Forschungsschiff / Research Vessel

42 Pages·2016·1.12 MB·German

Forschungsschiff

SONNE

Reisen Nr. SO247 – SO249

27. 03.2016 – 13. 08. 2016

SLAMZ
Untersuchungen submarine Rutschungen in unterschiedlichen Segmenten
der Hikurangi Subduktionszone (Neuseeland)
BacGeoPac
Funktionelle Diversität der Bakteriengemeinschaften und des
Geometaboloms im zentralen und nördlichen Pazifik
BERING
Ursprung und Entwicklung der Beringsee:
Ein integrierter geochronologischer, vulkanologischer, petrologischer und
geochemischer Forschungsansatz

Herausgeber

Institut für Meereskunde Universität Hamburg
Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
http://www.ldf.uni-hamburg.de

Gefördert durch

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

ISSN 2364-3692
Forschungsschiff / Research Vessel

SONNE

Reisen Nr. SO247 – SO249/ Cruises No. SO247 - SO249

27. 03.2016 – 13. 08. 2016

SLAMZ
Untersuchungen submarine Rutschungen in unterschiedlichen Segmenten der
Hikurangi Subduktionszone (Neuseeland)
Slide activity on the Hikurangi margin, New Zealand
BacGeoPac
Funktionelle Diversität der Bakteriengemeinschaften und des Geometaboloms im
zentralen und nördlichen Pazifik
Functional diversity of bacterial communities and the geometabolome
in the central and north Pacific
BERING
Ursprung und Entwicklung der Beringsee:
Ein integrierter geochronologischer, vulkanologischer, petrologischer und
geochemischer Forschungsansatz
Origin and Evolution of the Bering Sea:
An Intergrated Geochronological, Volcanological, Petrological and Geochemical Approach

Herausgeber / Editor:

Institut für Meereskunde Universität Hamburg
Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe
http://www.ldf.uni-hamburg.de

Gefördert durch / Sponsored by:

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

ISSN 2364-3692
2
Anschriften / Addresses

Prof. Dr. Katrin Huhn Telefon: [phone]
MARUM, Universität Bremen Telefax: [phone]
Leobener Strasse e-mail: [email protected]
D-28359 Bremen / Germany

Prof. Dr. Meinhard Simon Telefon: [phone]
Institut für Chemie & Biologie des Meeres Telefax: [phone]
Universität Oldenburg e-mail: [email protected]
D-26111 Oldenburg

Prof. Kaj Hoernle Telefon: [phone]
GEOMAR Helmholtz-Zentrum Telefax: [phone] für
Ozeanforschung Kiel e-mail: [email protected]
Wischhofsstr. 1-3
D-24148 Kiel

Dr. Reinhard Werner Telefon: [phone]
GEOMAR Helmholtz-Zentrum Telefax: [phone]
für Ozeanforschung Kiel e-mail: [email protected]
Wischhofsstr. 1-3
D-24148 Kiel

Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe Telefon: [phone]
Institut für Meereskunde Telefax: [phone]
Universität Hamburg e-mail: [email protected]
Bundesstraße 53 http: www.ldf.uni-hamburg.de
D-20146 Hamburg

Reederei
Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG Telefon: [phone]
Abt. Forschungsschifffahrt Telefax [phone]
Hafenstrasse 6d (Haus Singapore) e-mail: [email protected]
26789 Leer http: www.briese.de

Projektträger Jülich Telefon: [phone]
System Erde - Meeresforschung e-mail: [email protected]
Schweriner Straße 44 http: www.ptj.de/rostock
18069 Rostock

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Forschungsschiff / Research Vessel SONNE

Vessel’s general email address [email protected]
Crew’s direct email address [email protected]

Scientific general email address [email protected]
Scientific direct email address [email protected]

Each cruise participant will receive an e-mail address composed of the first letter of his
first name and the full last name.

Günther Tietjen, for example, will receive the address:

[email protected]

Notation on VSAT service availability will be done by ship’s management team / system
operator.
• Data exchange ship/shore : on VSAT continuously / none VSAT every 15 minutes
• Maximum attachment size: on VSAT no limits / none VSAT 50 kB, extendable on
request
• The system operator on board is responsible for the administration of all email
addresses

Phone Bridge (Iridium Open Port) [phone]
(VSAT) [phone]

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SONNE Reisen /SONNE Cruises SO247 - SO249

27. 03.2016 – 13. 08. 2016
SLAMZ
Untersuchungen submarine Rutschungen in unterschiedlichen Segmenten der Hikurangi
Subduktionszone (Neuseeland)
Slide activity on the Hikurangi margin, New Zealand
BacGeoPac
Funktionelle Diversität der Bakteriengemeinschaften und des Geometaboloms im zentralen
und nördlichen Pazifik
Functional diversity of bacterial communities and the geometabolome
in the central and north Pacific
BERING
Ursprung und Entwicklung der Beringsee:
Ein integrierter geochronologischer, vulkanologischer, petrologischer und geochemischer
Forschungsansatz
Origin and Evolution of the Bering Sea:
An Intergrated Geochronological, Volcanological, Petrological and Geochemical Approach

Fahrt / Cruise SO247 27.03.2016 – 28.04.2016
Wellington (Neuseeland) – Auckland (Neuseeland)
Fahrtleiter / Chief Scientist: Prof. Dr. Katrin Huhn

Fahrt / Cruise SO248 01.05.2016 – 03.06.2016
Auckland (Neuseeland) – nach Dutch Harbor (USA)
Fahrtleiter / Chief Scientist:
Meinhard Simon

Fahrt / Cruise SO249/1 06.06.2016 – 14.07.2016
Von Dutch Harbor (USA) – nach Petropawlowsk-
Kamtschatki (Russland)
Fahrtleiter / Chief Scientist: Prof. Kaj Hoernle

Fahrt / Cruise SO249/2 17.07.2016 – 13.08.2016
Von Petropawlowsk-Kamtschatki (Russland) –
nach Tomakomai (Japan)
Fahrtleiter / Chief Scientist: Dr. Reinhard Werner

Koordination / Coordination Leitstelle Deutsche Forschungsschiffe

Kapitän / Master SONNE SO247: Oliver Meyer
SO248: Oliver Meyer
SO249: Lutz Mallon
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Abb. 1 Geplante Fahrtrouten und Arbeitsgebiete der SONNE Expeditionen SO247– SO249.

Fig. 1 Planned cruise tracks and working areas of SONNE cruises SO247 – SO249.
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Wissenschaftliches Programm
Fahrt / Cruise SO247 - SO249
Scientific Programme

Übersicht Synopsis
Fahrt SO247 Cruise SO247
Ziel der geplanten Expedition SO247 ist es The overarching goal of the upcoming re-
in zwei Arbeitsgebieten östlich der Nordin- search expedition SO247 will be to sample
sel Neuseelands diskrete submarine Rut- distinct submarine landslide deposits off-
schungen zu durchbohren. shore east of the northern New Zealland
island.

Submarine Rutschungen sind aufgrund ihrer Submarine landslides are important geolog-
oftmals katastrophalen Folgen nicht nur für ic hazards for seafloor facilities and may
die angrenzenden Küstengebiete von gro- generate tsunamis that can cause substantial
ßem wissenschaftlichem und sozio- coastal damage. Numerous studies have
ökonomischem Interesse. Im Rahmen der hypothesized that gas hydrates play a major
hier beantragten Expedition soll am aktiven role in controlling slope failure initiation
Hikurangi Kontinentalrand in zwei sedi- and mass-movement processes, but the issue
ment-tektonisch unterschiedlichen Gebieten: remains controversial. In particular, there is
(I) Rock Garden und (II) der Tuaheni slide sparse ground-truthing evidence from scien-
das Zusammenspiel von tektonischer Ver- tific offshore drilling documenting the influ-
steilung (u.a. infolge der Subduktion von ence of bottom water temperature changes
Seamounts), Gashydratumwandlung und during glacial and interglacial cycles, tec-
Hangdestabilisierung untersucht werden. tonic uplift in subduction zone environments
Obwohl bereits durch aktuelle wissenschaft- (locally due to seamount subduction), or
liche Studien bestätigt werden konnte, dass sediment unroofing on causing the dissocia-
Gashydrate eine bedeutende Rolle bei der tion of gas hydrate, which, in turn, may re-
(De)-stabilisierung von Hangsedimenten duce sediment stability and facilitate subma-
spielen, fehlen für ein besseres Verständnis rine landslides. The herein proposed expedi-
der damit verbundenen Prozesse direkte tion and research project aims to carry out
Evidenzen durch wissenschaftliches Bohren. systematic drilling transects using the sea
Kernmaterial von bis zu 150m Länge aus floor drill rig MeBo, capable of coring up to
potentiell instabilen übersteilten Hangseg- 70m of subsurface section, to investigating
mente mit dokumentierten Gashydraten soll the relationship between submarine slope
eine systematische Bohrkampagne mit dem failure processes and gas hydrate dissocia-
Meeresboden-Bohrgerät MeBo liefern. Ne- tion at two target areas characterized by
ben sedimentologischen, sediment- two different morphotectonic settings along
physikalischen und geochemischen Untersu- the Hikurangi convergent margin: (I) Rock
chungen dieser Sedimente sollen hochauflö- Garden and (II) the Tuaheni slide. These
sende Wärmestrommessungen Informatio- coring operations will be paired with dense
nen über die lokale thermische Struktur des heat-flow measurements to characterized the
Kontinenthanges liefern, welche unabding- thermal regime and thus hydrate stability;
bar sind, um die komplexen Gashydratsys- information which are essential to test a
teme und deren postulierte Bedeutung als number of hypothesis regarding influence of
Rutschungsauslöser in Modellen quantitativ gas hydrate dissociation as potential trigger
zu testen. mechanisms of slides.

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Fahrt SO248 Cruise SO248
Der Pazifische Ozean zwischen den subpo- The Pacific Ocean between the subpolar
laren Gebieten der nördlichen und südlichen regions of the northern and southern hemi-
Hemisphäre erstreckt sich über verschiedene sphere stretches over different biogeograph-
biogeografische Provinzen, die sich hin- ic provinces which differ with respect to
sichtlich der Wassermassen, Hydrografie, water masses, hydrography, nutrients and
Nährstoffverhältnisse und Planktongemein- plankton communities. In order to investi-
schaften markant unterscheiden. Um diese gate these differences also with respect to
Unterschiede auch in der Zusammensetzung the composition of the bacterial communi-
der Bakteriengemeinschaften und im gelös- ties and the dissolved organic matter (DOM)
ten organischen Material (DOM) zu unter- pool a transect from the western edge of the
suchen, wird ein Transekt vom Westrand der south Pacific subtropical gyre at 30°S to the
südpazifischen subtropischen Wassermassen Bering Sea at 60°N around the 180th longi-
von 30°S bis in die Beringsee auf 60°N ent- tudinal degree will be sampled. Besides the
lang des 180. Längengrades beprobt. Neben composition of the bacterial communities
der Zusammensetzung der Bakterienge- the phytoplankton communities, nutrient
meinschaften werden die Phytoplanktonge- concentrations and the DOM composition
meinschaften, die Nährstoffverhältnisse und will be studied comprehensively for the first
die Zusammensetzung des DOM erstmals time on such a long transect in the Pacific.
auf so einem langen Transekt im Pazifik The investigations stretch from the near sur-
eingehend analysiert. Die Untersuchungen face waters to the deep sea and include also
erstrecken sich von den oberflächennahen the surface sediment. One focus lies on as-
Schichten bis in die Tiefsee und umfassen sessing the differences in the metabolic
auch die Oberflächensedimente. Ein beson- properties and the composition of the bacte-
derer Schwerpunkt liegt darauf, die Stoff- rial communities and their main players in
wechselleistungen und Besonderheiten der the different biogeographic provinces in the
Bakteriengemeinschaften und ihrer Haupt- water column and as a function of the com-
akteure in den verschiedenen biogeografi- position of the DOM pool. These investiga-
schen Provinzen, der Vertikalverteilung in tions will be complemented by mesocosm
der Wassersäule und in Abhängigkeit der experiments on board with samples from
Zusammensetzung des DOM zu erfassen. different biogeographic provinces. They will
Diese Untersuchungen werden durch Meso- allow by manipulations with additions of
kosmenversuche an Bord mit Wasserproben extra nutrients and vitamins a more refined
aus verschiedenen biogeografischen Provin- insight into the metabolic properties of the
zen ergänzt. Sie erlauben durch die Manipu- bacterial communities.
lationen mit der Zugabe von zusätzlichen Most of the investigations are carried out in
Nährstoffen und Vitaminen einen genaueren the frame work of the Collaborative Re-
Einblick in die Stoffwechselleistungen der search Center Roseobacter (TRR51).
Bakteriengemeinschaften.
Der größte Teil der Untersuchungen findet
im Rahmen des Transregio-Sonderfor-
schungsbereichs Roseobacter (TRR51) statt.

Fahrt SO249 Cruise SO249
Übergeordnetes Ziel des Projekts SO249 The overarching goal of SO249 BERING is
BERING, das in enger Kooperation mit rus- to elucidate the magmatic and tectonic evo-
sischen und U.S.-Kollegen durchgeführt lution of the Bering Sea and its margins over
wird, ist die Rekonstruktion der magmati- the past ≥50 m.y., and the physical and
schen und tektonischen Entwicklung der chemical conditions that control the devel-
Beringsee und ihrer Randbereiche während opment of subduction zones, including sub-
der letzten >50 Mill. Jahre. Insbesondere duction initiation, evolution of mature arc
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sollen Prozesse, die den Beginn und die systems, and the impact of subduction vol-
Entwicklung von Subduktionssystemen kon- canism on environment. To achieve these
trollieren sowie die Auswirkungen von Sub- goals, two Sonne cruises and extensive ana-
duktionsvulkanismus auf die Umwelt unter- lytical studies are to be carried out in close
sucht werden. Basierend auf zwei FS SON- cooperation with Russian and American
NE-Fahrtabschnitten sollen magmatische partners. The working program will include
Gesteine von den Chukotka und Beringia geochronological, petrological and geo-
Kontinentalrändern, den westlichen Aleuten chemical studies on igneous samples from
und der Ozeankruste, die unter die Aleuten the Chukotka and Beringian Margins, the
und Nordkamtschakta subduziert wird, geo- western Aleutians, and the Pacific seafloor
chronologisch, petrologisch und geoche- subducting beneath these parts of the Aleu-
misch bearbeitet werden. Die Ergebnisse tians and northern Kamchatka. The results
von BERING werden in die früherer Projek- of BERING are to be integrated with those
te (z.B. KOMEX und KALMAR) und in die of previous investigations (e.g. KOMEX,
Untersuchungen der laufenden "World KALMAR), and of the work being carried
Oceans" und "GeoPRISMS" Programme out within the World Ocean and Ge-
integriert. oPRISMS initiatives.

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Von/From Wellington – Nach/To Auckland Fahrt / Cruise SO247

Wissenschaftliches Programm Scientific Programme
Den Schwerpunkt der SO247 bildet die Focus of the research expedition SO247 will
Erbohrung von 150m langer MeBo Sedi- be to recover 150m long MeBo sediment
mentkerne aus zwei Regionen der Hikurangi cores from two regions of the Hikurangi
Subduktionszone, die sich durch die Art des subduction zone, which are characterized by
Materialtransfers sowie die Steuerfaktoren significant differences in the material trans-
der auftretenden Rutschungen unterschei- fer, as well as the controlling factors of oc-
den. curring slides.
Da der gesamte Kontinentrand zum einen As the entire continental margin is steepen-
durch die tektonische Verkürzung als auch ing because of the tectonic shortening and
die Subduktion von seamounts versteilt und the subduction of seamounts and additional-
zudem großflächige Gashydratvorkommen ly large-scale gas hydrate occurrence is con-
in den Hangsedimenten bestätigt sind, ist firmed, this region is ideal for studies of the
diese Subduktionszone ideal geeignet, um interaction of preconditioning factors and
das Zusammenspiel von prä-konditio- the influence of gas hydrate transformation
nierenden Faktoren und dem Einfluss von on the slope stability. Furthermore, this geo-
Gashydratumwandlung auf die Hangstabili- logical environment enables to test the role
tät zu studieren. Darüber hinaus können mit of embedded, weak sediment layers, such as
Hilfe entsprechender Sedimentkerndaten porous volcanic ashes with high liquefaction
auch die Rolle möglicher eingebetteter, potential or pore-pressure sensitive clays by
schwacher Sedimentschichten, wie bei- means of respective sediment core data.
spielsweise poröser vulkanischer Aschen mit We therefore propose two main work areas
hohem Liquifizierungspotenzial oder poren- where different slope stabilization processes
drucksensitiver Tone, analysiert werden. shall be investigated: (I) Rock Garden – a
Es wird deshalb zwei Hauptarbeitsgebiete frontal accretionary ridge in the central ac-
geben: (I) Rock Garden - einen frontalen cretive section of the subduction zone east
Akkretionsrücken im zentralen akkretiven of Hawke Bay and (II) Tuaheni Slide com-
Abschnitt der Subduktionszone östlich der plex in Poverty Bay at the northern segment
Hawke Bay und (II) den Tuaheni Slide of Hikurangi continental margin, which is
Komplex in der Poverty Bay im nördlichen characterized by subduction erosion.
Segment des Hikurangi Randes, das durch
Subduktionserosion gekennzeichnet ist.

Neben der Gewinnung von MeBo- Besides the extraction of sediment cores in
Sedimentkernen sollen in beiden Gebieten both regions, substantial high-resolution
umfangreiche hochauflösende Wär- heat flow measurements shall be executed.
mestrommessungen durchgeführt werden. To know exactly the thermal local situation
Die genaue Kenntnis der thermischen loka- is crucial to better understand the im-
len Situation wird benötigt, um die Bedeu- portance of gas hydrates as a controller of
tung der Gashydrate als ein die Sedimentfes- sediment stability and thus slides-triggering
tigkeit kontrollierender und damit Rut- parameter. This had so far only been deter-
schungen auslösender Parameter besser ver- mined – with the exception of Porangahau
stehen zu können. Diese ist bisher am Hiku- Ridge – from the depth of BSRs, though
rangi Kontinentrand mit Ausnahme des with much uncertainty. The particular fac-
Porangahau Rückens nur aus der Tiefe von tors of uncertainty are the conductivity of
BSRs bestimmt worden und mit einer gro- the upper tens Meter of sediments, as well as
ßen Unsicherheit verbunden. Unter den the paleo-temperatures, both parameters to
größten Unsicherheitsfaktoren sind die be determined by means of MeBo-cores.
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