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Analyse der Freisetzung aus Fukushima: weltweit und in Deutschland

Analyse der Freisetzung aus Fukushima: weltweit und in Deutschland Nach dem Unfall im Kernkraftwerk in Fukushima, Japan, im Jahr 2011 konnten weltweit geringste Spuren der Radioaktivität aus Fukushima nachgewiesen werden, unter anderem an Messstationen der CTBTO . Die CTBTO verfügt über ein weltweites Netzwerk, das u. a. aus 80 Radionuklidmessstationen zum Nachweis von an Luftstaub gebundenen Radionukliden besteht. 40 dieser Stationen sind zusätzlich mit Systemen zur Messung radioaktiven Xenons ausgestattet. Eine dieser Radionuklidmessstationen betreibt das BfS auf dem Schauinsland bei Freiburg im Breisgau. Das weltweite Messnetz der CTBTO (Stand: November 2024). Quelle: © CTBTO (https://www.ctbto.org/our-work/ims-map) Die Internationale Organisation zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens ( Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization , CTBTO ) verfügt über ein weltweites Netzwerk von Radionuklidmessstationen, um Radionuklide nachweisen zu können, die an Luftstaub gebunden sind. Etwa die Hälfte dieser Stationen ist zusätzlich mit Systemen zur Messung radioaktiven Xenons ausgestattet. Bei vollem Ausbau soll das Netzwerk 80 Radionuklidmessstationen weltweit betreiben, von denen 40 über Edelgasmesstechnik verfügen. Eine dieser Radionuklidmessstationen betreibt das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) auf dem Berg Schauinsland bei Freiburg im Breisgau. Ergebnisse der Spurenanalyse zum Unfall in Fukushima Nach dem Unfall im Kernkraftwerk in Fukushima, Japan, im Jahr 2011 konnten von der Messstation des BfS bei Freiburg noch geringste Spuren der Radioaktivität aus Fukushima nachgewiesen werden, die auch belegen, dass die Mengen so gering waren, dass sie keine gesundheitliche Gefährdung darstellten. Spurenmessungen weltweit Spurenmessungen und Luftüberwachung Deutschland Spurenmessungen weltweit Weltweit: Ergebnisse der Spurenanalyse zum Unfall in Fukushima Die animierte Karte zeigt das Radioaktivitätsmessnetz der CTBTO und die zeitliche Abfolge nach dem Ereignis in Japan, in denen künstliche Radionuklide aus Fukushima an den Stationen gemessen und nachgewiesen wurden. Die animierte Karte zeigt das Radioaktivitätsmessnetz der CTBTO und die zeitliche Abfolge, in der künstliche Radionuklide aus Fukushima an den Stationen nachgewiesen wurden. Die Stationen befinden sich an den auf der Karte eingezeichneten Punkten. Ein umgebendes Quadrat markiert die Orte, an denen zusätzlich radioaktives Xenon gemessen werden kann. Die Identifikationsnummern der Stationen werden auch in den Legenden der unteren Abbildungen verwendet. Die Animation zeigt, wie sich die radioaktiven Stoffe mit den Westwinden zunächst über Nordamerika und dann über Europa in Richtung Osten ausgebreitet haben. Knapp drei Wochen nach dem Reaktorunfall vom 12. März 2011 wurde an allen auf der Nordhalbkugel der Erde gelegenen Messstationen Radioaktivität aus Fukushima nachgewiesen. Auf der Südhalbkugel wurde in diesem Zeitraum keine künstliche Radioaktivität aus Fukushima gemessen. Dies lässt sich mit dem sehr geringen Austausch von Luftmassen über den Äquator hinweg erklären. Lediglich in Neuguinea und auf den Fidschi-Inseln, die zu dieser Jahreszeit noch im Einflussbereich der Luftmassen der nördlichen Hemisphäre lagen, wurden kurzzeitig radioaktive Spuren aus Fukushima nachgewiesen. Ab Mitte April 2011 war zu beobachten, wie die Aktivitätskonzentrationen für künstliche Radionuklide zunächst an den Messstationen im Pazifik und ab Anfang Mai 2011 auch in Europa wieder unter die Nachweisgrenze fielen. Dies ist hauptsächlich dadurch zu erklären, dass die an kleine Staubteilchen in der Luft gebundenen radioaktiven Stoffe aus der Luft ausgewaschen werden bzw. sich auf dem Boden ablagern. Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentrationen von Jod-131 und Cäsium-137 im Radioaktivitätsmessnetz der CTBTO Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentration von Jod-131 in der Luft an neun repräsentativen Radioaktivitätsmessstationen des internationalen Messnetzes zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens. Die Abbildungen auf der rechten Seite zeigen den zeitlichen Verlauf vom 14.03.-20.06.2011 der Aktivitätskonzentrationen von Jod-131 und Cäsium-137 in der Luft an ausgewählten Messstationen des Messnetzes: Takasaki (Station 38) nur circa 200 km süd-westlich des Reaktors Fukushima I gelegen, Hawaii (Station 79) im Pazifik, Sacramento (Station 70) an der Westküste und Charlottesville (Station 75) an der Ostküste der USA, Island (Station 34) und São Miguel (Azoren, Station 53) im Atlantik sowie der Schauinsland bei Freiburg (Station 33), Stockholm (Station 63) und Dubna (Westrussland, Station 61) auf dem europäischen Festland. Wegen der extremen Unterschiede in den nachgewiesenen Aktivitätskonzentrationen sind die Messwerte logarithmisch dargestellt. Zeitlicher Verlauf der bisher gemessenen Aktivitätskonzentration von Cäsium-137 in der Luft an neun repräsentativen Radioaktivitätsmessstationen des internationalen Messnetzes zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens. Die Grafik zeigt den Verlauf in den ersten drei Monaten nach dem Reaktorunfall. In den ersten drei Wochen nach dem Reaktorunfall in Fukushima sieht man deutlich den Verdünnungseffekt mit zunehmender Entfernung zum Unglücksort. Im weiteren Verlauf gleichen sich die Messwerte der Stationen aneinander an, was auf eine abnehmende Freisetzung am zerstörten Kernkraftwerk sowie eine fortschreitende Durchmischung der Luftmassen der nördlichen Hemisphäre schließen lässt. Die Messwerte an der japanischen Station Takasaki (Station 38) liegen wegen der großen Nähe zum zerstörten Kernkraftwerk und der Kontamination des Messsystems selbst erwartungsgemäß erheblich höher. In den Abbildungen ist zu erkennen, dass die Messwerte für Jod-131 schneller abnehmen als die für Cäsium-137 , was auf die unterschiedlichen Halbwertszeiten der beiden Radionuklide zurückzuführen ist. Jod-131 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 8 Tagen, Cäsium-137 hingegen zerfällt mit einer Halbwertszeit von 30 Jahren. Mitte Mai 2011 sanken die Aktivitätskonzentrationen von Jod-131 an den dargestellten Stationen – mit Ausnahme der japanischen Station Takasaki (Station 38) – unter die stationsspezifischen Nachweisgrenzen. Diese Nachweisgrenzen sind unter anderem abhängig von den lokalen Gegebenheiten an den einzelnen Stationen und daher in der Grafik nicht als fester Wert, sondern als schraffierter Bereich dargestellt. Die Ereignisse von Fukushima haben eindrucksvoll gezeigt, dass das Radioaktivitätsmessnetz der CTBTO in einzigartiger Weise ermöglicht, eine weltweite Ausbreitung freigesetzter Radionuklide zu verfolgen und mögliche Auswirkungen auch in entfernteren Regionen abzuschätzen. Spurenmessungen und Luftüberwachung Deutschland Deutschland: Ergebnisse der Spurenanalyse zum Unfall in Fukushima Die Ereignisse im japanischen Kernkraftwerk Fukushima im März 2011 hatten eine Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre zur Folge. Diese wurden in der Atmosphäre transportiert und konnten, trotz ihrer Verdünnung beim Transport, durch entsprechend empfindliche Messgeräte auch in mehreren Tausend Kilometern Entfernung detektiert werden. Aktivitätskonzentrationen des künstlichen Jod-131 und Cäsium-137 an der Messstation Schauinsland Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentrationen der künstlichen Radionuklide Jod-131 und Cäsium-137 im Vergleich zur natürlichen Radioaktivität (Radon und Beryllium-7) an der Station Schauinsland im Zeitraum 21.3. bis 12.5.2011. In der Abbildung sind die im Zeitraum 21.3. bis 12.5.2011 an der Messstation Schauinsland gemessenen Aktivitätskonzentrationen von künstlichem Jod-131 und Cäsium-137 der Aktivitätskonzentration der natürlichen Radioaktivität ( Radon und Beryllium-7) gegenüber gestellt. In dieser Zeit war der Probeentnahmezyklus von wöchentlicher auf tägliche Probeentnahme verkürzt worden. In der Probe vom 24.3.2011 (Messung vom 25.3.2011) wurden erstmals Jod-131 mit einer Aktivitätskonzentration von 58 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft sowie Cäsium-137 nachgewiesen. In der Folge wurden bis Mitte Mai die künstlichen Nuklide Jod-131, Cäsium-137 sowie auch Cäsium-134 in den Luftfilterproben detektiert. Nach dieser Zeit lagen die Aktivitätskonzentrationen für Jod-131 und Cäsium-134 unterhalb der Nachweisgrenzen, die für Cäsium-137 nahm weiterhin ab und liegt nun auf dem Untergrundpegel von vor der Reaktorkatastrophe in Fukushima. Cäsium-137 ist jedoch auch aktuell noch in einzelnen Proben nachweisbar, was auf den Kernwaffenfallout und die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl zurückzuführen ist. Spurenanalyse an vier deutschen Spurenmessstellen: Messung von freigesetztem Jod-131 und Cäsium-137 Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentration von Jod-131 an vier deutschen Spurenmessstellen im Zeitraum 21.3. bis 20.5.2011 Die Abbildungen zeigen die Aktivitätskonzentrationen von Jod-131 und Cäsium-137 im Zeitraum 21.3. bis 20.5.2011 beziehungsweise 21.3. bis 11.7.2011 an den vier deutschen Spurenmessstellen an. Die Werte weisen starke Schwankungen auf, was den mehrfachen Durchzug von unterschiedlichen Luftmassen über Deutschland belegt. Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentration von Cäsium-137 an vier deutschen Spurenmessstellen im Zeitraum 21.3. bis 11.7.2011 Die an den einzelnen Spurenmessstellen gemessenen Aktivitätskonzentrationen hängen dabei von der jeweiligen Wettersituation ab, da zum Beispiel Regen die Aktivitätskonzentration in der Luft durch Auswaschen reduzieren kann. Darüber hinaus ist zu beobachten, dass die Messwerte für Jod-131 schneller abnehmen als die für Cäsium-137 , da Jod-131 eine wesentlich kürzere Halbwertszeit (8 Tage) als das Cäsium-137 (30 Jahre) hat. Bewertung Die gemessenen Aktivitätskonzentrationen stellten keine gesundheitliche Gefährdung für die Menschen und die Umwelt in Deutschland und Europa dar und lagen ein Vielfaches unterhalb der natürlichen gemessenen Strahlenbelastung. Die Messergebnisse lagen für die künstliche Strahlung durch radioaktive Partikel im Bereich von wenigen Tausendstel Becquerel je Kubikmeter Luft. Zum Vergleich Durch das natürlich vorkommende Edelgas Radon liegt die natürliche Strahlung in Deutschland im Freien kontinuierlich bei einigen Becquerel je Kubikmeter Luft. Standortabhängig schwanken diese Werte, weil die Radonkonzentration vom geologischen Ausgangsgestein und der Wetterlage beeinflusst wird. Der 24-stündige Aufenthalt in einem Bereich mit einer Jod-131- Aktivitätskonzentration von beispielsweise 0,005 Becquerel pro Kubikmeter Luft (in dieser Größenordnung lagen die Ergebnisse der Messstationen Braunschweig und Potsdam am 29.3.2011) führt für einen Erwachsenen zu einer zusätzlichen Strahlenbelastung von etwa einem Milliardstel Sievert . Dies entspricht in etwa der natürlichen Strahlenbelastung bei einer Minute Aufenthalt im Freien. Deutschland: Ergebnisse der Luftüberwachung zum Unfall in Fukushima Die Abbildungen zeigen Ergebnisse der Luftüberwachung an der Messstation Schauinsland im Zeitraum vom 21. März bis 12. Mai 2011. Aktivitätskonzentrationen des natürlichen Radon-222 (blau) und Anteil künstlicher Radionuklide (rosa) an der gemessenen Beta-Aktivitätskonzentration an der Messstation Schauinsland im Zeitraum vom 21.3.-12.5.2011 Errechneter Anteil der Aktivitätskonzentration durch künstliche Radionuklide an der gemessenen Beta-Aktivitätskonzentration an der Station Schauinsland im Zeitraum vom 21.3.–12.5.2011 Stand: 22.05.2026

Multibeam bathymetry processed data (Atlas Hydrosweep DS 3 echo sounder entire dataset) of RV POLARSTERN during cruise PS145/1, Atlantic Ocean

Multibeam data were collected during RV Polarstern cruise PS145/1 (2024-11-25 to 2024-12-07). Multibeam sonar system was Atlas Hydrographic Hydrosweep DS 3 multibeam echo sounder. Data are processed with Caris HIPS, including sound velocity correction with SV data from SVPs, CTDs and World Ocean Atlas 18 (https://www.ncei.noaa.gov/archive/accession/NCEI-WOA18), tidal correction with TPXO9_atlas_v5 (https://www.tpxo.net), and manual cleaning. The soundings are combined in daily files, the format is XYZ ASCII (<Lon> <Lat> <Depth in meters, positive up, relative to mean sea level>). Additional grids have been computed with depth dependent cell size to visualize the data. These grids are not meant for scientific analysis or navigation, but for overview purposes only.

Internationale Geologische Karte von Europa und den Mittelmeerregionen 1:1.500.000 - Blatt A4 Tra Lí

"Carte Géologique Internationale de l'Europe et des Régions Méditerranéennes 1 : 1 500 000" - Anlässlich des 2. Internationalen Geologen-Kongresses in Bologna 1881 wurde von der neu gegründeten "Kommission für die geologische Karte von Europa" der Beschluss zur Herausgabe einer Internationalen Geologischen Karte von Europa im Maßstab 1 : 1 500 000 (IGK 1500) gefasst. In den Händen der Kommission lag die Kompilierung und Herausgabe des Kartenwerkes; Redaktion und Druck oblag der Preußischen Geologischen Landesanstalt und ihrer Nachfolger, sprich dem Reichsamt für Bodenforschung und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. 1913 - 32 Jahre nach dem Beschluss zur Erstellung des Kartenwerks - wurde die 1. Auflage mit 49 Blättern fertig gestellt. Für eine 2. Auflage entschied man sich bereits 1910. Doch bedingt durch die beiden Weltkriege wurden zwischen 1933 und 1959 nur 12 Blätter gedruckt. 1960 fiel der Vorschlag für eine kombinierte 2. und 3. Auflage der Karte. Im Zuge dieser Neukonzeption erschien 1962 eine neue Legende, 1970 deren Erweiterung. 1964 wurden die ersten Blätter der Neuauflage gedruckt. Ende 1999 lagen alle 45 Kartenblätter der Neuauflage vor, wobei das letzte Blatt "AMMAN" bereits digital mit Freehand 8 erstellt ist. Titelblatt und Generallegende, die auf zwei Blättern des Kartenwerks platziert sind, wurden im Frühjahr 2000 - 87 Jahre nach Abschluss der 1. Auflage - gedruckt. Das vollständige Gesamtwerk der Internationalen Geologischen Karte von Europa im Maßstab 1 : 1 500 000 (IGK 1500) wurde auf dem Internationalen Geologen-Kongress in Rio de Janeiro im August 2000 vorgestellt. Die IGK 1500 zeigt auf 55 Blättern die Geologie des europäischen Kontinents vom Osten des Uralgebirges bis Island sowie der gesamten Mittelmeerregion. Die Geologie wird unterschieden nach Stratigraphie, magmatischen und metamorphen Gesteinen. Zusätzlich gibt es zwei Legendenblätter und ein Titelblatt. Die Sprache des Kartenwerks ist Französisch.

Grenze der atlantisch/kontinentalen biogeografischen Region

Linienthema zur Darstellung der Grenze zwischen der atlantischen (Hauptnaturräume der Marsch, Unterelbe und Geest)und der kontinentalen (Naturräume des Hügellandes und der Mecklenburgischen Seenplatte sowie Vorland sowie der Mittelelbe-Niederung) biogeografischen Region für den Aufgabenbereich Natura 2000. Grundlage ist die naturräumliche Gliederung nach Meynen & Schmithüsen, hier die im Rahmen der landesweiten Biotopkartierung auf den Massstab 1:25.000 umgearbeiteten Grenzen der Naturräume. Weitere Modifizierung im Raum Geesthacht (Grenze atl. / kont. Für die Elbe pragmatisch bei Staustufe Geesthacht gesetzt)

Visualisierung mikrobieller Gemeinschaften auf marinem Mikroplastik: Identifikation, Interaktionen und Auswirkungen

Marines Mikroplastik (MMP) ist eine zunehmende anthropogene Verschmutzung in den Meeren. Der Einfluss auf marine Tiere, durch Verfangen und verschlucken von Plastikmüll, ist bekannt. Aber der Einfluss von MMP auf Mikroorganismen, wie Bakterien, Archaeen und Protisten, die die Basis der Nahrungsnetze bilden, ist kaum verstanden. Auf Grund der besonderen Eigenschaften von MMP, kann es als neues Habitat und als Transportmittel für bestimmte u.a. auch gesundheitsgefährdende Mikroorganismen dienen, die über lange Distanzen bis in entlegene Regionen transportiert werden können. Darüber hinaus kann MMP das Zusammenleben von Mikroorganismen in enger Nachbarschaft ermöglichen und die Stoffwechselwege vieler verschiedener Verbindungen beeinflussen. Um den Einfluss von MMP und ihrer assoziierten Mikroorgansimen auf marine Ökosysteme zu verstehen, müssen wir die Zusammensetzung und Interaktionen von mikrobiellen Gemeinschaften auf MMP identifizieren und ihre globale Ausbreitung untersuchen. Ich möchte die Diversität und die räumliche Verteilung von mikrobiellen Gemeinschaften auf MMP charakterisieren. Proben von MMP wurde bereits von meinem Gastinstitut in verschiedenen Meeresregionen (Atlantik, Pazifik, Indischer Ozean) gesammelt. Mein Ziel ist es: 1) zu identifizieren, welche Mikroorganismen auf MMP vorkommen; 2) die lokale Verteilung und Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft auf MMP und in Experimenten auf Bioplastikpartikeln zu untersuchen; 3) zu verstehen, welche Mikroorganismen am stärksten mit der Polymer Oberfläche assoziiert sind; 4) herauszufinden, ob es charakteristische Mikrobiome auf MMP in verschiedenen Meeresregionen gibt und 5) zu untersuchen, welche Mikroorganismen MMP abbauen können. Die Chancen für die erfolgreiche Durchführung des vorgeschlagenen Projekts ist hoch, da präperierte Proben bereits in meinem Gastlabor vorhanden sind, an denen die innovative Mikroskopiertechnik namens CLASIFISH (Combinatorial Labelling and Spectral Imaging Fluorescence In Situ Hybridization) angewandt werden kann. Diese Methode ermöglicht es viele verschiedene Mikroorganismen und ihre räumliche Verteilung auf einem Plastikpartikel schnell und präzise zu identifizieren. Ich möchte diese Methode an Proben aus dem Atlantik und Pazifik anwenden, sowie Mikroben identifizieren, die im offenen Ozean Plastik abbauen. Zusätzlich möchte ich Inkubationsexperimente mit Bakterienkulturen, die bereits auf Plastik identifiziert wurden und in meinem Gastinstitut zur Verfügung stehen, auf Bioplastikpartikeln durchführen. Mit diesen Experimenten möchte ich herausfinden, wie sich mikrobielle Gemeinschaften auf Bioplastik über die Zeit entwickeln und ob bzw. wie diese Mikroben Plastik abbauen. Für diese Inkubationsexperimente möchte ich FISH, CLASIFISH, scanning electron microscopy sowie metagenomische und metatranscriptomische Ansätze verwenden.

Integrative Kartierung und Priorisierung von Schutzgebieten im Atlantik - Leitlinien für die Abwägung von Naturschutzprioritäten mit wirtschaftlichen und rechtlichen Interessen auf Hoher See, Vorhaben: Nahrungsnetzstruktur, Biodiversität und Ökosystemleistung des Zooplanktons

Quantitative Untersuchungen der sensibilisierten Photooxydation von gesaettigten Kohlenwasserstoffen in Oberflaechenfilmen auf Meerwasser

Gesaettigte Kohlenwasserstoffe ebenso wie Alkylaromaten werden bei Anwesenheit von Sauerstoff und geeigneten Sensibilisatoren (aromatische Ketone, Chinone) durch natuerliches Sonnenlicht zu Carbonylverbindungen abgebaut. Durch Modelluntersuchungen unter quasi-natuerlichen Bedingungen wurde gefunden, dass durch Kettenfragmentierung homologe Reihen entstehen, deren niedermolekulare Glieder Aceton, Acetaldehyd und Formaldehyd die hoeheren Homologen hinsichtlich ihrer Konzentration ueberwiegen. Zur Anreicherung hoeherer Homologen aus Meerwasser werden Sorptionsharze verwendet. Die Analytik stuetzt sich auf chromatographische Methoden und Massenspektrometrie. Fuer quantitative Untersuchungen wird als Reaktionsmedium steril-filtriertes Meerwasser benutzt, welches man nach Zugabe geringer Mengen des zu untersuchenden Kohlenwasserstoffes knapp unterhalb der Meeresoberflaeche natuerlichem Sonnenlicht aussetzt. Da bei sensibilisierten Reaktionen in verduennten, waessrigen Loesungen der molekulare Extinktionskoeffizient, welcher zur Bestimmung der Quantenausbeute erforderlich ist, schwer zu bestimmen ist, wird die Absorption des Substrates durch chemische Actinometer (p-Nitroacetophenon/Pyridin) ermittelt.

Hydroklima, Variabilität und Telekonnektionen im Bereich des tropischen Atlantik und Pazifik während des letzten Interglazials und des Holozäns - Erkenntnisse aus der Erdsystemmodellierung und Korallendaten (TAPIOLA)

Die Dynamik von Atmosphäre und Ozean in den Tropen stellt ein wichtiges Element des heutigen Erdsystems dar. Wie sich die Tropen jedoch unter anthropogenem Einfluss zukünftig verändern werden, unterliegt großen Unsicherheiten.Daher schlagen wir vor, aus der Paläoperspektive Warmzeiten des Klimas der Vergangenheit mithilfe des iCESM1.2-Erdsystemmodells zu untersuchen, welches explizit Wasserisotope simuliert. Das Design dieser Zeitscheibenexperimente ist auf verschiedene Abschnitte des letzten Interglazials und des mittleren bis späten Holozäns zugeschnitten und erlaubt es, die vom Modell simulierte Saisonalität und interannuelle Variabilität des Hydroklimas mit Daten aus einem einzigartigen Satz fossiler Flachwasserkorallen zu vergleichen. Diese wurden bei Bonaire (Südliche Karibik) gewonnen und liefern Informationen über Meeresoberflächentemperaturen (SST) und Variationen des hydrologischen Kreislaufs in vergangenen Warmzuständen.Die explizite Darstellung von Wasserisotopen im Modell erlaubt einen direkten Vergleich mit den Korallendaten und eine detailliertere Beschreibung des hydrologischen Kreislaufs in vergangen Warmphasen.Im letzten Interglazial folgte die aus Korallen angezeigte Saisonalität der SST in der Karibik der orbital angetriebenen Einstrahlung. Es wurde bisher kaum untersucht, wie interannuelle Variabilität auf unterschiedliche Nuancen interglazialen Antriebs reagiert und ob die Korallensignale auch dekadische Variabilität in der Karibik widerspiegeln. Hier erwarten wir neue Erkenntnisse aus der vom Modell simulierten Variabilität und eine erweiterte Interpretation des Hydroklima-Signals aus fossilen Korallen.Aus dem späten bis mittleren Holozän existieren fossile Korallen für sehr ähnliche Zeitabschnitte sowohl aus der Karibik als auch aus dem tropischen Pazifik, was großes Potential bietet, um die atmosphärische Brücke und die Kovariabilität zwischen den beiden Ozeanbecken aus Korallen- und Modellperspektive zu untersuchen.Die globalen Modellsimulationen werden neue Erkenntnisse zu interannueller Klimavariabilität in der Karibik und ihrer Kopplung mit dem tropischen Atlantik und Pazifik für vergangene Warmzeiten erlauben, was aus Korallendaten allein nicht möglich ist. Wir werden die Hypothese testen, dass das wichtigste Phänomen interannueller Klimavariabilität, das El-Niño/Southern-Oscillation-Phänomen (ENSO), und damit verbundene Fernwirkungen wesentlich zur interannuellen Klimavariabilität in der Karibik beitragen und die unterschiedlichen Ausprägungen von ENSO dabei von Bedeutung sind. Ferner sollen die Modellsimulationen genutzt werden, ENSO-Dynamik und ENSO-Fernwirkungen in vergangenen Warmzeiten zu untersuchen. Dies ist von großer Relevanz in Anbetracht der Unsicherheiten, wie ENSO und das tropische Hydroklima auf den zukünftigen Klimawandel reagieren werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm, Teilprojekt: Ursachen und Folgen von Klimaschwankung und hydrologischem Wandel in den nördlichen Neotropen während des letzten Glazial-/Interglazialzykluses

Die lakustrinen Ablagerungen an den beiden ICDP Sites Chalco (Zentralmexiko) und Petén Itzá (nördliches Guatemala) eröffnen die Gelegenheit Ursachen und Folgen eines sich veränderten kontinentalen Klimas in den nördlichen Neotropen während des letzten Glazial-/Interglazialzyklus zu rekonstruieren. Trotz ihrer vergleichsweise nahen geographischen Lage, zeigen beide Archive deutliche Unterschiede hinsichtlich ihrer klimatischen Entwicklung, insbesondere während des Zeitintervalls zwischen 85 und 50 tausend Jahren, der letzten Vereisungsphase und der Kältephase des Heinrich Stadials (HS) 1. Um die zeitliche und räumliche Entwicklung des Klimas und dessen Effekt auf aquatische und terrestrische Ökosysteme in den nördlichen Neotropen, einer Region von zentraler Bedeutung für globale Klimadynamiken zu rekonstruieren, planen wir beide ICDP Sites mit einem Multiproxyansatz zusammen mit Paläoklimamodellierung in hoher Auflösung zu untersuchen.Unser Ansatz umfasst Untersuchungen beider sedimentärer Archive mit Hilfe von bulk-geochemischen Methoden, Biomarkern und organischen Temperaturproxies mit Paläobioindikatoren und Paläoklimasimulationen über den Zeitraum des letzten Glazial-/Interglazialzyklus (ca. 135 Tausend Jahre) um den (1) Effekt von Klimaveränderungen auf aquatische und terrestrische Ökosysteme (z.B. während der HS 1 bis 6) zu bestimmen und (2) den Einfluss von sich veränderten Ozeanströmungsmustern, wie der Atlantic Meridional Overturning Circulation und der Pacific Ocean Circulation, insbesondere während ausgezeichneter Kalt- und Warmphasen, auf das regionale Klima und das Ökosystem der nördlichen Neotropen festzulegen. Um die proxybasierten Klimarekonstruktionen der Chalco und Petén Itzá Ablagerungen in einen transregionalen Kontext zu stellen, werden wir unsere Ergebnisse mit denen von anderen kontinentalen und marinen Klimaarchiven aus den Neotropen vergleichen. Potentielle 'climate forcing mechanisms' werden mit Hilfe von hoch-aufgelösten Paläoklimasimulationen unter der Verwendung des 'Community Earth System Model (CESM 1)' für Zeitintervalle, die durch kontrastierenden Klimabedingungen zwischen beiden Lokationen ausgezeichnet sind, bestimmt. Ziel der Untersuchungen ist die detaillierte Rekonstruktion der räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Klimageschichte der nördlichen Neotropen in Abhängigkeit von sich verändernden Ozeanzirkulationsmustern über die letzten 135 tausend Jahre zu verstehen und zu untersuchen wie und in welcher Geschwindigkeit sich aquatische und terrestrische Ökosysteme an beiden ICDP Lokationen an sich ändernde Umweltbedingungen angepasst haben. Dies ist von entscheidender Bedeutung um vorherzusagen, wie sich die sensiblen Ökosysteme der Neotropen unter einem sich zu erwartendem trockeneren und wärmeren Klima entwickeln werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1488: Planetary Magnetism (PlanetMag), Evolution of geomagnetic dipole moment and South Atlantic Anomaly

The geomagnetic field shields our habitat against solar wind and radiation from space. Due to the geometry of the field, the shielding in general is weakest at high latitudes. It is also anomalously weak in a region around the south Atlantic known as South Atlantic Anomaly (SAA), and the global dipole moment has been decreasing by nearly 10 percent since direct measurements of field intensity became possible in 1832. Due to our limited understanding of the geodynamo processes in Earths core, it is impossible to reliably predict the future evolution of both dipole moment and SAA over the coming decades. However, lack of magnetic field shielding as would be a consequence of further weakening of dipole moment and SAA region field intensity would cause increasing problems for modern technology, in particular satellites, which are vulnerable to radiation damage. A better understanding of the underlying processes is required to estimate the future development of magnetic field characteristics. The study of the past evolution of such characteristics based on historical, archeo- and paleomagnetic data, on time-scales of centuries to millennia, is essential to detect any recurrences and periodicities and provide new insights in dynamo processes in comparison to or in combination with numerical dynamo simulations. We propose to develop two new global spherical harmonic geomagnetic field models, spanning 1 and 10 kyrs, respectively, and designed in particular to study how long the uninterrupted decay of the dipole moment has been going on prior to 1832, and if the SAA is a recurring structure of the field.We will combine for the first time all available historical and archeomagnetic data, both directions and intensities, in a spherical harmonic model spanning the past 1000 years. Existing modelling methods will be adapted accordingly, and existing data bases will be complemented with newly published data. We will further acquire some new archeomagnetic data from the Cape Verde islands from historical times to better constrain the early evolution of the present-day SAA. In order to study the long-term field evolution and possible recurrences of similar weak field structures in this region, we will produce new paleomagnetic records from available marine sediment cores off the coasts of West Africa, Brazil and Chile. This region is weakly constrained in previous millennial scale models. Apart from our main aim to gain better insights into the previous evolution of dipole moment and SAA, the models will be used to study relations between dipole and non-dipole field contributions, hemispheric symmetries and large-scale flux patterns at the core-mantle boundary. These observational findings will provide new insights into geodynamo processes when compared with numerical dynamo simulation results.Moreover, the models can be used to estimate past geomagnetic shielding above Earths surface against solar wind and for nuclide production from galactic cosmic rays.

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