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Übungen zur Allgemeinen Geologie WS2012/2013
Dozenten:
Dr. rer. nat. Agnes Matysiak (agnes.matysiak@lmu.de), Sprechstunde: Mo/Di/Mi/Do 18:30-19:00, Raum 320 (Luisenstr. 37, 2. Stock)
Florian Hofmann, B.Sc (florian.hofmann@campus.lmu.de), Sprechstunde: Fr 16-17 c.t., Hörsaal 131 (Luisenstr. 37, Erdgeschoß)

Tutoren: Stefanie Rieger, Diana Schmid, Birko Ruzicka, Rosa Bögle

Termine
Kurs A: Montag, 16-19 Uhr c.t., Hörsaal 110 (Richard-Wagner-Str.10, 1. Stock)
Kurs B: Dienstag, 16-19 Uhr c.t., Hörsaal 116 (Luisenstr. 37, Erdgeschoß)
Kurs C: Mittwoch, 16-19 Uhr c.t., Hörsaal 116 (Luisenstr. 37, Erdgeschoß)
Kurs D: Donnerstag, 16-19 Uhr c.t., Hörsaal 110 (Richard-Wagner-Str.10, 1. Stock)
Tutorium: Freitag, 16-17 Uhr c.t., Hörsaal 131 (Luisenstr. 37, Erdgeschoß)
Die Übungen beginnen in der zweiten Vorlesungswoche (22./23./24./25.10.2012).
Kurseinteilung
Bitte beachten Sie die Änderung der Kurseinteilung (Kurs D).


Auf Grund mangelnden Interesses entfällt Übung 14 nächste Woche. Es wird allerdings ein zusätzlicher Termin für das Tutorium zu Hausaufgabe 14 angeboten: Montag, 04.02.2013, 16-17 c.t., Raum 110 (Richard-Wagner-Str. 10, 1. Stock). Das reguläre Tutorium findet am Freitag, 08.02.2013 statt. Hausaufgabe 13 kann bis spätestens im Tutorium am Freitag oder bei den Dozenten abgegeben werden.

 

Kursmaterial
Aus rechtlichen Gründen sind die Lesekapitel nur im Vorlesungsverzeichnis (LSF) verfügbar. Zum Herunterladen müssen Sie sich im LSF mit Ihrer LMU-E-Mail-Adresse und Ihrem persönlichen Passwort anmelden. Die Unterlagen sind nur bei Kurs A (Vst-Nr. 20266) eingetragen, gelten aber für alle Kurse. Manche der PDFs sind zudem noch passwortgeschützt. Das Passwort für die Unterlagen erfahren Sie in Übung 1.
 

Hausaufgaben
Bitte heften oder klammern Sie alle abgegebenen Blätter zusammen und beschriften Sie die Blätter mit Ihrem Namen. Fragen zu den Hausaufgaben können vor oder nach Übung, in den Sprechstunden (siehe oben), im Tutorium oder per E-Mail geklärt werden. Die Bewertung der Hausaufgaben ist im LSF einsehbar (Hausaufgabe_Bewertung.pdf). Jede Hausaufgabe wird mit maximal 10 Punkten bewertet. Einsicht in die bewerteten Hausaufgaben ist im Tutorium oder nach Absprache möglich.
 

Tutorium
Das Tutorium findet am Freitag, 16-17 c.t. in Hörsaal 131 statt. Im Tutorium wird die Hausaufgabe der Vorwoche besprochen und es können Fragen zur aktuellen Hausaufgabe gestellt werden.

Kursübersicht

Nr.  Datum  Thema  Inhalt Lesekapitel (als Vorbereitung auf die jeweilige Übung zu lesen)
kursiv = weiterführende Literatur
Hausaufgabe
1 22./23./24./25.10. Grundlagen: Rheologie der Gesteine Materialverhalten: elastisch/plastisch/viskos, Deformation: bruchhaft/duktil, Festigkeitsprofile der Lithosphäre, Fließgesetze, "Crème Brûlée & jelly sandwich"
Präsentation 1
- Hausaufgabe 1
2 29./30./31.10. Struktur und Alter der Erde Entstehung der Erde, Meteoriten, Pb/Pb-Altersdatierung, Aufbau der Erde, Seismologie, Geotherme, Dichteverteilung, PREM; Diagramme erstellen
Präsentation 2
Davies (1999) - Kapitel 5
Rogers (2008) - Kapitel 1 und 2
Brown and Mussett (1993) Kapitel 3
Hausaufgabe 2
PREM.xlsx
PREM.txt
Leitfaden zum Erstellen von Diagrammen
3 05./06./07./08.11. Mantelkonvektion und Plumes Konduktion/Advektion, Konvektion, Viskosität, dimensionslose Kennzahlen: Ra/Re/Nu, Wärmefluss, geschichtete vs. vollständige Mantelkonvektion, seismische Tomographie, Plumes, dynamische Topographie
Präsentation 3
Davies (1999) - Kapitel 8.1-8.6
Kearey et al. (2009) - Kapitel 12.8-12.10
Davies (2011)
Fowler (2005) Kapitel 8.2
Rogers (2008) Kapitel 7
Hausaufgabe 3
Emperor-Hawaii-Seamounts.kmz
4 12./13./14./15.11. Isostasie und Flexur der Lithosphäre Airy-/Pratt-Isostasie, Vening-Meinesz- und Gunn-Flexurisostasie, Flexurbecken, effektive elastische Dicke
Präsentation 4
Allen und Allen (2005) - Kapitel 2.3.1-2.3.3 und 4.1-4.2.2
Watts (2001)
Hausaufgabe 4
5 19./20./21./22.11. Plattentektonik 1 Magnetische Anomalien des Ozeanbodens (seafloor spreading), Transformstörungen, Bewegung auf der Kugeloberfläche, Eulerpol
Präsentation 5
Kearey et al. (2009) - Kapitel 3 und 4
Cox und Hart (1986)
Hausaufgabe 5
Karte Neuseeland
Tabelle Eulerpol
6 26./27./28./29.11. Plattentektonik 2 Tripelpunkte, Hotspot Reference Frame, NUVEL-1, verschiedene Definitionen von Platten, geodätische Messmethoden: VLBI/SLR/GNSS
Präsentation 6
Kearey et al. (2009) - Kapitel 5
Kapitel 6; Cox und Hart (1986)
Hausaufgabe 6
Hess (1954)
Hess (1962)
McKenzie and Morgan (1968)
McKenzie and Parker (1967)
Morgan (1968)
Morgan (1972)
Vine (1966)
Vine and Matthews (1963)
Wilson (1963)
Wilson (1965)
Wilson (1966)
7 03./04./05./06.12. Kontinentale Blattverschiebungen und aktive Tektonik "elastic rebound"-Theorie, 1906 San-Francisco-Erdbeben, Momentmagnitude, GPS-Geschwindigkeitsfeld, Paläoseismologie Wallace Creek; Literaturrecherche
Präsentation 7
Kearey et al. (2009) - Kapitel 8 Hausaufgabe 7
8 10./11./12./13.12. Grabenbildung, Intrakontinentale Grabensysteme Grabenbruchmodelle: aktiv/passiv, simple shear/pure shear, metamorphe Kernkomplexe, Rheingraben und Basin and Range
Präsentation 8
Allen und Allen (2005) - Kapitel 3.1-3.5.5 und 3.7 Hausaufgabe 8
Geologisches Profil
Crescent_Valley.kmz
Höhenmodell
Landsat
geologische Karte
9 17./18./19./20.12. Passive Kontinentalränder und Meeresspiegelschwankungen Rift-zu-Drift-Übergang, volcanic/non- volcanic margins, Sequenzstratigraphie, eustatische Meeresspiegelkurve, Backstripping, Erdölgeologie
Präsentation 9
Allen und Allen (2005) - Kapitel 9.1-9.3.3 Hausaufgabe 9
COST_B2_Plot.pdf
COST_B2_Angabe.xlsx
10 07./08./09./10.01. Subduktionszonen Wadati-Benioff-Zone, Megathrust-Erdbeben, Akkretion, Subduktionserosion; Einführung Analogmodellübung
Präsentation 10
Kearey et al. (2009) - Kapitel 9 Hausaufgabe 10
Profil Japangraben
Reliefkarte Japan
Nankai Seismik
11 14./15./16./17.01. Analogmodellübung Durchführung des Analogexperiments, Dokumentation, Auswertung
Füllvorlage für Analogmodelle
Davis et al. (1983) Analogmodellbericht
Abb. aus Agarwal und Agrawal (2005)
Photos Akkretionskeilexperiment
Excel-Tabelle (α/β)
12 21./22./23./24.01. Falten- und Überschiebungsgürtel Skalierung der Analogmodelle, Vergleich von Modellen mit der Natur, Profile durch Falten- und Überschiebungsgürtel; Schreiben eines Berichts
Präsentation 12
[in Kearey et al. (2009) - Kapitel 9 enthalten] Hausaufgabe 12
Niger Delta Seismik
13 28./29./30./31.01. Struktur von Orogenen Struktur von Orogenen, Plateaus, Vorlandbecken, kontinentale Subduktion
Präsentation 13
Kearey et al. (2009) - Kapitel 10.1-10.4 Hausaufgabe 13
Profil Escher et al. (1994)
14 04./05./06./07.02. Gebirgsbildungsprozesse und Kollaps Exhumation, rock uplift, surface uplift, Zusammenhang Tektonik-Klima, Kollaps (therm./mech.), laterale Extrusion Kearey et al. (2009) - Kapitel 10.5-10.6 Hausaufgabe 14

Literaturangaben
Brown GC und Mussett AE (1993): The Inaccessible Earth. Chapman and Hall, 276 S.
Cox A und Hart BR (1986): Plate Tectonics: How it works. Wiley-Blackwell, 416 S.
Davies GF (1999): Dynamic Earth. Cambridge Press, 458 S.
Davies GF (2011): Mantle Convection for Geologists. Cambridge Press, 232 S.
Davis D, Suppe J und Dahlen FA (1983): Mechanics of Fold-and-Thrust Belts and Accretionary Wedges. JGR 88(B2), 1153-1178.
Fowler CMR (2005): The Solid Earth. Cambridge Press, 685 S.
Kearey P, Klepeis KA und Vine FJ (2009): Global Tectonics. 3rd edition, Wiley-Blackwell, 482 S.
Rogers N (2008): An Introduction to our Dynamic Planet. Cambridge Press, 390 S.
Watts AB (2001): Isostasy and Flexure of the Lithosphere. Cambridge University Press, 480 S.

Arbeitsmaterial
immer mitbringen: Geodreieck, Lineal (30 cm), Bleistifte, Buntstifte, Taschenrechner, Transparenzpapier
fakultativ: Laptop mit Excel etc. für Berechnungen, Zirkel, Kartenklebeband/Kreppband zum Befestigen des Transparenzpapiers (bitte kein Tesafilm), Lupe

Zeitaufwand
1 ECTS entspricht 30 h Arbeit, in einem Semester (15 Wochen) sind dies 2 h Arbeit pro Woche. Dieser Kurs hat 4 ECTS, also 120 h Arbeit insgesamt (8 h pro Woche). Die 8 Wochenstunden verteilen sich auf die Übung (2,25 h pro Woche), die Vorbereitung der Lesekapitel (ca. 2 h pro Woche) und die Hausaufgaben (ca. 2 h pro Woche) sowie das Schreiben des Analogmodellberichts (ca. 26,25 h insgesamt).

Notengebung
Hausaufgaben (insgesamt 50% der Gesamtnote): 13 Hausaufgaben, mindestens 10 davon müssen abgegeben werden, um zu bestehen; nur die besten 10 Hausaufgaben werden gezählt. Die Abgabe der Hausaufgabe erfolgt jeweils am Beginn der nächsten Stunde (siehe Angabenblätter).
Bericht (50% der Gesamtnote): Bericht über die Analogmodellierung eines Akkretionskeils (wird in Übung 11 durchgeführt) und Vergleich des Experiments mit natürlichen Beispielen (siehe Übung 10 und 12). Details zu Inhalt und Vorgaben können Sie der Anleitung entnehmen.

 
Linkliste
Animationen/Filme aus der Übung, Programme, Datensätze, interessante Webseiten und weiterführende Literatur.

Allgemein
Google Earth
ICS International Chronostratigraphic Chart
USGS aktuelle Erdbeben und Datenbank
Google Scholar
Web of Knowledge/Web of Science
Hamblin & Christiansen: Earth's Dynamic Systems (kostenlose Onlineausgabe!)

Übung 1
Dan McKenzie and Friends in Highlights from the Bullard Labs
Silly Putty being hit with a hammer
Fracture mechanics - rock breaking

Übung 2
Dziewonski und Anderson (1981) - Preliminary Reference Earth Model

Übung 3
Benard cells convection
Hydrodynamic reversibility for low Reynolds number flow
Low Reynolds number flow Part 1 Part 2 Part 3
Rayleigh Taylor with Beta = 500
Mantle Convection Movies (Michael Gurnis)
van der Hilst (1997): Evidence for deep mantle circulation from global tomography
Karason und van der Hilst (2000): Constraints on mantle convection from seismic tomography
Bird et al. (2008): Stresses that drive the plates from below: Definitions, computational path, model optimization, and error analysis
Peter Bird
Morgan (1971): Convection Plumes in the Lower Mantle
Morgan (1972): Deep mantle convection plumes and plate motions

Übung 4:
Tony Watts, downloads

Übung 5:
Dan McKenzie and Friends in Highlights from the Bullard Labs
EMAG3: World Digital Magnetic Anomaly Map
This Dynamic Earth (USGS)
Dietmar Müller - Age, spreading rates, and spreading symmetry of the world’s ocean crust
NOAA - ETOPO1 Global Relief Model

Übung 6:
Tanya Atwater - Animations
Ron Blakey - Global Plate Reconstructions
UNAVCO Jules Verne Voyager
DeMets et al. (1990): Current Plate Motions (NUVEL-1)
DeMets et al. (1994): Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions (NUVEL-1A)
DeMets et al. (2010): Geologically current plate motions (MORVEL)
Atwater (1970): Implications of Plate Tectonics for the Cenozoic Tectonic Evolution of Western North America
Bird (2003): An updated digital model of plate boundaries

Übung 7:
USGS - The Great 1906 San Francisco Earthquake
USGS - San Andreas Fault at Wallace Creek
Kanamori (1977): A moment magnitude scale
Seth Stein: Predicting earthquakes and earthquake hazards: why so little success?
Bridget Smith: Earthquake History Along the San Andreas Fault

Übung 8:
Video aus McQuarrie und Wernicke (2004): Tectonic reconstructions of the North America-Pacific plate boundary over the last 36 Myr
Video Extension mit Sand und Gips
Science Bulletins: Continental Deformation: Creating the Basin and Range

Übung 9:
SEPM STRATA
SEPM STRATA Movies Gallery
Haq (1987): Chronology of Fluctuating Sea Levels Since the Triassic

Übung 10:
Caltech Tectonics Observatory - Earthquakes and Tsunamis in Sumatra: What we have recently learned
Earthquake, Tsunami, and the Seismic Cycle
USGS: Seismicity of the World 1900-2010
Ross Stein: Defeating Earthquakes (AGU 2012 White Lecture)
2011 Japan Tsunami - Live Aerial Footage
Tsunami hit Kamaishi in Japan (Mar. 11, 2011)
Earthquake energy release
Japan Tsunami Animation

Übung 12:
Guido Schreurs: Video Analogmodellierung Jura
Video Akkretionskeilmodell GFZ


last updated February 03, 2013