliegend Reservoir–Charakteristika muß hervorgehoben werden.

Projekt finanziert durch SHELL-NAM (Assen, Niederlande)
S. Waldmann, R. Gaupp, D. Beyer (Diplomarbeit) in Kooperation mit E. Spangenberg und S. Raab (GFZ, Potsdam) und A. Busch (SHELL, Rijswijk); 02/2009–02/2011

BMBF-Projekt (03G0704G), Teil des BMBF-Verbundvorhabens "CO2 Largescale EGR in the Altmark Natural-gas field - CLEAN" im Rahmen des Sonderprogrammes "GeotechnologienExterner Link"
D. Pudlo, B. Kohlhepp, R. Gaupp; 09/2008–06/2011

Projekt in Zusammenarbeit mit Gaz de France (Lingen)
R. Gaupp, A. Krallmann (GdF, Lingen); 2008-2009
Diplomarbeiten:
S. Klapperer: Zur Fazies des Buntsandsteins im Odenwald und nördlichen Oberrheingraben
M. Meisel: Petrographie, Fazies und Diagenese des Buntsandsteinreservoirs am Oberrhein

DFG–Projekt Ga 457/11, 13 (Teilprojekt) im Rahmen des SPP 1158 "Antarctic research with comparative investigations in the Arctic region"
R. Schöner, M. Elsner, R. Gaupp, in Kooperation mit L. Viereck-Götte, J. Schneider (Freiberg), B. Bomfleur (Münster), H. Kerp (Münster); 09/2005-06/2009

Multinationale Projektgruppe (11 E&P-Unternehmen, 6 nationale Geologische Dienste, 25 Universitäten und/oder Forschungszentren, 6 weitere Behörden und 3 Consulting-Unternehmen)
R. Gaupp (Teilprojekt); 2005 – 2009

Buntsandstein der Hessischen Senke als ein natürliches Analog
für industrielle CO2 Sequestrierung (COMICOR)

BMBF-Projekt (03G0695) im Rahmen des Sonderprogramms "Geotechnologien"
J. Köster, U. Hilse, J. Wendler, D. Pudlo, R. Gaupp, J. Kley, in Kooperation mit G. Nover, N. Zisser, J. v. d. Gönna (Univ. Bonn); 05/2008–04/2011

Analogstudie in natürlichen CO2-Speichergesteinen aus Mitteleuropa DFG-Projekt AD 315/1 D. Pudlo, R. Gaupp, D. Adelmann; 10/2005–06/2009

DFG-Projekt GA 457/10 im Rahmen des SPP 1135 "Dynamics of Sedimentary Systems under varying Stress Conditions by example of the Central European Basin-System"
A. Meier, R. Gaupp; 01/2006–12/2008

Promotionsprojekt des Graduiertenkollegs "Alteration and element mobility at the microbe–mineral interface"
D. Siegel, E. Kothe, R. Gaupp; 05/2006–04/2009

Promotionsprojekt mit Unterstützung eines DAAD–Stipendiums und des Graduiertenkollegs "Alteration and element mobility at the microbe–mineral interface"
W. Salama, R. Gaupp, M. El-Aref (Kairo); 10/2007-09/2009

Projekt der Sächsischen Akademie der Wissenschaften, Leipzig
R. Gaupp (Projektleiter), U. Koch (Bad Brambach), J. Heinicke (Freiberg); 1991 – 2010

n Kooperation mit dem CO2-SINK-Konsortium
A.-W. Blaschke (Diplomarbeit), R. Schöner, R. Gaupp, A. Förster (GFZ Potsdam); 2007 – 2008

P. Abram, R. Gaupp; 2003 – 2006

DFG-Projekt Ga 457/8 im Rahmen des SPP 1135 "Dynamics of Sedimentary Systems under varying Stress Conditions by example of the Central European Basin–System".
R. Schöner, R. Gaupp; 2002 – 2005

DFG-Projekt GA 457/9 im Rahmen des SPP 1135 "Dynamics of Sedimentary Systems under varying Stress Conditions by example of the Central European Basin-System".
R. Lippmann, R. Gaupp, in Kooperation mit GFZ Potsdam: V. Neumann, R. Ondrak, R. di Primio, B. Horsfield, 2002-2005

DGMK-Forschungsprojekt 593–8, in Kooperation mit GFZ Potsdam, RWTH Aachen, TEEC Isernhagen
R. Gaupp et al.; 2001 – 2003

Doktorarbeit
C. Fischer, R. Gaupp

mit Unterstützung des Landes Thüringen (Landesgraduiertenstipendium)
I. Kamradt, R. Gaupp, G. Büchel (Angewandte Geologie); seit 2003

DFG-Projekt GA 457/6
T. Voigt, H. v. Eynatten, J. Franzke, R. Gaupp; 2000 – 2003

Dissertation
N. Hug, R. Gaupp; 1999 – 2004

Dissertation
B. Willscher, R. Gaupp; 1998 – 2004

DFG – Projekt GA 457/4
M. Felder, R. Gaupp

Der mikrobielle Einfluss auf Verwitterung, reaktiven Transport und Remineralisierung wird vom Graduiertenkolleg "Alteration and element mobility at the microbe-mineral interface" untersucht. Der Forschungsgegenstand ist interdisziplinär und umfasst geologische, mineralogische, bodenkundliche, chemische und mikrobiologische Expertengruppen. Unser Hauptziel ist es, die Veränderungen von Mineralien im direkten Kontakt mit Mikroorganismen zu untersuchen.

Mikrobielle Stoffwechselprodukte sind für die aktive Veränderung von Mineralien verantwortlich. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Rolle der Mikroben auf den Mineralen zu untersuchen, was dazu beitragen wird, spezifische mikrobiell kontrollierte Prozesse zu identifizieren und die Kinetik solcher Reaktionen zu bestimmen.

Es konnte gezeigt werden, dass das Mehrkomponentensystem Schwarzschiefer (Tonminerale, organische Substanz, Opalin, Pyrit) direkt durch wachsendes Pilzinokulum verändert wird. Schizophyllum commune, ein Weißfäulepilz, setzt Enzyme frei, die organische Verbindungen oxidieren können. Der mikrobielle Einfluss auf Tonminerale (Klinochlor, Nontronit und Ripidolith) und organische Stoffe als Hauptbestandteile von Schwarzschiefer wird nun getrennt untersucht. Der Schwerpunkt der Projekte liegt auf experimentellen Studien wie der mikrobiellen Beimpfung von Mineralien. Wir untersuchen die Textur und Struktur der Minerale mit Hilfe der Curie-Punkt-Pyrolyse, der Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie und der Massenspektroskopie nach sequentieller Extraktion, der Auflichtmikroskopie, der Rasterelektronenmikroskopie, der Transmissionselektronenmikroskopie, der Rasterkraftmikroskopie, der vertikalen Weißlichtinterferometrie, der Raman-Spektroskopie und der Röntgentransmissionsmikroskopie. Mikroskopietechniken wie Rasterelektronenmikroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und Röntgentransmissionsmikroskopie wurden mit Spektralanalysen wie energiedispersiver Röntgenstrahlung und Nahkanten-Röntgenabsorptions-Feinstrukturspektroskopie kombiniert, um mikrobielle Veränderungen an Mineralien zu identifizieren. Die Auflösung wird mittels induktiv gekoppelter Plasmamassenselektroskopie und optischer Emissionsspektroskopie für relevante Elemente überwacht.

Da die wässrige Phase das Bindeglied zwischen Mikroben und Mineralien ist, liegt ein weiterer Schwerpunkt auf gelösten organischen Stoffen (DOM) in wässrigen Systemen, um mehr über Abbauprozesse in biogeochemischen Kreisläufen zu erfahren. Die Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometrie (FT-ICR-MS) wird eingesetzt, um die elementare Zusammensetzung von DOM in komplexen Systemen auf molekularer Basis zu ermitteln. Zusammen mit statistischen Ansätzen ermöglicht dieses leistungsstarke Instrument, Veränderungen in der molekularen Zusammensetzung während der Umwandlung nachzuvollziehen.

Ziel dieser Studie ist die Quantifizierung der mikrobiell vermittelten Auflösungsraten von Tonmineralen und organischen Stoffen als Hauptbestandteile von Schwarzschiefern. Schwarzschiefer kommen im ehemaligen Ronneburger Uranbergbaugebiet vor, wo ihre biologische Auflösung Auswirkungen auf biogeochemische Kreisläufe und die Freisetzung von Schwermetallen hat.

DFG-Projekt Lu 544/8
K. Föhlisch, T. Voigt, R. Gaupp, H. Lützner