Ziel des Projekts GIGICS (Cooperative German-Indonesian Geoscientific Investigations in the Celebes Sea - Geowissenschaftliche Untersuchungen in der Celebes-See und an ihren aktiven Kontinentalrändern) ist die Untersuchung des Baus und der geologischen Entwicklung der Celebes-See und ihrer aktiven Kontinentalränder von Nord-Sulawesi und Mindanao. Die Untersuchungen, an denen die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover; das GeoForschungsZentrum, Potsdam; GEOMAR, Kiel; Institut für Meereskunde, Hamburg; Mines and Geoscience Bureau, Manila; Agency for the Assessment and Application of Technology, Jakarta, und das Institute of Oceanography, Wormley, beteiligt waren, sind während der SONNE-Fahrt SO98 ausgeführt worden. SO98 umfasste 3 Fahrtabschnitte von jeweils ca. 2 Wochen Dauer und einen Fahrtabschnitt von ca. 4 Wochen Dauer. Insgesamt wurden gewonnen: - 3.300 km vielkanalseismische (MCS-)Daten, - über 6.800 km Daten des gravimetrischen und magnetischen Anomalienfeldes und etwa 10.000 km zur Erfassung der Bathymetrie sowie der Feinstruktur der obersten Sedimentschichten, - 3 seismische Weitwinkel-/Refraktions-Profile von je 120 - 150 km Länge, - geologische, geochemische Beprobungen und thermische und ozeanographische Messungen auf insgesamt 37 Stationen. Auf der Fahrt SO98 wurde ein zwar weitmaschiges, jedoch regelmäßiges Netz magnetischer und gravimetrischer Messprofile in der östlichen Celebes-See gewonnen, aus der es bisher kaum zuverlässige Potentialfelddaten gegeben hatte. WEISSEL (1980) hatte in einem Teil der westlichen Celebes-See WSW-ENE streichende magnetische Lineationen beobachtet, die er als Chrons 18 - 20 (39 - 43 Mill. Jahre nach der Zeitskala von HARLAND et al. (1990)) identifizierte. Die Messungen der Fahrt SO98 zeigen, dass sich diese Anomalien nicht nach Osten fortsetzen. Das Magnetfeld in der östlichen Celebes-See ist sehr viel unruhiger. Trotzdem lassen sich E-W-streichende Anomalien erkennen. Da aber die Amplituden der lokalen magnetischen Anomalien größer sind als die der Lineationen, ist es bisher noch nicht gelungen, einen Bereich der magnetischen Umkehrskala zu finden, der in überzeugender Weise zu den Beobachtungen passt. Die erarbeitete Karte der Schwereanomalien weist für den östlichen Teil der Celebes-See weiträumig ausgedehnte positive Anomalienwerte aus. Lediglich im Bereich des Sulawesi-Grabens, des Cotabatu-Grabens und vor dem Sulu-Archipel liegen z.T. erheblich negative Schwereanomalien vor. Auffällig ist ein etwa NW-streichendes Schwerehoch von bis zu 60 mGal im zentralen östlichen Teil der Ce1ebes-See, das nach gravimetrischen Modellberechnungen durch die Schwerewirkung der subduzierten Molukken-Platte verursacht wird. Die reflexionsseismischen Daten aus dem Nordwestteil der Celebes-See deuten auf eine Art embryonaler Subduktion von ozeanischer Kruste unter den Sulu-Archipel hin, die vermutlich an der Wende Oligozän/Miozän einsetzte. Die ozeanische Kruste taucht mit Neigungswinkel zwischen 2° und 5° in Richtung auf den Sulu-Archipel ab, und die aufliegende sedimentäre Einheit ist in diesem Bereich deformiert. Mit Ausnahme von meist linear angeordneten 'seamount'-artigen Krustenaufbrüchen dominieren in der Celebes-See zwei ozeanische Krustentypen, die sich besonders in ihrem Relief voneinander unterscheiden. Der eine Typ zeichnet sich durch ein reflexionsseismisches Abbild aus, wie es auch für die ozeanische Kruste des Atlantik gefunden wurde (HINZ et al., 1994). Dieser Typ zeigt ein durch kleinräumige Blocktektonik geprägtes Oberflächenrelief des kristallinen Grundgebirges und eine geringe Reflektivität in der ozeanischen Unterkruste und gilt als typisch für langsam bis mittelschnell spreizende Rücken. Der westliche, nördliche und südliche Teil des Untersuchungsgebiets sind von dieser Kruste unterlagert. Im östlichen und besonders im südöstlichen Teil zeigt die basaltische Kruste ein anderes Bild. Die Reflexion von der Oberkante der ozeanischen Basalte ist weniger scharf, vielmehr ist das Reflexionsbild deutlich tieffrequenter und die Oberfläche wesentlich glatter als im westlichen Teil des Untersuchungsgebiets. Nach unserer Meinung könnte dieses Reflexionsbild mit einer nachträglichen vulkanisch/magmatischen Überprägung der ozeanischen Kruste erklärt werden. Die aktive Subduktionszone und der Akkretionskomplex vor Nord-Sulawesi waren ein weiterer Schwerpunkt der Fahrt SO98. Dabei ging es im wesentlichen um die Frage, ob auch hier ein aktiver Kontinentalrand vom 'Iyp 'Krustensplitter' existiert, der bei früheren SONNE-Fahrten durch geophysikalische Messungen z.B. in der Sulu-See, vor Mindanao/NE-Celebes-See und am pazifischen Kontinentalrand von Costa Rica erkannt worden ist (z.B. HINZ et al., 1991). Der aktive Kontinentalrand von Nord-Sulawesi ist in drei morphotektonische Einheiten gegliedert und besteht nach den seismischen Messergebnissen aus zwei recht unterschiedlich aufgebauten Akkretionskomplexen: Eine intensiv verschuppte, sedimentäre Akkretionseinheit unterlagert den unteren und mittleren Kontinentalabhang. Dieser junge sedimentäre Akkretionskeil ist recht wahrscheinlich während der letzten 5 Mill. Jahre angelegt worden. Landwärts schließt daran eine ältere und seismisch sehr komplexe Akkretionseinheit an, die teilweise von einem sedimentären 'Fore-arc'-Becken überlagert wird. Innerhalb dieses älteren Akkretionskomplexes sind voluminöse Einheiten mit einem kräftigen, niederfrequenten Reflexionsmuster nachgewiesen worden, die als kristalline Krustensplitter von ozeanischer (ophiolitischer) Natur gedeutet werden. Diese Interpretation wird von den magnetischen und gravimetrischen Beobachtungen gestützt. Die magnetischen Messprofile zeigen einen Anstieg des Magnetfeldes zum Nordarm von Sulawesi über dem Kontinentalrand. Dieser beobachtete weiträumige Anstieg des Magnetfeldes spricht für eine Zunahme von magnetischem Material in Richtung auf den Nordarm von Sulawesi, wo Ophiolite aufgeschlossen sind. Am Kontinentalrand von Nord-Sulawesi sind im Rahmen von GIGICS erstmals BSRs (bottom simulating reflectors) nachgewiesen worden. BSRs sind das seismische Abbild des starken Abfalls der Gesteinsgeschwindigkeit, der sich an der Unterkante von Gashydratzonen - meist durch das Vorhandensein freien Gases - ausbildet. Die Kartierung der Verbreitung und der Tiefenlage der BSRs ist mit den geochemischen und geothermischen Befunden korrelierbar. Radiometrische Altersbestimmungen und geochemische Analysen von Kissenbasaltproben eines Tiefseehügels in der südöstlichen Celebes-See zeigen den Einfluss von 'Hot-Spot'-Vulkanismus in der östlichen Celebes-See während oder nach der Bildung der ozeanischen Kruste vor etwa 43 Mill. Jahren. Drei NW-streichende submarine Rücken, die in der nordöstlichen Celebes-See ca. 100 km südlich der Insel Basilan liegen und die detailliert vemessen worden sind, repräsentieren wahrscheinlich ein transversales Störungssystem, das sich offenbar quer durch die nordöstliche Celebes-See zieht. An der Flanke eines der Rücken ist ein stark alterierter Plagioklas-Olivinbasalt erdredscht worden, der von fossilleeren Tonsteinen überlagert ist. Diese lithostratigraphischen Verhältnisse sind auch auf ODP-Leg 124 (RANGIN et al., 1990) erbohrt worden. Die chemische Zusammensetzung des gedredschten Basalts unterscheidet sich vom typischen MORB. Ein großer ophiolitischer Krustensplitter im Akkretionskeil vor SW-Mindanao ist offenbar verantwortlich für eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit, welche wiederum verantwortlich ist für einen relativ hohen Wärmeefluss von 108.1 mW/m2 und leicht angestiegene Methangehalte (405 ppb) in den Sedimenten über dem Splitter. Der Wärmefluss von 103 mW/m2 an der Deformationsfront des Akkretionskeils vor SW-Mindanao und die hohen Methankonzentrationen von 5.555 ppb sind wahrscheinlich auf tektonisch induzierten Fluidtransport zurückzuführen. Hohe Methankonzentrationen zwischen 8.044 ppb und 49.006 ppb in den Sedimenten des unteren Kontinentalhangs von N-Sulawesi und des Sulawesi-Grabens waren von hohen Wärmeflusswerten bis zu 100.5 mW/m2 begleitet. Der Wärmefluss war deutlich niedriger am oberen Kontinentalhang (31.3 mW/m2). Der erhöhte Wärmefluss und die erhöhten Methankonzentrationen nahe der Deformationsfront resultieren sehr wahrscheinlich aus dem Wärmetransport der Fluide, welche aus den lateral und vertikal kompaktierten Sedimenten beim Akkretionsprozess ausgequetscht wurden. Der reduzierte Wärmefluss am oberen Hang ist kompatibel entweder mit dem Abkühlungseffekt langsam subduzierender ozeanischer Kruste oder Stapelung von kühlen Paketen kompaktierter Sedimente. Eine Subduktion ozeanischer Kruste mit einem Wärmefluss von 60 mW/m2 über eine Periode von mehr als 3 Millionen Jahren hätte die niedrigen Wärmeflusswerte am oberen Hang produziert, wenn der Akkretionskeil aus Tonsteinen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit (1.2 - 1.7 W/mK) besteht. Trotzdem ist isoliertes 'fluid venting' möglich. Laterale Variationen im Wärmeflussmuster (d.h. Verbreiterung der Anomalien im Westen) kann durch unterschiedliche thermische Regime in der subduzierten Kruste hervorgerufen sein.