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