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Analyse von seismischen Daten vom Bounty Trog (Neuseeland): Ein erstes Modell

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Grobys, J. , Gohl, K. , Uenzelmann-Neben, G. and Davy, B. (2004): Analyse von seismischen Daten vom Bounty Trog (Neuseeland): Ein erstes Modell , DGG Tagung 2004, 7.-11. März, Berlin, Deutschland. .
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Einführung in das UntersuchungsgebietDas Campbell-Plateau ist der submarine Hauptbestandteil des neuseeländischen Mikrokontinents. Die relative Paläo-Position des größten ozeanischen Plateaus überwiegend kontinentalen Ursprungs läßt sich innerhalb des Gondwana-Gefüges sehr gut rekonstruieren. Vor dem Gondwana-Aufbruch lag Neuseeland an der proto-pazifischen Plattengrenze Gondwanas. Das Campbell-Plateau und der Chatham Rise waren verbunden mit Marie-Byrd-Land der Westantarktis. Der Bounty Trog trennt Campbell Plateau und Chatham Rise voneinander und besitzt vermutlich eine Verlängerung in das Great South Basin hinein. Allerdings sind die Krustenstruktur und die magmatisch-tektonische Entwicklung dieser Region weitgehend unbekannt, obwohl sie eine Schlüsselfunktion in der Entwicklung dieser Plattengrenze Gondwanas von einer konvergenten Grenze zu einem kontinentalen Rifting besitzen.Der Bounty Trog liegt parallel zur früheren Gondwana-Subduktionszone, die an der Nordseite des Chatham-Rise verlief. Es ist bisher unbekannt, ob das kreidezeitliche Rift aus einem bereits bestehenden Back-Arc-Becken, einem Proto-Bounty Trog, entstanden ist. Eventuell war der Trog ein nicht voll ausgebildetes Riftsystem der frühen Südpazifik-Öffnung, obwohl weder Ort noch Art des Ozean-Kontinent-Übergangs bekannt ist. Der Bounty Trog wird im Osten begrenzt von mindestens 83 Mio. Jahre alter ozeanischer Kruste (C34) und zeigt wenig Zeichen einer späteren Deformation, so daß angenommen werden kann, daß seine Entwicklung seit 83 Mio. Jahren abgeschlossen war.Experiment und DatenqualitätZur Untersuchung der Entwicklung eines solchen ozeanischen Plateaus kontinentalen Ursprungs wurde im Jahr 2003 ein Experiment mit dem Forschungsschiff F/S SONNE auf dem Bounty Trog und dem Campbell Plateau durchgeführt. Dabei wurden sowohl reflexions- als auch refraktionsseismische (mit insgesamt 45 Ozeanbodenseismometer-Stationen (OBS) auf zwei Profilen) Profildaten gesammelt. Der kombinierte Datensatz vom Bounty Trog mit einem OBS-Abstand von ca. 17 km zeigt eine durchweg mittlere bis hohe Datenqualität. Zusätzlich wurde eine Vielzahl von Schwere- und Magnetfelddaten gesammelt.DatenbearbeitungZur weiteren Verbesserung der Datenqualität wurden die OBS-Daten Bandpaß (2-30 Hz) gefiltert, dekonvolviert und teilweise FK-gefiltert. Mit Hilfe einer Laufzeit-Tomographie konnte ein erstes Startmodell für weitere Raytracing-basierten Modellierungen erstellt werden. Dabei konnten alle 20 Stationen in die Inversion eingebunden werden. Die reflexionsseismischen Daten wurden standardmäßig CMP-prozessiert und zeitmigriert.Beobachtungen und AusblickDie Reflektionsseismik zeigt ca. 1200 ms TWT dicke geschichtete Sedimente, in die sich eine tiefe Abflußrinne, über die bis heute Material vom Kontinent und dem Schelf in die Tiefsee gelangt, eingeschnitten hat. Dieser "Bounty Channel" zeichnet sich bis in das Basement ab. Das Basement ist im Allgemeinen sehr gut zu erkennen, an wenigen Stellen vor allem in der OBS-Inversion. Es sind in einigen Bereichen deutlich interne Basement-Reflektionen zu erkennen. Die Moho läßt sich allerdings in den Steilwinkel-Daten nicht erkennen.Das erste Inversionsmodell der OBS-Daten deutet darauf hin, daß die Krustendicke im Bereich des Bounty Channels auf etwa 12 - 13 km verringert sein könnte, wobei 2 - 3 km auf Sedimente entfallen. Erste abgeschätzte Geschwindigkeiten liegen bei etwa 3 km/s für die Sedimente und ca. 5 km/s für das obere Basement bis etwa 7.5 km/s für die untere Kruste. Sollten sich diese Beobachtungen mit detaillierten Raytracing-Modellierungen bestätigen,könnten diese Ergebnisse auf extrem gedehnte Kruste oder sogar die Entwicklung von ozeanischer Kruste im Bounty Trog deuten. Die Ergebnisse dieser Untersuchung haben erhebliche Konsequenzen für den Aufbruch Neuseelands von der Westantarktis, weil vermutet wird, daß ein initiales Rifting entlang des Bounty Trogs und des Great South Basin existierte, bevor sich das Campbell Plateau von Marie-Byrd-Land trennte und den südlichen Pazifik erzeugte.

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