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CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup - EEZ of the German North Sea

The CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup within the Exclusive Economic Zone (EEZ) of the German North Sea was analysed within the framework of the GEOSTOR-Project. A total of 71 potential storage sites were mapped based on existing 3D models, seismic and well data. Static CO2 capacities were calculated for each structure using Monte Carlo simulations with 10,000 iterations to account for uncertainties. All potential reservoirs were evaluated based on their static capacity, burial depth, top seal integrity and trap type. Analysis identified 38 potential storage sites with burial depths between 800 m and 4500 m, reservoir capacities (P50) above 5 Mt CO2 and suitable sealing units. The best storage conditions are expected on the West Schleswig Block where salt-controlled anticlines with moderate burial depths, large reservoir capacities and limited lateral flow barriers are the dominant trap types. Relatively poor storage conditions can be anticipated for small (P50 <5 Mt CO2), deeply buried (> 4500 m) and structurally complex potential storage sites in the Horn and Central Graben. For more detailed information on the methodology and findings, please refer to the full publication: Fuhrmann, A., Knopf, S., Thöle, H., Kästner, F., Ahlrichs, N., Stück, H. L., Schlieder-Kowitz, A. und Kuhlmann, G. (2024) CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup - German sector of the North Sea. Open Access International Journal of Greenhouse Gas Control, 136 . Art.Nr. 104175. DOI 10.1016/j.ijggc.2024.104175

Beurteilung des Einsatzes von Recycling-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten bei Erdbauwerken mittels Auswertung von Erfahrungen mit ausgeführten Bauprojekten (Region Süd)

In den ZTV E-StB werden die RC-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte nur insoweit behandelt, als sie mit natürlichen mineralischen Baustoffen vergleichbar sind. Sofern sie nicht vergleichbar sind, werden gesonderte Untersuchungen erforderlich, die jedoch nicht weiter beschrieben sind. Die Übertragbarkeit der Einbau- und Verdichtungsanforderungen für Boden und Fels ist nicht in jedem Fall gegeben. Da die Palette der vorgenannten Stoffe sehr groß ist, soll im Sinne einer Datensammlung geklärt werden, in welchem Umfang die verschiedenen Stoffe bisher überhaupt bei Erdbauten zur Anwendung gekommen sind, wobei nach den verschiedenen Bauwerkstypen wie Verkehrsdämmen, Hinterfüllungen, Sickeranlagen, Abdichtungen, Bodenverbesserungen, Lärmschutzwällen u. a. zu unterscheiden sein wird (Region Süd). Weiterhin soll geklärt werden, welche Anforderungen in der Praxis an die diversen RC-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte bei verschiedenen Bauprojekten gestellt wurden, wie Art und Umfang der Eignungsprüfungen der Baustoffe festgelegt wurden und welche Prüfverfahren bei der Qualitätssicherung in-situ zum Einsatz kamen. Die diesbezüglichen Erfahrungen sind zusammenzutragen und auszuwerten.

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen der Karbonatlösung und dem Durchlässigkeits- und Setzungsverhalten in mineralischen Deponiedichtungsmaterialien bei Sickerwassereinwirkung unter Auflast

Die mineralische Dichtung stellt eine unverzichtbare Komponente einer Kombinationsdichtung gemäß TA Siedlungsabfall oder gemäß der bauaufsichtlichen Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik mit Asphaltbeton dar. Ihr Karbonatgehalt ist nach TA Siedlungsabfall auf 15 Prozent beschränkt. Dahinter steht die Befürchtung, dass saure Sickerwässer die Karbonate lösen und sich daraus unzulässige Setzungen und eine Beeinträchtigung der Dichtewirkung ergeben. Vorversuche zeigen, dass bei einer Auflast von 40 kN/m2 auch nach signifikanter Karbonatlösung und Setzungen über 20 Monate hinweg die Durchlässigkeit eines mineralischen Dichtungsmaterials mit ehemals ca. 35 Gewichtsprozent Karbonat im Bereich von 10 10m/s bleibt, was im Widerspruch zu anderen Vorversuchen ohne Auflast steht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, dieses Phänomen unter Variation des Versuchsmaterials, der Auflast und des Perkolates sowohl unter geochemischen als auch unter bodenmechanischen Gesichtspunkten zu untersuchen, um die Berechtigung der Vorschrift in der TA Siedlungsabfall zu überprüfen und gegebenenfalls eine wissenschaftlich abgesicherte Änderung vorzuschlagen.

Untersuchungen von Methanoxidationsleistungen von Deponieabdeckungen im Labormaßstab

Masterplan Brücken 2025 bis 2040

Berlin ist eine Stadt der Brücken. Sie verbinden nicht nur Straßen, Flüsse und Schienen, sondern sind auch prägende Elemente des Stadtbilds und ein Symbol für die Ingenieurbaukunst. Von der historischen Oberbaumbrücke bis zu modernen Bauwerken über den Spreebogen: Jede Brücke erzählt eine Geschichte und sichert die Mobilität für Millionen von Menschen. Brücken und Ingenieurbauwerke im Land Berlin Grundsätze der Bauwerksprüfung und des Erhaltungsmanagements Bestandsanalyse zum Brückenbestand des Landes Berlin Erforderliche Brückenbaumaßnahmen 2025 bis 2040 Masterplan Brücken 2025 bis 2040 Berlin verfügt im öffentlichen Raum über eine Vielzahl an Brücken und sonstige Ingenieurbauwerke, wie Tunnel und Stützwände. Die genaue Anzahl hängt von der jeweiligen Zählweise und Zuordnung ab, da sich hinter einem Brückennamen oftmals mehrere Teilbauwerke oder angrenzende Ingenieurbauwerke verbergen. Mit 913 Brückenstandorten und insgesamt 1.047 Brückenbauwerken trägt das Land Berlin die Verantwortung für einen Großteil dieser wichtigen Infrastruktur. Die Gesamtfläche aller Brücken beträgt etwa 383.777 Quadratmeter, wobei die Bauwerke aus unterschiedlichen Materialien wie Beton, Stahl, Holz oder Stein bestehen und verschiedene Funktionen erfüllen: von Straßenbrücken über Fuß- und Radwege bis hin zu Brücken in Parks und Grünanlagen. In Berlin, wie in ganz Deutschland, werden alle Brückenbauwerke regelmäßig nach der DIN 1076 geprüft, um ihre Sicherheit und Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Diese Prüfungen sind essenziell, um die Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit der Brücken zu bewerten und frühzeitig Schäden zu erkennen. Bauwerksprüfung nach DIN 1076 Brücken werden in festen Abständen untersucht: Alle sechs Jahre: Eine Hauptprüfung . Alle drei Jahre: Eine Einfache Prüfung . Mehrmals jährlich: Besichtigungen und Begehungen zur Überwachung. Aus den Bauwerksprüfungen resultieren die den äußeren Zustand der Brücken zum Zeitpunkt der Prüfung widerspiegelnde Bauwerksnoten, wobei die maßgeblichen Prüfkriterien die Standsicherheit die Verkehrssicherheit und die Gebrauchstauglichkeit sind. Die Bewertung erfolgt auf einer Skala von 1,0 (sehr gut) bis 4,0 (ungenügend) : Die Zustandsnote als Ergebnis einer äußeren und handnahen Prüfung des Bauwerks ist nicht geeignet, Tragfähigkeitsdefizite einer Brücke darzustellen. Diese Defizite lassen sich auch nicht zwingend aus dem äußerlich erkennbaren Zustand der Brücken ableiten, sofern keine äußeren Schäden erkennbar sind. Vielmehr ist ein Blick in das „Innere“ eines Tragwerks erforderlich, um Defizite im Tragverhalten zu erkennen und Abhilfe zu schaffen. Diese Defizite können bereits daraus resultieren, dass aufgrund der hohen Verkehrsbeanspruchung die Ausnutzung des Tragwerks übermäßig hoch ist und somit die zulässige Beanspruchung übersteigt. Die Nutzungsfähigkeit wird eingeschränkt, die Alterung sowie der Verschleiß nehmen übermäßig zu. In einem ersten Bewertungsschritt lassen sich anhand des Baujahrs, der Bauweise (Stahl- oder Betonbrücke), der Bauart (Art der Herstellung) und dem seinerzeitigen Entwicklungsstand des technischen Regelwerks typische strukturelle Defizite in der Tragfähigkeit und/oder Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks vermuten. Hinzu kommen herstellungsbedingte Bemessungsdefizite und auch herstellungsbedingte Materialdefizite, wie zum Beispiel beim spannungsrisskorrosionsgefährdeten Spannstahl. Mittels einer Nachrechnung oder sonstigen statischen Einschätzung müssen die vermuteten Defizite bestätigt oder entkräftet werden. Aus diesem Grund muss neben der Zustandsnote auch der bauwerksspezifische Traglastindex ermittelt werden. Tragfähigkeitsdefizite einer Brücke aus dem enorm gestiegenen Schwerlastverkehr sowie aus Schwächen in den ursprünglichen Bemessungsvorschriften werden hier berücksichtigt. Als Einstufungskriterien nach römischen Ziffern I–V für den Traglastindex ergeben sich aus dem Vergleich zwischen Soll- und Ist-Tragfähigkeit einer Brücke die Bewertung und berücksichtigt dabei konstruktive Defizite, wie Spannungsrisskorrosion, Betonfestigkeiten und konkrete Bauwerkseigenschaften. Die Soll-Tragfähigkeit resultiert aus dem Ziellastniveau, die Ist-Tragfähigkeit ergibt sich aus der Nachrechnung. Der Begriff Ziellastniveau bezeichnet die erforderliche Tragfähigkeit bzw. die Bemessungslast, die ein bestehendes Brückenbauwerk gemäß den aktuellen Normen und prognostizierter Verkehrsbedingungen erreichen soll. Für die Einstufungskriterien nach dem Traglastindex I–V sind folgende Maßnahmen definiert: Brücken sind zentrale Bestandteile des Berliner Verkehrsnetzes. Regelmäßige Bauwerksprüfungen stellen sicher, dass Standsicherheit und/oder Verkehrssicherheit sowie die Dauerhaftigkeit der Bauwerke gewährleistet sind. Sie bilden die Grundlage dafür, die Funktionsfähigkeit der Infrastruktur langfristig zu sichern, notwendige Instandhaltungsmaßnahmen frühzeitig zu erkennen und die Nutzung der Bauwerke zuverlässig aufrechtzuerhalten. Die Ergebnisse der Prüfungen fließen in die Planung von Erhaltungsmaßnahmen und Ersatzneubauten ein, um die Leistungsfähigkeit der Verkehrsinfrastruktur nachhaltig zu gewährleisten. zum Masterplan Brücken 2025 bis 2040 Ein Blick auf den aktuellen Bauwerksbestand (Stand 06/2025) verdeutlicht den bestehenden Handlungsbedarf: Die Altersstruktur der Berliner Brücken ist durch einen hohen Anteil von Bauwerken geprägt, die älter als 60 Jahre sind. Zudem existiert eine erhebliche Anzahl von Brücken, die ein Alter von über 100 Jahren erreicht haben und deren rechnerische Nutzungsdauer bereits überschritten ist. Im Rahmen der laufenden Bauwerksprüfungen wurden zentrale Schadens- und Einflussbereiche identifiziert, die maßgeblich die Dauerhaftigkeit, Verkehrssicherheit und Standsicherheit der Bauwerke beeinflussen. Dazu zählen insbesondere: Materialermüdung Spannungsrisskorrosionsgefährdeter Spannstahl Alkali-Kieselsäure-Reaktion im Beton Konstruktive Besonderheiten an Koppelfugen bei Spannbetonbrücken Stabilitäts- und Schweißnahtprobleme bei Stahlbrücken Unzureichende Geländerhöhen sowie fehlende Sicherungselemente Schäden an Fahrbahnbelägen und Abdichtungssystemen Beeinträchtigungen des Korrosionsschutzes Schäden an Lagern, Übergangskonstruktionen und Tragseilen Erforderliche Betoninstandsetzungsmaßnahmen Kleinere Maßnahmen zur laufenden Erhaltung und Reinigung Diese Bestandsanalyse unterstreicht die Notwendigkeit eines systematischen, priorisierten und langfristig angelegten Vorgehens zur Sicherung und Weiterentwicklung der Berliner Brückeninfrastruktur. Die Auswertung der vorliegenden Bauwerksdaten, einschließlich der ermittelten Zustandsnoten sowie der Einordnung in den jeweiligen Traglastindex, zeigt einen erheblichen Handlungsbedarf im Bestand der Berliner Brückeninfrastruktur. Für insgesamt 175 Bestandsbrücken ergibt sich auf dieser Grundlage die Notwendigkeit, innerhalb der kommenden 15 Jahre einen Ersatzneubau durchzuführen. Darüber hinaus besteht bei weiteren 125 Brückenbauwerken ein signifikanter Erhaltungsbedarf. Hier sind insbesondere mittlere Erhaltungsmaßnahmen sowie grundlegende Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich, um die Dauerhaftigkeit, Verkehrssicherheit und Tragfähigkeit der Bauwerke weiterhin zu gewährleisten. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Dringlichkeit eines strukturierten und priorisierten Vorgehens bei der Planung und Umsetzung von Erhaltungs- und Erneuerungsmaßnahmen. Ziel ist es, die Funktionsfähigkeit der Brückeninfrastruktur langfristig sicherzustellen und den bestehenden Instandsetzungsrückstand schrittweise abzubauen. Bild: SenMVKU Auflistung der geplanten Brückenbaumaßnahmen nach Bezirken Weitere Informationen Der Masterplan Brücken 2025–2040 stellt eine grundlegende strategische Neuausrichtung in der Brückenbaupolitik dar. Die bestehenden Abläufe in den Bereichen Finanzierung, Planung, Genehmigung und Bau wurden umfassend analysiert und bewertet. Unter Einbindung interner und externer fachlicher Beteiligter sowie im Kontext der laufenden Verwaltungsreform wurden entsprechende Optimierungspotenziale identifiziert. Auf dieser Grundlage sowie unter Berücksichtigung der fachlichen Expertise der zuständigen Senatsverwaltungen, der beteiligten Verbände und weiterer am Bau beteiligter Akteure wurden zehn Handlungsfelder mit insgesamt 54 konkreten Maßnahmenvorschlägen erarbeitet. Im Mittelpunkt stehen folgende Handlungsansätze: Priorisierung: Systematischer und nachhaltiger Abbau bestehender Instandsetzungsrückstände Beschleunigung: Verkürzung von Planungs-, Genehmigungs- und Vergabeverfahren Digitalisierung: Erweiterte Nutzung digitaler Instrumente im Bauwerks- und Projektmanagement Nachhaltigkeit: Gewährleistung von Sicherheit, Dauerhaftigkeit und Funktionsfähigkeit der Infrastruktur Diese bilden die Grundlage für notwendige strategische Anpassungen im Projektmanagement. Die Umsetzung erfordert eine schrittweise politische und administrative Abstimmung, da Auswirkungen auf Vorschriften, Prozesse und Kosten zu erwarten sind. Der Masterplan ist als kontinuierlicher Entwicklungsprozess angelegt: Maßnahmen werden fortlaufend geprüft, bewertet und im Rahmen eines jährlichen Berichtswesens fortgeschrieben. Zielsetzung Ziel des Masterplans ist es, die Brückeninfrastruktur in Berlin zukunftsfähig auszurichten und damit die Mobilität, die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit sowie die Lebensqualität nachhaltig zu sichern. Auf Grundlage der fachlichen Expertise der zuständigen Senatsverwaltungen, der beteiligten Verbände sowie weiterer am Bau beteiligter Akteure wurden zehn Handlungsfelder mit insgesamt 54 konkreten Maßnahmenvorschlägen entwickelt. Zu den wesentlichen Zielsetzungen zählen insbesondere: der Abbau bürokratischer Hemmnisse die Beschleunigung von Planungs-, Genehmigungs- und Vergabeverfahren die verstärkte Nutzung digitaler Instrumente im Projekt- und Bauwerksmanagement eine effizientere und wirtschaftlichere Umsetzung von Bauvorhaben die verbesserte Steuerung, Koordination und Beschleunigung von Baumaßnahmen Ein zentrales Element des Masterplans ist der Aufbau eines strategischen Bauwerksmanagements sowie eines digitalen Erhaltungsmanagements für Ingenieurbauwerke. Diese schaffen die Grundlage für vorausschauende Investitionsentscheidungen, tragen zur Minimierung verkehrlicher Beeinträchtigungen bei und sichern langfristig die Leistungsfähigkeit der Infrastruktur. Der Masterplan Brücken 2025–2040 stellt ein wesentliches Instrument dar, um die Brückeninfrastruktur in Berlin nachhaltig zu stärken und einen wichtigen Beitrag zur Sicherung von Mobilität, wirtschaftlicher Entwicklung und Lebensqualität zu leisten. Mit dem Masterplan Brücken wird auch das große Potenzial ausgeschöpft, das sich aus der Vielzahl notwendiger Brückenbauprojekte ergibt, indem diese nicht nur auf das zwingend Erforderliche beschränkt werden, sondern zugleich als Chance genutzt werden, sämtliche Ziele des nachhaltigen Bauens, der Zukunftsfähigkeit und der Qualität ganzheitlich und von Beginn an konsequent umzusetzen.

Reservoir-modelling and parametrization of a potential reservoir structure (Pilot area A) in the German North Sea

As part of the CDRmare joint project GEOSTOR (https://geostor.cdrmare.de/), the BGR created detailed static geological 3D models for two potential CO2 storage structures in the Middle Buntsandstein in the Exclusive Economic Zone (EEZ) of the German North Sea and supplemented them with petrophysical parameters (e.g. porosities, permeabilities). The 3D geological model (Pilot area A; ~1300 km2) is located on the West Schleswig Block in the area of the Henni salt pillow (pilot region A). It is based on 2D seismic data from various surveys and geophysical/geological information from four exploration wells. The model comprises 14 generalized faults and the following 14 horizon surfaces: 1) Sea Floor, 2) Mid Miocene Unconformity, 3) Base Rupelian, 4) Base Tertiary, 5) Base Upper Cretaceous, 6) Base Lower Cretaceous, 7) Base Muschelkalk, 8) Base Röt (Pelite), 9) Base Röt (Salinar), 10) Base Solling Formation, 11) Base Detfurth Formation, 12) Base Volpriehausen Formation, 13) Base Triassic, 14) Base Zechstein. The selected potential reservoir structure in the Middle Buntsandstein is formed by an anticline created by the uplift of the underlying Henni salt pillow. The primary reservoir unit is the 40-50 m thick Lower Volpriehausen Sandstone, the main sealing units are the Röt and the Lower Cretaceous. Petrophysical analyses of all considered well data were conducted and reservoir properties (including porosity and permeability) were calculated to determine the static reservoir capacity for these potential CO2 storage structures. Both models were parameterized and can be used for further dynamic simulations of storage capacity, geo-risk, and infrastructure analyses, in order to develop a comprehensive feasibility study for potential CO2 storage within the project framework. The 3D models were created by the BGR between 2021 and 2024. SKUA-GOCAD was used as the modeling software. We would like to thank AspenTech for providing licenses for their SSE software package as part of the Academic Program (https://www.aspentech.com/en/academic-program).

Development of Enhanced Extension Possibilities for Micro Turbine Drilling in Mauerstetten, Teilvorhaben: Entwicklung eines Bohrlochmesssystems zur Überprüfung der Ergebnisse des DEEP MTD Verfahrens

In diesem Arbeitspaket soll ein spezifisches Bohrlochmesssystem entwickelt werden, mit welchem der Erfolg des DEEP MTD Verfahrens in der Tiefbohrung Mauerstetten gemessen werden soll, welches aber auch in anderen geothermischen Explorationsbohrungen eingesetzt werden kann. Die Solexperts GmbH wird zusammen mit der Solexperts AG im Unterauftrag dieses Bohrlochmesssystem für hydraulische In-Situ Versuche entwickeln, herstellen und testen. Die Messergebnisse in der Bohrung dienen als Grundlage der weiteren Verbesserung des MTD Verfahrens und liefern einen wertvollen Beitrag für das hydrogeologische Modell. Die Entwicklung umfasst eine elektrische downhole Steuerung (EHVU), downhole Ventile (SIT), eine Datenübertragung und Telemetrie, sowie ein System für die abschnittsweise Abdichtung von Bohrlochabschnitten (Doppelpackereinheit). Das System muss die Randbedingungen der etwa 4000 m tiefen Bohrung in Mauerstetten erfüllen (ca. 125 Grad C). Die unterbeauftragte Solexperts AG besitzt schon eine Systemdesignstudie (Bearbeitungszeit von ca. 1.5 Jahre) welches sie im Falle einer Förderung kostenneutral in das Projekt einbringen wird. Diese Studie umfasst das Gesamtsystem (kleinere Anpassungen sind pendent) und ein Grobdesign für die EHVU. Die zur Versuchsdurchführung nötige Mess- und Steuereinheit (EHVU) und der dazugehörende Downhole-Ventilblock (SIT) bilden das innovative Herzstück des Messsystems und befinden sich über der Doppelpackereinheit. Die EHVU und das SIT müssen noch entwickelt werden (Aufgabe Solexperts GmbH). Die Solexperts AG entwickelt das Gesamtsystem und baut den Protottyp. Die einzelnen Komponenten, sowie den Prototyp des Gesamtsystems wird die Solexperts GmbH im Autoklav in Bochum unter realistischen in-Situ Randbedingungen testen. Die Feldarbeit in Mauerstetten wird von beiden Firmen gemeinsam durchgeführt werden.

Turbomaschinen für Hydrogen Technologien, Teilvorhaben: 3.3 und 4.4b Wasserverdunstung im Laufrad eines Radialverdichters und Untersuchung eines digitalen Zwillingmodells von Gasdichtungen

Das Forschungsvorhaben untersucht auf der einen Seite die Auswirkungen der Wassereinspritzung auf das Betriebsverhalten eines Radialverdichters. Die Wassereinspritzung in Axialverdichtern von Gasturbinen ist eine gängige Praxis, um die Leistungsfähigkeit der Turbine zu verbessern. Um dieses Potenzial auch in Radialverdichtern zu nutzen, sind weitere Forschungsarbeiten im Bereich der Flüssigkeitseinspritzung notwendig. Die Radialverdichter werden hauptsächlich in der Prozessindustrie eingesetzt. Ziel dieses Projektes ist es die Berechnung und Einflüsse der Wassereinspritzung auf das Betriebskennfeld eines Radialverdichters zu untersuchen. Im Projekt (FKZ: 03EE5035B) wurde ein Radialverdichter mit Wassereinspritzung aufgebaut und Kennfelder mit und ohne Wassereinspritzung vermessen. Unklar ist das Potenzial der Wassereinspritzung, welches durch den Ort der Verdunstung bestimmt wird, welches hier adressiert werden soll. Im zweiten Thema wird die Abdichtung der Wellenenden, die verhindert, dass das Prozessfluid aus der Maschine in die Atmosphäre entweicht. Die Forschung an berührungslosen Gleitringdichtungen mit Trockengasschmierung DGS (Dry Gas Seals), wird aufgrund des geringen und kontrollierbaren Leckagestroms, des berührungslosen Betriebs und der Eignung für die Hochdruckumgebung, als Dichtungslösung eingesetzt. Im Projekt (FKZ: 03EE5041H) wurden die Prognosemodelle zur Berechnung des Dichtspaltes entwickelt und in ein digitales Zwillingsmodell implementiert. Die gesamte Architektur des digitalen Zwillings basierend auf einer Open Source IoT-Plattform. Im neuen Projekt wird das Gesamtkonzept auf eine reale Maschine übertragen. Die messbaren und nicht messbaren Prozessgrößen der realen Anlage und ihre logischen Zusammenhänge werden mit Hilfe von maschinellem Lernen und physikbasierten Modellen analysiert. Die Ergebnisse werden zur Leistungsoptimierung von Radialverdichtern in der Prozessindustrie genutzt.

Versuche zur Oberflaechenabdichtung der Deponie 'Am Stempel' nach dem Prinzip der Kapillarsperre

Die Kapillarsperre ist eine alternative Dichtung zur Abschirmung von Altlasten und Abfalldeponien. Niederschlagseintrag wird minimiert zum einen durch stark evapotranspirierenden Bewuchs, wie z.B. Nadelwald, zum anderen durch die Wasserableitung in einer geneigten Feinsandschicht ueber einem Grobsand. Es wurden Versuche an einer neigbaren Kipprinne durchgefuehrt.

Zeitliche und räumliche Dynamik der Mutationslast des Antarktischen Prädatoren Arctocephalus gazella

Die Resilienz natürlicher Populationen gegen Umweltveränderungen wird von der Menge schädlicher Mutationen in der Population, d.h. ihrer Mutationslast bestimmt. Deren Fitnesseffekt hängt vom Selektionsdruck und der Populationsgröße ab, welche beide in Raum und Zeit veränderlich sind. Auswirkungen dieser Dynamik auf die Mutationslast sind wenig erforscht, was unser Verständnis der Gefährdung von Arten durch Umweltveränderungen behindert. Drastische Reduzierungen der Populationsgröße führen zu Inzucht, was die Mutationslast stärker exponiert und selektiv wirksam macht. Dies verursacht eine Fitness-Reduktion betroffener Individuen, ermöglicht aber auch eine Entfernung schädlicher Mutationen durch Purging, was die Mutationslast langfristig verringern kann. Folglich hat Übernutzung in der Vergangenheit die Mutationslast vieler Arten beeinflusst, vor allem in der Antarktis, wo Robben- und Walfang große ökologische Auswirkungen hatten. In meinem Projekt plane ich durch Genomsequenzierung räumliche und zeitliche Dynamiken der Mutationslast in Antarktischen Pelzrobben zu erforschen. Dabei verfolge ich drei komplementäre Ziele. Erstens werde ich räumliche Dynamiken der Mutationslast durch den Vergleich von sechs Populationen mit unterschiedlicher effektiver Populationsgröße und Geschichte untersuchen. Erkenntnisse zur Mutationslast dieser Populationen liefern Aufschluss über deren Gefährdung durch Umweltveränderungen. Zweitens werde ich Langzeit-Dynamiken der Mutationslast durch eine Quantifizierung von Purging zu verschiedenen Zeitpunkten der Populationsgeschichte analysieren. Ein Vergleich von Regionen innerhalb des Genoms welche vor, während und nach dem durch Robbenjagd verursachten Flaschenhals von Inzucht betroffen waren, wird über das genetische Erbe dieses Eingriffes aufklären. Schließlich werde ich kurzfristige Dynamiken der Mutationslast untersuchen, indem ich den Umwelteinfluss auf die Mutationslast einer rückläufigen Population in Südgeorgien analysieren werde. Dort hat sich der Selektionsdruck auf die Robben durch den von Erwärmung getriebenen Rückgang des Antarktischen Krills erhöht. Eine einzigartige, vier Jahrzehnte umfassende Langzeitstudie erlaubt hier die Erforschung des Zusammenhangs der Mutationslast und dem Fitnessmerkmal „Rekrutierungs-Erfolg“. Dies kann zeigen, ob aktuelle Umweltveränderungen die Mutationslast durch Purging verringern, was für die Beständigkeit der Populationen relevant ist. Mein Projekt kombiniert hochauflösende genomische Verfahren mit einem herausragenden Untersuchungssystem und verspricht neue Erkenntnisse zur Beständigkeit eines antarktischen Prädatoren. Diese sind essentiell für das Verständnis der Resilienz des Ökosystems des Südpolarmeeres. Durch die Einführung moderner genomischer Methoden in ein polares Modellsystem werde ich zum SPP beitragen können, zudem werde ich mich durch Kollaborationen und das Ausrichten eines Workshops zu reproduzierbarem coding in die breitere SPP-Gemeinschaft integrieren.

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