Gesamtmodell 3D

Im Projekt GPDN wurde ein flächendeckendes 3D-Modell für die deutsche Nordsee erstellt. Das Modell bildet insgesamt 16 stratigraphische Einheiten vom Zechstein bis zum Holozän ab. Hierfür wurden drei Datenbestände zusammengeführt und homogenisiert:

  • für die zentrale deutsche Nordsee Daten aus dem Geotektonischen Atlas von Nordwestdeutschland und dem deutschen Nordsee-Sektor (GTA),
  • für den Entenschnabel Daten aus der Interpretation Entenschnabel  und
  • flächendeckend Daten aus dem Teilmodell Quartär 3D.

Die Tabelle zeigt die modellierten geologischen Einheiten zusammen mit ihrem Alter und der Farbgebung im 3D-Modell.

GTA_Stratigraphie.png 

* Alter des Quartärs 2,6 Ma nach: Cohen K.M. & Gibbard, P. 2011 Global chronostratigraphical correlation table for the last 2.7 million years. Subcommission on Quaternary Stratigraphy (International Commission on Stratigraphy), Cambridge, England.

Zentrale deutsche Nordsee

Im Bereich der zentralen deutschen Nordsee bildet das 3D-Modell für den tieferen Untergrund zunächst die 14 stratigraphischen Einheiten des Geotektonischen Atlas (GTA) von Zechstein bis Pliozän ab.

In Abhängigkeit von der Datendichte respektive der Datenqualität sind die geologischen Ein­heiten im 3D-Modell als Geokörper (körperumhüllende Flächen) oder als Basisflächen abge­bildet. Liegen keine Daten aus dem GTA vor, wurden diese Bereiche im Modell aus­gelassen. Die Darstellung von Störungen erfolgte als senkrechte Elemente, an denen die Flächen versetzt sind.

Das 3D-Modell entspricht dem Kenntnisstand des GTA von Baldschuhn et al. (2001). Neue Datenbestände (Bohrungen, geophysikalische Daten) sind während der Modellierung nicht berücksichtigt worden. Entsprechend den damaligen technischen Möglichkeiten liegen die Informationen in Form von Strukturplänen, Karten und geologischen Schnitten vor. Erst in der räumlichen Darstellung konnten Fehler und Unsicherheiten des GTA erkannt werden. Diese geometrischen Inkonsistenzen zeigen sich im aktuellen 3D-Modell beispielsweise als Durchdringung von stratigraphischen Einheiten. Die Auflösung derartiger Widersprüche ist aufgrund des hohen zeitlichen Aufwandes nicht realisiert worden.

Literatur:

Baldschuhn, R., Binot, F., Fleig, S. & Kockel, F. (2001):

Geotektonischer Atlas von Nord­westdeutschland mit dem deutschen Nordsee-Sektor. – Geol. Jb., A 153: S. 95; Stuttgart (Schweizerbart).

Baldschuhn, R., Frisch, U. & Kockel, F. (1996):

Geotektonischer Atlas von Nordwest­deutschland 1 : 300 000. – 17 Teile, Kt., Taf.; Hannover (BGR).

Der Entenschnabel

Im Bereich des Entenschnabels wurde im Projekt GPDN eine Neuinterpretation vorgenommen. Diese Interpretation beruht auf der Auswertung seismischer Daten, Bohrungen und Bohrlochmessungen. Interpretiert wurden Horizonte, Störungen und Salzstrukturen. Die Interpretation der Horizonte erfolgte nach chronostratigraphischen Kriterien. Die Interpretation der Störungen ist sehr detailreich. Im Sinne einer Homogenisierung wurden für den Aufbau des 3D-Modells Vereinfachungen und Veränderungen der interpretierten Daten vorgenommen.

Das 3D-Modell im Entenschnabel weist für den tieferen Untergrund analog zur zentralen Nordsee 14 stratigraphische Horizonte vom Zechstein bis zum Pliozän aus. Die stratigraphischen Abfolgen sind als Basisflächen des jeweiligen Schichtpaketes dargestellt. Salzstrukturen wurden als körperumhüllende Flächen modelliert. Abweichend zum Modell in der zentralen Nordsee wurden die Störungen nicht horizontweise senkrecht, sondern als horizontübergreifende Störungsflächen oder komplexe Störungsflächensysteme modelliert. Aufgrund der besseren Datenlage und einer daraufhin optimierten Vorgehensweise bei Interpretation und Modellierung unterscheidet sich das 3D-Modell im Entenschnabel von dem 3D-Modell in der zentralen Nordsee, was vor allem in einem höheren Detailgrad der dargestellten Strukturen deutlich wird.

Neuinterpretation des Quartärs

Über die gesamte Fläche des deutschen Nordsee-Sektors wurden im Projekt GPDN die Basisflächen für das Holozän und das Pleistozän auf der Grundlage von Bohrungen und seismischen Daten erstellt. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde außerdem anhand von bathymetrischen Daten des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie eine projektweite Fläche für die Gestalt des Meeresbodens aufgebaut. Die Basisflächen des Holozän, Pleistozän sowie der Meeresbodenoberfläche wurden in das flächendeckende 3D-Modell integriert. Dabei wurde im Zuge der Datenhomogenisierung die durch die hohe Datendichte sehr detailreich aufgelöste Meeresbodenoberfläche im Modell vergröbert.

Darstellung und Verfügbarkeit

Die Erstellung des flächendeckenden 3D-Modells erfolgte mittels der Modellierungssoftware GOCAD® der Firma Paradigm®. Das Gesamtmodell besteht aus Einzelmodellen, die im Bereich der zentralen deutschen Nordsee jeweils einer Topographischen Karte im Maßstab 1 : 100 000 (TK100) der Bundesrepublik Deutschland entsprechen, deren bestehende landseitige Einteilung analog seewärts erweitert wurde. Die Einzelmodelle besitzen eine Kantenlänge von ca. 44 km sowie eine Fläche von ca. 2000 km². Im Bereich des Entenschnabels wurde ein zusammenhängendes Modell unabhängig von der topographischen Teilung aufgebaut, da ansonsten die komplexen Strukturen im Entenschnabel durch das bestehende Raster sehr ungünstig zerschnitten worden wären.

Das Gesamtmodell 3D ist auf verschiedenem Wege verfügbar. Die blattschnittfreie Modellansicht ermöglicht eine dreidimensionale Darstellung direkt im Browser. Darüber hinaus wurden die Einzelmodelle als 3D-PDFs aufbereitet, welche über ein Kartenmenü zur Nutzung bereitstehen. Die GOCAD®-Objekte (ASCII-Dateien) für die jeweiligen Einzelmodelle werden zum direkten Download angeboten.

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Gesamtmodell 3D für die deutsche Nordsee

TeilmodellZentraleNordsee3D.png
Ausschnitt aus dem Teilmodell GTA3D für die zentrale deutsche Nordsee
TeilmodellEntenschnabel3D.png
Ausschnitt aus dem Teilmodell Entenschnabel 3D
TeilmodellQuartaer3D.png
Sicht auf das Teilmodell Quartär 3D