Forschungsfahrt SO190 Leg 1 SINDBAD

Beitrag zum Projekt:

• SINDBAD - Seismic and Geoacoustic Investigations along the Sunda-Banda Arc Transition
• SINDBAD - Seismische und geoakustische Untersuchungen entlang des Übergangs vom Sunda- zum Banda-Bogen

Karte der geophysikalischen Profile, Forschungsfahrt SO 190, Sindbad Quelle: BGR

Im Rahmen des Forschungsprojektes SINDBAD (Seismische und geoakustische Untersuchungen entlang des Übergangs vom Sunda- zum Banda-Bogen) wurden vom 09.10.2006 bis zum 09.11.2006 marin-geophysikalische Untersuchungen mit FS SONNE vor dem östlichen Sundabogen und im Übergangsbereich zum Bandabogen vor Indonesien durchgeführt. Die Forschungsfahrt SO190 Leg 1 begann in Jakarta, Indonesien und endete in Darwin, Australien. Im Rahmen der Forschungsfahrt wurden Messungen mit Mehrkanalseismik (MCS), Magnetik (M) und Gravimetrie (G) durchgeführt. Parallel dazu wurden die bordeigenen Systeme des FS SONNE, SIMRAD (Fächerecholot) sowie PARASOUND (Sediment-Echolot), eingesetzt

Im Laufe der Expedition wurden insgesamt 4933 Profilkilometer mit MCS, M, und G akquiriert. Sechs der insgesamt 20 Profile sind lange Übersichtstraversen senkrecht zum Streichen der Deformationsfront und überdecken den gesamten Vorderbogenbereich vom Vorderbogenbecken über das äußere Hoch, die Deformationsfront bis hinaus auf die ozeanische Lithosphärenplatte. Darüber hinaus wurden weitere Profile im Lombok-Vorderbogenbecken, insbesondere in Streichrichtung, und im Savu-Becken akquiriert.

Hauptziel des Forschungsprojektes SINDBAD ist es, die Beziehung zwischen der Variabilität der Unterplatte und der tektonischen Evolution der Oberplatte (Ausbildung eines äußeren Hochs, Entstehung von Vorderbogenbecken, Akkretions- bzw. Erosionsprozesse der überschiebenden Platte) zu untersuchen. Die „Rohmaterialien“ – Meeresbodensedimente, ozeanische Kruste (bzw. im Fall des Banda-Bogens auch kontinentale Kruste) und Mantellithosphäre – werden am Tiefseegraben in das Subduktionssystem hereingetragen. Die Wirkung dieser „Rohmaterialien“ auf die Oberplatte wird durch eine Anzahl von Einflußparametern gesteuert: Dazu zählen die Konvergenzrate, der Subduktionswinkel und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Unterplatte (wie z.B. das Alter, die Sedimentbedeckung und –mächtigkeit, der Fluidgehalt und die Gesteinszusammensetzung der Kruste).

Vorderbogenbecken erlangen heutzutage zunehmendes Interesse aufgrund ihres Kohlenwasserstoffpotenzials. Die Vorderbogenbecken des östlichen Sundabogens gelten nach wie vor als Frontiergebiete, die bisher kaum exploriert wurden. Ein weiteres Ziel dieses Projektes ist daher die Bewertung des Kohlenwasserstoffpotenzials des Lombok-Beckens.

Im Vergleich zur Subduktionszone vor Sumatra wird vor Ost-Java, Bali, Lombok, Sumbawa und Sumba nur wenig und ausschließlich pelagisches Sediment in das Subduktionssystem hereingetragen. Dieses zeichnet sich z.B. in der deutlich schwächeren Ausbildung des äußeren Hochs ab, welches im Vergleich zu Sumatra komplett unter der Wasseroberfläche liegt. Der vor Ost-Java subduzierende Roo-Rücken stellt morphologisch eine Erhebung dar, die mehr als 1500 m über dem Niveau der östlich davon subduzierenden Argo-Tiefseeebene liegt. Trotz dieser markanten Unterschiede ist der Aufbau der Deformationsfront in beiden Gebieten ähnlich. Während der jeweilige Fuß der Deformationsfront etwas geringere Neigung zeigt als der obere Bereich, werden in beiden Gebieten ausschließlich landwärts einfallende Überschiebungsflächen beobachtet. Das äußere Hoch ist durch aktive Störungen gekennzeichnet (die rezente Aktivität ist belegt durch deformierte Beckensedimente auf dem äußeren Hoch) und zeigt daher keine Hinweise auf einen statischen Backstop. Der akkretionäre Charakter an der Deformationsfront in diesen beiden Gebieten ist deutlich angezeigt, wobei Subrosion in Verbindung mit der Absenkung des Lombok-Vorderbogenbeckens auf Basis der vorläufigen Datenauswertung nicht ausgeschlossen werden kann. Der Tiefseegraben ist durch geringe Sedimentmächtigkeit gekennzeichnet, welche auf Erosionsprozesse durch Strömungen entlang des Grabens hindeuten. Ein Depozentrum für diese Sedimente wurde bisher nicht lokalisiert.

Während vor Ost-Java das Vorderbogenbecken kaum ausgeprägt ist, erstreckt sich vor Bali bis vor Sumbawa das Lombok-Becken mit bis zu über 4400 m Wassertiefe. Auf der südlichen Flanke des Lombok-Beckens zeichnen sich deutliche, nach Norden einfallende progradierende Sedimentsequenzen ab, die Hinweise auf eine Anhebung evtl. durch Subduktion des Roo-Rückens, bzw. ein Anwachsen des äußeren Hochs geben. Ebenso deuten Karbonatplattformen auf dem akustischen Basement im Lombok-Becken auf eine schnelle Subsidenz des Beckens hin. Die Sedimentmächtigkeiten erreichen maximal etwa 3.5 sec TWT, wobei nur vereinzelt Hinweise auf „bright spots“, aber keine Hinweise auf Meeresboden simulierende Reflektoren (BSRs) gefunden wurden. Das Beckenlängsprofil liefert Hinweise auf Paläo-Depotzentren im westlichen Teil des Lombok-Beckens, während das rezente Depozentrum im östlichen Teil des Beckens liegt. Auf der nördlichen Flanke des Lombok-Beckens finden sich Anzeichen für submarinen Vulkanismus (rezente Aktivität unbekannt), belegt durch einen über den Meeresboden hinausragenden Seamount als auch durch eine mit dieser Struktur korrelierende magnetische Anomalie.

Östlich des Lombok-Beckens liegt die Insel Sumba, die möglicherweise als kontinentaler Mikrokontinent im späten Oligozän an den Inselbogen angelagert wurde. Sumbas geographische Lage vor dem vulkanischen Inselbogen entspricht normalerweise der Lage der Vorderbogenbecken und korreliert mit einem seewärtigen Versatz der Deformationsfront (Roti-Becken) am Übergang von Ozean/Inselbogen-Subduktion des Sunda-Bogens zur Kontinent/Inselbogen-Kollision des Banda-Bogens. Eine Hebungsrate von 0.5 cm/a für Sumba ist bekannt und wird auf die Unterschiebung des kontinentalen Scott-Plateaus zurückgeführt. Die Anhebung Sumbas verdeutlicht sich insbesondere in den MCS-Daten. Östlich des Depozentrums im Lombok-Becken schließt sich eine Übergangszone mit tiefen Störungen, einem Versatz im Basement, sowie nach Osten gekippten Strukturen an. Diese Übergangszone zeichnet sich ebenfalls deutlich durch Anomalien in der Magnetik und der Gravimetrie ab, letztere liefert Hinweise auf eine isostatische Unterkompensation. Auf der westlichen Flanke Sumbas liegen deformierte sedimentäre Sequenzen, die Hinweise auf gravitatives Gleiten in Verbindung mit der Hebung Sumbas anzeigen. Östlich von Sumba wurden zwei Profile bis in das Savu-Becken hinein akquiriert. Auch hier wird die Hebung Sumbas durch Erosion von Sedimentsequenzen deutlich, die einmal im tiefen Beckenbereich abgelagert wurden und durch die Hebung wieder Erosionsprozessen ausgesetzt werden. Weitere Hinweise auf „Inversionsstrukturen“ liefert eine reaktivierte Überschiebung, die einmal die südliche Grenze des Beckens dargestellt hat und rezente Aktivität durch deformierte Beckensedimente anzeigt.

Die ozeanische Kruste ist sowohl auf der Argo-Tiefseeebene als auch auf dem Roo-Rücken nur mit geringmächtigen Sedimenten bedeckt. Auf einem Verbindungsprofil zwischen zwei langen Traversen wurde allerdings ein Sedimentbecken mit etwa 1.4 sec TWT Sedimentmächtigkeit ausgemacht, welches, durch die Magnetik angezeigt, mit einen Sprung im Plattenalter von etwa 15 Mill. Jahren korreliert werden kann, somit also eine Paleo-Plattengrenze anzeigt..