Signalausbreitung von der Quelle zur Senke für die Zukunft der Ressourcen und Energie der Erde | S2S-Future
Wie reagieren Sediment-Routing-Systeme (oder Source-to-Sink-Systeme, S2S) auf klimatische und tektonische Einflüsse? Wie reagieren S2S-Systeme auf menschliche Störungen? Können wir das Verhalten von S2S-Systemen auf verschiedenen Zeitskalen modellieren?
Das S2S-Future-Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, das Sediment-Routing-System (oder Source-to-Sink-System, S2S-System) von seiner Quelle (Produktion) bis zu seiner Senke (Ablagerung) zu verstehen, zu quantifizieren und zu modellieren. Ein Source-to-Sink-System besteht in der Regel aus einem orogenen Gebiet (Gebirge, Grabenbruch usw.) und einer marinen Senke, die durch eine Transferzone oder ein kontinentales Gebiet getrennt sind. Der S2S-Ansatz zum Verständnis des Sediment-Routing-Systems besteht darin, zu ermitteln und zu quantifizieren, wie Signale durch das System übertragen werden. Diese können tektonischen, klimatischen oder anthropogenen Ursprungs sein.
S2S-Future ist ein Marie-Sklodowska-Curie-Innovatives-Trainingsnetzwerk (MSCA ITN), das durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union finanziert wird. Es besteht aus akademischen und industriellen Partnern aus acht europäischen Ländern, darunter Deutschland (durch das GFZ).
Die Sektion „Earth Surface Process Modelling“ am GFZ wurde mit der Entwicklung numerischer Modelle generischer S2S-Systeme beauftragt, die von anderen Mitgliedern des Konsortiums in spezifischen Systemen angewendet werden können. Zu diesem Zweck haben wir ein hochmodernes Modellierungsgerüst entwickelt, um verschiedene Differentialgleichungen zu lösen, die die Produktion, den Transport und die Ablagerung von Sedimenten darstellen. Unser Modell umfasst die Vorhersage der Korngrößenentwicklung der Sedimente während des Transports und der Ablagerung. Wir haben auch ein gekoppeltes hydrologisch-verwitterungsbezogenes Modell integriert, das die Modellierung von Kraton-Gebieten (Gebiete mit geringer Effizienz der Produktion) ermöglicht.
Das Modell wurde verwendet, um die Bedeutung der Bildung von Duricrust für die Effizienz von Oberflächenprozessen in Kraton-Gebieten zu demonstrieren. Wir haben auch gezeigt, wie wichtig es ist, die mit der Dynamik von Flussbetten (Avulsionen) verbundene Variabilität bei der Interpretation von Korngrößensignalen aus dem Sedimentbericht zu berücksichtigen.
Projektdauer: 4 Jahre von Januar 2021 bis Dezember 2024
Förderer: Marie Sklodowska-Curie Innovative Training Network (MSCA ITN), finanziert durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union
Förderbetrag: 2 Promotionsstipendien (3 Jahre)
Beteiligte Forscher der Sektion: Amanda L. Wild, Caroline Fenske und Jean Braun
Kooperationen:
- Universität Rennes, Frankreich
- Universität Genf, Schweiz
- Universität Burgund, Frankreich
- Freie Universität Amsterdam, Niederlande
- Universität Bergen, Norwegen
- Universität Oslo, Norwegen
- Universität Barcelona, Spanien
- Universität Bern, Schweiz
- Imperial College, London, Vereinigtes Königreich
Kontakt: Prof. Jean Braun
Signal Propagation From Source To Sink For The Future Of Earth Resources And Energy | S2S-Future
How do sediment routing (or source-to-sink, S2S) systems react to climate and tectonic forcings? What is the response of S2S systems to human perturbations? Can we model the behaviour of S2S systems on a variety of time scales?
The objectives of the S2S-Future consortium is to understand, quantify and model the sediment routing system (or source-to-sink, S2S system) from its source (production) to its sink (deposition). A source-to-sink system is typically composed of an orogenic area (mountain, rift, etc.), and a marine sink, separated by a transfer zone or continental area separating the source for the sink. The S2S approach to understand the sediment routing system consists in identifying and quantifying how signals are transmitted through the system. These can be of tectonic, climatic or anthropogenic origin.
S2S-Future is a Marie Sklodowska-Curie Innovative Training Network (MSCA ITN) funded by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program. It is made of academic and industry partners from eight European Countries, including Germany (through the GFZ).
The Earth Surface Process Modeling section at the GFZ has been charged with developing numerical models of generic S2S systems that can be applied by other members of the consortium in specific systems. For this, we developed a state-of-the-art modeling framework to solve various differential equations representing the production, transport, and deposition of sediments. Our model includes the prediction of grain size as it evolves during transport and deposition. We have also incorporated a coupled hydrological-weathering model that allows to model cratonic areas (low efficiency production areas).
The model has been used to demonstrate the importance of duricrust formation on surface process efficiency in cratonic areas. We have also shown the importance of considering the variability associated with fluvial channel dynamics (avulsions) in interpreting grain size signals from the sedimentary record.
Project duration: 4 years from January 2021 to December 2024
Funding agencies: Marie Sklodowska-Curie Innovative Training Network (MSCA ITN) funded by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program
Funding Amount: 2 doctoral Fellowships (3 years)
Section researchers involved: Amanda L. Wild, Caroline Fenske and Prof. Jean Braun
Cooperations:
- University of Rennes, France
- University of Geneva, Switzerland
- University of Burgundy, France
- Free University of Amsterdam, The Netherlands
- University of Bergen, Norway
- University of Oslo, Norway
- University of Barcelona, Spain
- University of Bern, Switzerland
- Imperial College, London, United Kingdom
Contact: Prof. Jean Braun