06 Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie
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Item Open Access Rekonstruktion der Ablagerungsverhältnisse im nordalpinen Vorlandbecken Südwest-Deutschlands(2006) Maurer, Holger; Seyfried, Hartmut (Prof. Dr.)Während der Erdöl- und Ergasprospektion zu Beginn der 50er Jahre rückte das Nordalpine Vorlandbecken (Molassebecken) in den Mittelpunkt des Forschungsinteresses. In den kommenden Jahrzehnten wurden zahlreiche Tiefbohrungen im Molassebecken abgeteuft und somit die Grundlage für eine lithostratigraphische Gliederung der sedimentären Abfolge geschaffen. Bis zur heutigen Zeit gibt es nur wenige sedimentologische und sequenzstratigraphische Untersuchungen zum Ablagerungsmilieu der klastischen Sedimente im Nordalpinen Vorlandbecken Süddeutschlands. Das Ziel der vorliegenden kumulativen Arbeit war es, in verschiedenen Themenbereichen mit sedimentologischen, paläopedologischen, geophysikalischen und mathematischen Methoden die Ablagerungsverhältnisse im Molassebecken zu rekonstruieren. In fünf Veröffentlichungen werden verschiedene stratigraphische Altersabschnitte des Nordalpinen Vorlandbeckens in Südwestdeutschland behandelt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen wurde dabei auf die ältesten und die jüngsten Sedimentabfolgen im Molassebecken gelegt, die gleichzeitig den Beginn und das Ende der sedimentären Vorlandbecken-Entwicklung repräsentieren.Item Open Access Die klastischen Sedimente der karbonen Hochwipfel- und Auernig-Formation der Ostkarawanken (Österreich/Slowenien) : Sedimentologie, Geochemie und Provenanz(2001) Kutterolf, Steffen; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)In dieser Arbeit untersuche ich die karbonen Sedimente der Hochwipfel- und Auernig-Formation in den Ostkarawanken (Österreich/Slowenien). Aus den Ergebnissen der Sedimentologie, Geochemie und Petrographie versuche ich, mit Hilfe der Provenanzanalyse die Entwicklung des Ablagerungsraumes und die geodynamische Stellung der Sedimentationsbecken in den paläozoischen Karawanken zu rekonstruieren. Diese werden dann in einen plattentektonischen Zusammenhang eingebunden und eine karbone Beckenentwicklung abgeleitet. Die Änderungen der unterschiedlichen Provenanzsignaturen aus der Dünnschliff- und Schwermineralanalyse sowie der Mineralchemie und Gesamtgesteinsgeochmie lassen es zu, folgende Beckenentwicklung für die Hochwipfel- und Auernig- Formation anzunehmen. Im Liegenden der Hochwipfel-Formation entwickelte sich in Folge von Dehnungen in der kontinentalen Kruste ein Becken, in das vor allem Detritus des kontinentalen Hinterlands gelangt. Im Folgenden wird der Einfluss eines magmatischen Bogens im Randbereich des Ablagerungsbeckens stärker und führt zu einer Mischung der Liefergebiete. Zum Hangenden der Hochwipfel-Formation hin wird dieser aktive magmatische Bereich im Zuge der variszischen Orogenese zergliedert und aufgearbeitet. Der Detritus dieses erodierten magmatischen Bogens dominiert die Sedimente der obersten Hochwipfel-Formation. Bei der Schließung des Hochwipfel-Beckens entstanden kleinen Restbecken, in denen sich der liegende Teil der Auernig-Formation ablagerte. Als diese Restbecken verfüllt waren, entwickelte sich im oberen Teil der Auernig-Formation eine flachmarine, klastische und karbonatische Sedimentation eines Randmeeres. Diese Beckenentwicklung erklärt am Besten die sedimentologischen, petrographischen und geochemischen Merkmale in den Sedimenten der Hochwipfel- und Auernig-Formation der Ostkarawanken, die von mindestens zwei unterschiedlichen Liefergebieten geschüttet werden.Item Open Access Oberjurassische Korallenriffe von Nordostfrankreich (Lothringen) und Südwestdeutschland(2001) Laternser, Ralf; Krautter, Manfred (PD Dr.)Die Umweltbedingungen zur Wachstumszeit einzelner oberjurassischer Korallenriffe und großräumiger Korallenrifflächen im Bereich des heutigen Nordostfrankreich und Südwestdeutschland konnten durch die Analyse der Riffauna, von sedimentologischen Kriterien und dem Vergleich mit heutigen Riffumwelten rekonstruiert werden. Während die großflächig verbreiteten, oxfordischen Riffabfolgen von Nordostfrankreich und des Isteiner Klotzes in Südbaden auf einer ausgedehnten, morphologisch wenig gegliederten Karbonatrampe abgelagert wurden, handelt es sich bei der Abfolge von Arnegg auf der Schwäbischen Alb um ein vergleichsweise kleinräumiges Plattformriff auf einer submarinen Untiefe, zur Zeit des Kimmeridgiums. Für die ökologische Bewertung und den Vergleich unterschiedlicher Korallenriffkörper bewährte sich eine neu erarbeitete Riffklassifikation. Diese Klassifikation gründet sich auf ökologisch aussagekräftige, genau definierte faunistische und strukturelle Merkmale des Riffkörpers und ermöglicht den Vergleich verschiedener Riffkörper und Rifftypen und über geologische Zeiträume hinweg. Als maßgeblich das Riffwachstum steuernde physikalisch-chemische Umweltfaktoren lassen sich Licht, Sedimentation, Temperatur, Sauerstoff- und Nährstoffgehalt und Salinität erkennen, die durch die Topographie des Meeresbodens, Substratbeschaffenheit und die Lage der Riffe auf dem Schelfprofil beeinflußt werden. In allen untersuchten Ablagerungsräumen bezeugt die zeitliche Abfolge von Korallengemeinschaften und Rifftypen eine zunehmende Verflachung der Ablagerungsräume. Der Einsatz von Korallen- und Korallenriffwachstum steht allgemein im Zusammenhang mit stark herabgesetzten Sedimentationsraten: bei den oxfordischen Riffen im Zuge einer globalen Transgression - beim Plattformriff von Arnegg aufgrund der erhabenen Lage auf einer Untiefe. Steigende Sedimentationsraten töten schließlich das Korallenwachstum ab.Item Open Access Sequence stratigraphy, sedimentology and provenance of the Upper Cretaceous siliciclastic sediments of South Jordan(2005) Baaske, Uwe Peter; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)The aim of this study was to establish a sequence stratigraphic framework for the Upper Cretaceous (Albian to Santonian) sedimentary rocks of South Jordan. This was accomplished by detailed sedimentological studies and facies analysis. Furthermore the provenance and weathering history of the siliciclastic rocks was determined by using sedimentary petrography and bulk rock geochemistry. The study area is situated in the southern part of Jordan, about 60 km south of the city Ma'an, between the city Ras en Naqb in the West to Naqb Ataik in the East. Here a succession of Palaeozoic to Cretaceous sedimentary rocks is exposed along a NW-SE to E trending, about 90 km long escarpment. Along this escarpment fifteen vertical sections were logged in detail and samples where taken in the Cretaceous deposits. On the basis of these logs the facies analysis and sequence stratigraphic interpretation was carried out. Selected samples were used for petrographical and geochemical studies. Facies analysis showed that the Upper Cretaceous sediments were deposited in a terrestrial to marine setting. The examined sedimentary succession comprises ten environmental depositional facies, which can be grouped into four major facies associations. These four facies associations are (i) the shelf facies association, (ii) the shoreface facies association, (iii) the marginal marine facies association and (iv) the coastal plain facies association. The repeated interfingering of terrestrial and marine environments shows, that the examined sediments were deposited in a shallow marine siliciclastic to mixed siliciclastic-carbonate coastal system. The facies correlation of the logged sections reveals that the sedimentary succession can laterally be sub-divided into three major depositional systems: (i) a siliciclastic ramp, (ii) a mixed carbonate-siliciclastic ramp and (iii) an alluvial system. Vertically these depositional systems are arranged in repeating cyclothems. An ideal cyclothem consists of a retrograding siliciclastic ramp system, a mixed siliciclastic-carbonate ramp system, a prograding siliciclastic ramp system and is ended by an alluvial plain system. The shelf system was generally wave/storm dominated, whilst the prograding siliciclastic ramp system was supply dominated. The retrograding siliciclastic ramp, as well as the mixed siliciclastic-carbonate ramp system was accommodation-dominated. The coastal system can be divided into a regressive and a transgressive system. Under regressive sea-level conditions sand dominated braid deltas formed. Transgressive sea-level conditions resulted in a coastal system controlled by wave dominated estuaries and barrier/lagoon complexes. On the coastal plain anastomosing to meandering sand dominated river systems with wide overbank areas developed during transgressive times. During regressive sea-level conditions the nearshore river system changed to a more braided one that was directly linked to the braid deltas forming during these intervals. The sequence stratigraphic interpretation of the correlated sections shows that the studied sedimentary succession includes eight third-order sequences. The basal four sequences comprise the Cenomanian to Coniacian Ajlun Group, while the top four sequences are situated within the Coniacian to Santonian Belqa Group. Moreover sequences 1, 2 and 4 can each be further subdivided into two sequences of higher order. Basically all sequences include forced regressive deposits formed during the relative sea-level fall. Characteristic features of forced regressions, like for example sharp based shoreface deposits, are frequently present within the logged sections. Due to the significance of the regressive part of the relative sea-level for the studied sediment succession the sequence stratigraphic model introduced by Plint and Nummedal (2000) was used. This sequence stratigraphic model combines the complete sea-level fall in a new falling stage systems tract (FSST), which opposes LST, TST and HST. Comparison of the sequence stratigraphic interpretation with the major depositional systems shows that the depositional systems correspond very well with the four systems tracts of the applied sequence stratigraphic model. The alluvial plain system developed during the LST, the retrograding siliciclastic ramp system during the TST. The mixed carbonate-siliciclastic ramp system corresponds to the HST and the prograding siliciclastic ramp system is associated with the FSST. Relative sea-level changes and sediment supply were the main controlling parameters for the sequence architecture of the examined deposits. Since subsidence was low and no synsedimentary tectonic influenced the examined sediments, the relative sea-level changes are basically eustacy driven. Therefore the reconstructed sea-level curve resembles strongly global curves. The siliciclastic sediment supply is related to sea-level changes and associated with back stepping fluvial incision during the FSST and LST. Light mineral analysis shows that the Cretaceous sands and sandstones of South Jordan are basically mineralogical mature and can be classified as quartz arenites. Only the fine to medium grained sands and sandstones of the study area exhibit a slightly higher content of feldspar, classifying them as subarkoses. Heavy mineral analysis reveals a dominance of the ultrastable heavy minerals zircon, tourmaline and rutile. Especially zircon is predominant in the examined samples. With a mean ZTR-index of 97.9, the heavy mineral content reflects the mineralogical maturity of the sediments shown by the light mineral analysis. The studied sands and sandstones experienced a rather restricted spectrum of diagenetic processes. The compaction of the sediments was low to moderate, which is for example reflected by high IGV values. This and the lack of destructive grain contacts and pressure solution indicate that the sediments did not encounter deep burial or thick overburden. Concerning the cementation of the examined sediments, the sandstones display three major cementing phases. Sandstones cemented by clay minerals are only weakly lithified and display the highest intergranular porosities of all samples. Sandstones cemented by carbonate minerals (calcite and dolomite) or iron-oxides are well lithified and usually display only low values of intergranular porosities. The cementation with carbonate minerals is facies dependant and only occurs in marine sediments. Both, petrographic and geochemical provenance analysis point to the deposition of the Cretaceous sandstones of South Jordan within a passive continental margin setting. As source rock for the studied samples a continental block and/or a craton interior is most likely. Furthermore, a clear trend towards a recycled sedimentary source is obvious in the petrographical as well as in the geochemical studies. Especially the presence of resedimented quartz grains and the enrichment of zircon in the sediments support this. The presented study shows that the Arabo-Nubian-Shield and its Palaeozoic sedimentary cover are the source area for the Cretaceous siliciclastic sediments of South Jordan. The examined sediments follow normal weathering trends in the weathering diagrams. The corresponding CIA values point to a moderate weathering for most samples. Only the sandstone and some claystone samples have high CIA values typical of recycled sediments.Item Open Access Die Invariantendarstellung in der Satellitengradiometrie : theoretische Betrachtungen und numerische Realisierung anhand der Fallstudie GOCE(2007) Baur, Oliver; Sneeuw, Nico (Prof. Dr.-Ing.)Die Satellitengradiometrie (Satellite Gravity Gradiometry, SGG) ist die derzeit modernste Technik zur Bestimmung und Modellierung hochauflösender Gravitationsfelder. Sie gründet auf der Beobachtung zweiter Ableitungen des Gravitationspotenzials, welche als Gravitationsgradienten (GG) bezeichnet werden und deren Gesamtheit im Gravitationstensor (oder Eötvös-Tensor) zusammen gefasst ist. Letzterer zeichnet sich durch Symmetrie und Spurfreiheit aus. Technisch realisiert wird die Gradiometrie über skalierte Beschleunigungsdifferenzen zwischen frei fallenden Testmassen. Mittels der Kombination aus sechs dreidimensionalen Beschleunigungsmessern lässt sich der volle Gravitationstensor im dreidimensionalen Raum aufstellen. Herkömmlicherweise erfolgt die Gravitationsfeldbestimmung aus SGG Beobachtungen durch die Analyse einzelner GG. Dabei wird für jeden beobachteten GG der (lineare) funktionale Zusammenhang zu den unbekannten Gravitationsfeldparametern hergestellt. Es ergibt sich folglich für jeden GG eine individuelle Beobachtungsgleichung. Dieser Ansatz wird hier als die klassische Vorgehensweise betrachtet. Sie kommt ohne die Orientierung des Gravitationstensors relativ zum Referenzsystem der Gravitationsfeldmodellierung nicht aus, da die einzelnen GG abhängig von der Lage des Gradiometersystems im Raum sind. Alternativ dazu befasst sich der erste Teil dieser Arbeit mit der theoretischen Gravitationsfeldanalyse basierend auf den Rotationsinvarianten des Gravitationstensors. Diese Größen verhalten sich invariant gegenüber orthogonalen Transformationen und lassen sich damit unabhängig von der Orientierung des Gravitationstensors formulieren. Andererseits ist die Invariantendarstellung mit einer Reihe von Erschwernissen verbunden. Die nicht-linearen Funktionale des Gravitationspotenzials verlangen eine entsprechende Linearisierung. Daran gekoppelt ist ein iterativer Lösungsprozess. Dabei ist eine effiziente Linearisierungsstrategie maßgeblich von drei Faktoren abhängig: einem möglichst kleinen Linearisierungsfehler, schnellem Konvergenzverhalten und einem geringen numerischen Aufwand. Es stellt sich heraus, dass die Linearisierung in Form einer Störungsrechnung alle drei Kriterien erfüllt. Darüber hinaus gründet die Invariantendarstellung auf der Volltensorgradiometrie. Dies impliziert, dass sämtliche GG mit möglichst gleicher Genauigkeit verfügbar sein müssen. Eine derartige Annahme kann jedoch nicht grundsätzlich vorausgesetzt werden. Um die Volltensorgradiometrie allgemeingültiger zu gewährleisten, wird deshalb die synthetische Berechnung unbeobachteter GG untersucht. Aktuelles Interesse erfährt die Satellitengradiometrie derzeit vorrangig durch den geplanten Start der Mission GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) im Frühjahr 2008. Die numerischen Beispiele der Invariantendarstellung basieren auf einer Simulationsrechnung dieses Szenarios. Die Güte der erhaltenen Lösungen wird gegenüber den Ergebnissen unter Anwendung des klassischen Analyseverfahrens von SGG Beobachtungen abgegrenzt. So widmet sich der zweite Teil dieser Arbeit der rechentechnischen Umsetzung der Gravitationsfeldanalyse. Die auftretenden Gleichungssysteme werden nach der Methode der kleinsten Quadrate gelöst. Neben der direkten Lösungsmethode durch Inversion des Normalgleichungssystems nimmt hier das iterative LSQR (Least-Squares unter Verwendung einer QR Zerlegung) Verfahren eine zentrale Rolle ein. Es stellt nur geringe speichertechnische Anforderungen. Des weiteren ist es hinsichtlich der parallelen Implementierung auf Multiprozessor-Plattformen weitaus systemunabhängiger und effizienter als die direkte Lösungsmethode. Das LSQR Verfahren wird für dessen wirtschaftlichen Einsatz in der Gravitationsfeldbestimmung angepasst bzw. erweitert. Zentrale Aspekte sind in diesem Zusammenhang die Regularisierung und Präkonditionierung. Während die Regularisierung Einfluss auf die Güte der Lösung nimmt, zielt die Präkonditionierung auf das beschleunigte Konvergenzverhalten des iterativen Prozesses ab. Weiterhin werden die entsprechenden Konzepte und Ergebnisse der parallelen Implementierung aufgezeigt. Die Umsetzung der Algorithmen erfolgt auf Hochleistungsrechnern des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS) und des Center for Computing and Networking Services in Amsterdam (SARA). Tatsächlich blieben umfassende Simulationsrechnungen der Invariantendarstellung mit Hinblick auf die Satellitengradiometrie bisher aus. Diese Lücke wird mit der vorliegenden Arbeit geschlossen. Die Kombination aus physikalisch-mathematischer Modellbildung und effizienter numerischer Umsetzung demonstriert letztlich die erfolgreiche Handhabung der Invariantendarstellung in der Satellitengradiometrie.Item Open Access Die klastischen Sedimente von Süd-Elfenbeinküste : Provenanz, Umlagerungsprozesse und Entstehung des Goldvorkommens 'Belle Ville'(2001) Wozazek, Stefan; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)In meiner Arbeit untersuche ich Prozesse, die im Gebiet des randlichen 'Côte d’Ivoire'-Beckens die Ausbildung der klastischen Sedimente bestimmten. Für die Untersuchung wählte ich kretazische bis tertiäre Sedimente des Beckens und quartäre, goldführende Ablagerungen nördlich des Beckenrands aus. Die Schwermineralassoziation der Sedimente von Alb bis Turon zeigt nahegelegene Liefergebiete und kurze Transportwege an. Die Schwermineralführung der Sedimente von spätem Cenoman bis Neogen lässt auf eine Vergrößerung des Liefergebiets und auf einen längeren Transport schließen. Der Wechsel in der Schwermineralassoziation während des späten Cenomans zeigt den Übergang von der Syn-Rift-Phase mit einer störungsgebundenen Kliffküste zu der Drift-Phase mit einer Ausgleichsküste auf einem schmalen Schelf. Tertiäre Meeresspiegelschwankungen führten mehrfach zur Freilegung des Schelfs und zu lateritischen Bodenbildungen auf den randmarinen Sedimenten. Aufgrund des Südwest-Monsuns herrschte während des Neogens ein östlich gerichteter Strandversatz vor. Dagegen überwog während des späten Cenoman bis ins Paläogen ein Südost-Passat, der einen westlich gerichteten, lateralen Sedimenttransport verursachte. Nördlich des Beckenrands befinden sich über alteriertem Basement sedimentäre Goldvorkommen. Die Primärmineralisation fand während einer bruchhaften Deformationsphase im Proterozoikum statt. Ein humid-tropisches Klima führte zur Ausbildung von mächtigen Verwitterungsdecken. Das Gold unterlag supergener Alteration. Während einer arideren Klimaphase kam es zur Zerschneidung der Rumpffläche. Das Gold wurde dabei mechanisch umgelagert. Anschließende chemische Verwitterung zeigt die Rückkehr humid-tropischer Verhältnisse an. Die Korrelation von Flächenbildungs- und Einschneidungsphasen zeigt, dass die randliche Zertalung der neogenen Beckensedimente zeitgleich mit der Ausbildung der goldführenden Sedimente während einer interpluvialen Phase im Pleistozän stattfand.Item Open Access Numerical modeling of post-seismic displacement fields(2001) Abolghasem, Amir Masoud; Grafarend, Erik W. (Prof. Dr.-Ing. habil. h.c. mult.)Um die Deformationen der Erde unter der Einwirkung verschiedener anregender Kraftfelder, z.B. Oberflächenlasten und Erdbeben zu untersuchen, werden mehrere Modelle aufgestellt, die zu hochinteressanten Ergebnissen führen. Obwohl das Hauptanliegen der Arbeit in der Darstellung postseismischer Verschiebungsfelder besteht und sich damit vor allem mit dieser Klasse von Anwendungen beschäftigt, wird - aus der Motivation heraus, die Methode durch Vergleich mit bestehenden Lösungen zu testen - auch das Verschiebungsfeld bei Einwirkung einer einfachen Oberflächenlast berechnet. Mit der Einführung der Dislokations-Theorie durch Steketee [1958] sind zahlreiche analytische Formulierungen zur Beschreibung seismischer Deformationen entwickelt worden, wobei jedes nachfolgende Modell aus Gründen stärkerer Realitätsnähe entweder eine kompliziertere Anregungsfunktion als das vorhergehende verwendet oder weitergehende Effekte berücksichtigt. Die angesetzten Anregungen reichen dabei von punktförmigen Oberflächenlasten bis zu geneigten inneren Verwerfungen. Das einfachste untersuchte Erdmodell besteht aus einem nichtgravitierenden, homogenen, isotropischen, linearen, elastischen, semi-unendlichen und ebenen Modell, d.h. dem sog. elastischen Halbraum. Die darauf aufbauenden komplizierteren Modelle berücksichtigen dann auch die Eigenschaften der realen Erde, wie z.B. Erdkrümmung, Oberflächentopographie, Schichtung, laterale Inhomogenität und Kompressibilität. Einige dieser Eigenschaften sind derzeit Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten; so sind z.B. die durch laterale Inhomogenitäten und Kompressibilität hervorgerufenen Fragestellungen bisher noch völlig ungeklärt. In fast allen Bereichen der Wissenschaft werden heutzutage analytische Verfahren durch numerische Verfahren ersetzt.Item Open Access Die siliziklastischen Sedimente der synorogenen Hochwipfel-Formation im Karbon der Westkarawanken (Österreich/Slowenien/Italien) : Sedimentologie, Geochemie und Provenienz(2002) Diener, Rüdiger; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit den karbonen Sedimenten der Westkarawanken (Österreich/Slowenien/Italien). Mit Hilfe eines kombinierten sedimentologisch-petrographisch-geochemischen Untersuchungsansatzes wird ein Modell für die Provenienz, die karbone Entwicklung des Ablagerungsraumes sowie dessen geodynamische Stellung während des jüngeren Paläozoikum vorgeschlagen. Zur Anwendung kamen folgende Methoden: Dünnschliffpetrographie, Schwermineralchemie, Illitkristallinität, RFA, XRD, SEM, KL, EMP. Die paläozoische geodynamische Entwicklung des Sedimentationsbeckens der Westkarawanken stellt sich folgendermaßen dar: Während des Alt- und älteren Jungpaläozoikum herrschte eine passive Kontinentalrandsituation mit sich verstärkender Dehnungstektonik. Die Extension erreichte im jüngeren Oberdevon bis älteren Unterkarbon ihren Höhepunkt. Während die ältere Hochwipfel-Sedimentation noch in einem transtensionalen Regime stattfand, wurden die jüngeren Teile der Hochwipfel-Formation in einem transpressionalen Regime abgelagert. Die Schüttungen aus den vorwiegend kristallinen und untergeordnet sedimentären Liefergebieten wurden durch Randbecken und tektonische Hochzonen zurückgehalten und nachfolgend durch „bypass“-Kanäle in das Hochwipfel-Becken verfrachtet. Die Auernig-Formation wurde winkeldiskordant auf den Hochwipfel-Sedimenten abgelagert. Die geodynamische Entwicklung der Karawanken während des Jungpaläozoikum läßt sich in einem „Mega-Transform“-Modell darstellen, bei dem der Sedimentationsraum der Hochwipfel-Formation als „pull-apart“-ähnliche Beckenbildung eines „strike-slip“-Kontinentalrandes zwischen Gondwana und einem alpinen Terran angesehen werden kann.Item Open Access Surface deformation analysis of dense GPS networks based on intrinsic geometry : deterministic and stochastic aspects(2007) Moghtasad-Azar, Khosro; Grafarend, Erik W. (Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. tech. h. c. mult. Dr.-Ing. E. h. mult)The first step in this study is to review the properties of surface which are inherent to the surface and can be described without referring to the embedding space. In other words, it is a method of differential geometry. The methods of moving frames which allows deformation of surface could be described by its own rights as a more reliable estimate of surface deformation measures. The method takes advantage of the simplicity of the 2D surface versus the 3D Euclidean spaces without losing or neglecting information about the third dimension in the results. Based on this method, deformation can be described by using tangent vectors and the unit normal basis vector (attached to the bodies before and after deformation). However, basis vectors of the deformed configuration will need to complete information of intrinsic properties of the deformed surface. Through this method, regularized Earth's surface is considered as a graded 2D surface, namely a curved surface, embedded in a Euclidean space . Thus, deformation of the surface can be completely specified by the change of the metric and curvature tensors, namely strain tensor and tensor of change of curvature (TCC). The curvature tensor, however, is responsible for the detection of vertical displacements on the surface. The next step of this study is to concentrate the local basis vectors of the deformed surface which can be formulated in terms of the local basis vectors of undeformed surface and curvilinear components of displacement vector. This will provide a representation of the intrinsic geometry of the deformed surface with deriving information about the displacement field. The new formulation of base vectors (for the deformed body) produces meaningful numerical results for the TCC and its associated invariants (mean and Gaussian curvatures). They can propose a shape-classification of the deformed surface based upon signs of mean and Gaussian curvatures which are new tools for studying the Earth's deformation. To enhance our understanding of the capabilities of the proposed method in defining new basis vectors (for deformed body), we present two examples, one with a simulated data set and the other with a real data set. However, through a real data set we demonstrated a comparison between the proposed method with the plane strain model (2D classical method). Dealing with eigenspace components e.g., principal components and principal directions of 2D symmetric random tensors of second order is of central importance in this study. In the third step of this research, we introduce an eigenspace analysis or a principal component analysis of strain tensor and TCC. However, due to the intricate relations between elements of tensors on one side and eigenspace components on other side, we will convert these relations to simple equations, by simultaneous diagonalization. This will provide simple synthesis equations of eigenspace components (e.g., applicable in stochastic aspects). The last part of this research is devoted to stochastic aspects of deformation analysis. In the presence of errors in measuring a random displacement field (under the normal distribution assumption of displacement field), stochastic behaviors of eigenspace components of strain tensor and TCC are discussed. It is performed by a propagation of errors from the displacement vector into elements of deformation tensors (strain and TCC). However, due to the intricacy of the relations between tensor components (strain or TCC) and their eigenspace components, we proceeded via simultaneous diagonalization. This part is followed by a linearization of the nonlinear multivariate Gauss - Markov model, which links the elements of transformed tensors (obtained by simultaneous diagonalization) with the eigenspace components. Then, we set up an observation model based on a linearized model under a sampling of eigenspace synthesis. Furthermore, we establish linearized observation equations for n samples of independent random vectors from transformed tensor elements (under the normal distribution assumption), each with an individual covariance matrix. This will provide us with the second-order statistics of the eigenspace components. Then we estimate the covariance components between transformed tensor elements by Helmert estimator, based on prior variance information. To enhance conceptual understanding of stochastic aspects of deformation analysis, the method is applied to a real data set of dense GPS network of Cascadia Subduction Zone(CSZ). Comparing the results showed that, in general, after estimating the covariance matrix of observations (transformed tensors via simultaneous diagonalization), variances of eigenspace components become smaller. However, in some areas this did not occur, which can be related to an incorrect description of initial accuracies, either too optimistic or too pessimistic.Item Open Access Fazies- und Beckenentwicklung im Oxfordium (Oberjura) des zentralen Lusitanischen Beckens (Portugal)(2004) Reyle, Michael; Krautter, Manfred (Prof. Dr.)Eine intensive Riftphase bestimmte während des Oberjuras die Entwicklung des Lusitanischen Beckens in Portugal. Es wurde im Zuge von tektono-eustatischen Ereignissen im Bereich des Zentral-Atlantiks in Form eines transgressiven/regressiven Mega-Zyklothems 2. Ordnung verfüllt. In dieser Arbeit werden die randlichen Ablagerungssequenzen des Oxfordiums, die den transgressiven Teil des Zyklothems bilden einer regionalen vergleichenden Analyse von Fazies, Sedimentologie und Palökolgie unterzogen. Die Interpretation stabiler Kohlen- und Sauerstoffisotope erlauben eine Verfeinerung der palökologischen Aussagen und lassen Rückschlüsse auf organische Produktivität, Meeresspiegelschwankungen, Versenkungsverhältnisse von Corg/Ccarb, und potentielle Krisen von Karbonatplattformen zu. Die Sedimentabfolgen gliedern sich in vier korrelierbare lithologische Einheiten (Serie 1-4) innerhalb zweier Ablagerungssequenzen. Serie 1 besteht aus terrigenen Siliziklastika und Karbonaten. Serie 2 setzt sich aus randmarin/peritidalen und gemischt karbonatisch/siliziklastischen Abfolgen zusammen. Serie 3 wird aus nieder- bis höherenergetischen Plattformkarbonaten und Serie 4 aus Wechselfolgen vollmariner, brackischer und gemischt karbonatisch/siliziklastischer Einheiten gebildet. Auf der Grundlage des faziellen Befunds und innerhalb des verfügbaren biostratigraphischen Rahmens führen chemo-, litho- und sequenzstratigraphische Anwendungen zu einer einheitlichen stratigraphischen Neugliederung des Oxfordiums im zentralen Lusitanischen Becken. Die ausgewiesenen Serien datieren auf den Zeitraum zwischen der tieferen plicatilis- und unteren bimammatum-Zone (bis hypselum-Subzone) und können in ein paläogeographisches Modell eingebunden werden. Zu Beginn besaß das zentrale Lusitanische Becken den Charakter eines Halbgrabens, der im Westen von Abschiebungen begrenzt war. Er kontrollierte die fazielle Entwicklung der großmaßstäblichen Ablagerungssysteme im Osten und Westen des Beckens, die trotz Modulierung durch eustatische Meeresspiegelschwankungen 3. Ordnung durchgehend einem von tektonischen Vorgängen 2. Ordnung vorgegebenen Trend folgten. Daher waren die westlichen Sedimentationsräume durch ein Wechselspiel zwischen Beckensubsidenz, Diapiraufstieg und Hebung der Beckenschultern stark beeinflußt. Dies spiegelt sich in einer hochenergetischen und anfänglich gemischt karbonatisch-siliziklastischen Faziesentwicklung wider. In den östlichen Gebieten herrschte dagegen eine einheitliche niederenergetische Beckenentwicklung vor. Hier dominierten Überschwemmungsebenen mit Sumpf- und Seenlandschaften, ausgedehnte Gezeitenflächen und lagunäre Flachwasserzonen.