Die VII. Region Chiles (Region Maule) zählt zu den bryologisch und lichenologisch bisher ungenügend untersuchten Gebieten Chiles. Große Teile der natürlichen Vegetation sind durch Inkulturnahme heutzutage in Plantagen, Felder und Siedlungsland umgewandelt. Die wenigen Reste der natürlichen Waldvegetation sind aktuell fast ausschließlich auf wenige als Naturschutzgebiete ausgewiesene Gebiete beschränkt. Die Moos- und Flechtenflora dieser Flächen wird im Zuge des Projektes detailliert kartiert. Ziel des Projektes ist es, den Kenntnisstand der Moos- und Flechtenflora der VII. Region Chiles zu mehren, Vorschläge für Schutzmaßnahmen herauszuarbeiten und Indikatororganismen für natürliche Waldvegetationstypen herauszufinden.
This project focuses on the long-term stability (or otherwise) of vegetation, based on a series of multi-proxy records in southern South America. We will build a network of sites suitable for high-resolution reconstructions of changes in vegetation since the Last Glacial Maximum, and use these to test a null hypothesis that changes in vegetation over the past 14,000 years are driven by internal dynamics rather than external forcing factors. The extent to which the null hypothesis can be falsified will reveal the degree to which we can expect to be able to predict how vegetation is affected by external events, including future climate change. The southern fringes of the South American landmass provide a rare opportunity to examine the development of moorland vegetation with sparse tree cover in a wet, cool temperate climate of the Southern Hemisphere. We present a record of changes in vegetation over the past 17,000 years, from a lake in extreme southern Chile (Isla Santa Inés, Magallanes region, 53°38.97S; 72°25.24W; Fontana, Bennett 2012: The Holocene), where human influence on vegetation is negligible. The western archipelago of Tierra del Fuego remained treeless for most of the Lateglacial period. Nothofagus may have survived the last glacial maximum at the eastern edge of the Magellan glaciers from where it spread southwestwards and established in the region at around 10,500 cal. yr BP. Nothofagus antarctica was likely the earlier colonizing tree in the western islands, followed shortly after by Nothofagus betuloides. At 9000 cal. yr BP moorland communities expanded at the expense of Nothofagus woodland. Simultaneously, Nothofagus species shifted to dominance of the evergreen Nothofagus betuloides and the Magellanic rain forest established in the region. Rapid and drastic vegetation changes occurred at 5200 cal. yr BP, after the Mt Burney MB2 eruption, including the expansion and establishment of Pilgerodendron uviferum and the development of mixed Nothofagus-Pilgerodendron-Drimys woodland. Scattered populations of Nothofagus, as they occur today in westernmost Tierra del Fuego may be a good analogue for Nothofagus populations during the Lateglacial in eastern sites. Climate, dispersal barriers and/or fire disturbance may have played a role controlling the postglacial spread of Nothofagus. Climate change during the Lateglacial and early Holocene was a prerequisite for the expansion of Nothofagus populations and may have controlled it at many sites in Tierra del Fuego. The delayed arrival at the site, with respect to the Holocene warming, may be due to dispersal barriers and/or fire disturbance at eastern sites, reducing the size of the source populations. The retreat of Nothofagus woodland after 9000 cal. yr BP may be due to competitive interactions with bog communities. Volcanic disturbance had a positive influence on the expansion of Pilgerodendron uviferum and facilitated the development of mixed Nothofagus-Pilgerodendron-Drimys woodland.
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.
Das EarthShape Programm definiert vier überprüfbare Hypothesen, mit denen der Einfluss von Biota auf Erdoberflächenprozesse quantifiziert werden soll. Hierzu haben wir einen einzigartigen und interdisziplinären Forschungsansatz entwickelt, der die traditionellen Disziplinen der Geowissenschaften, der Biologie und Ökologie, sowie der Geomorphologie umfasst. Das hier vorgelegte Koordinationsprojekt umfasst mehrere administrative Aufgaben, die der Überprüfung der wissenschaftlichen Hypothesen und der Entwicklung eines interdisziplinären Umfelds für zukünftige Forschung im Bereich der Erdoberflächenprozesse in Deutschland dienen. Diese Aufgaben beinhalten: a) Bereitstellen grundlegender Feldkampagnen, Messinstrumente und Datensätze, die für viele EarthShape-Einzelprojekte Voraussetzung sind; b) Koordination von Geländearbeit, Genehmigungen und internationalen Kollaborationen in entlegenen Gebieten Chiles; c) Förderung der Weiterentwicklung und Mobilität der Teilnehmer als Forscher in einem interdisziplinären Umfeld mit Hilfe von Tagungen zur Ergänzung von Fähigkeiten für junge Wissenschaftler, Gleichstellungsmaßnahmen und Projektseminare. Neue Hauptziele des EarthShape Projektes, die die Koordinatoren und der Lenkungsausschuss aus den Resultaten von SPP Phase 1 als Bestandteile eines erfolgreichen Programms für die zweiten drei Jahre identifiziert haben, sind neue Arbeiten zur Biosphäre, Geophysik, und Critical Zone Prozessen der tieferen Erdoberfläche. Das Koordinationsprojekt enthält deshalb den finanziellen und logistischen Rahmen für ein koordiniertes Bohrprogramm der 'Critical Zone' in allen vier Untersuchungsstandorten. Wir erachten die folgenden Bestandteile für bewilligte EarthShape Einzelprojekte für einen erfolgreichen Projektabschluss als unerlässlich: a) die Arbeit in den vorgeschlagenen Forschungs-'Clustern' sowie die Überbrückung von Zeitskalen, wie es im ursprünglichen EarthShape Forschungsantrag dargestellt wurde; b) die aktive Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen unterschiedlicher Forschungsrichtungen, um die interdisziplinäre Zusammenarbeit zu stärken; c) die Notwendigkeit, dass die Teilnehmer in allen ausgewählten Untersuchungsstandorten (oder deren nahem Umfeld) forschen, um den Gegenvergleich und das Zusammenführen der Ergebnisse aus den verschiedenen Projekten zu ermöglichen; d) die Dokumentation der Beteiligung der Chilenischen Wissenschaftsgemeinschaft an den Vorhaben.
Das südchilenische Seengebiet zählt zu den interdisziplinär mit am besten untersuchten Glaziallandschaften der Südhemisphäre.Aus der Rekonstruktion der Gletscherschwankungen dieses Raumes werden weitreichende paläoklimatische Schlüsse gezogen: sie betreffen die Synchronität der Gletscherbewegung auf der Nord- und Südhalbkugel. Allerdings werden diese Interpretationen, die sich meist auf absolutdatierte Chronostratigraphien stützen können, in jüngster Zeit heftig diskutiert. Zur Klärung des Verhaltens der Gletscher im südchilenischen Seengebiet wird der bodenkundlich-geomorphologische Ansatz bislang kaum genutzt. Aktuelle Untersuchungen belegen (1), daß der Aufbau der Moränen teilweise komplizierter ist als bis dato angenommen wurde und (2), daß dieser methodische Ansatz geeignet ist, die postulierte Glazialchronologie kritisch zu überprüfen. Ergänzt durch im Untersuchungsgebiet ebenfalls noch wenig angewandte Methoden, sollen morphologisch-pedologische Profile helfen, den Aufbau der letzteiszeitlichen Moränen genauer zu differenzieren. Damit kann die Basis für Überlegungen, wie den interhemisphären Vergleich von Gletscherschwankungen, substantiell erweitert werden.
Die Sedimente, der Wasserkoerper sowie Gesteine des Einzugsgebietes verschiedener Seen im Sueden Chiles werden geochemisch untersucht. Da diese Seen anthropogen voellig unbeeinflusst sind, soll der natuerliche Loesungsinhalt (insbesondere Schwermetall) bestimmt werden. Die Studie dient zur Ermittlung des natuerlichen geochemischen Backgrounds.
The dynamics of Patagonian Lenga-forests (Nothofagus pumilio) will be studied at two long-term investigation sites of the University of Chile of Santiago. Field data will be acquired in two field campaigns and involve structural surveys, increment coring and stem analyses. The aim of the proposed project is to model Lenga forest dynamics with an individual tree-based modelling approach. Building upon experience with the SILVA model, the major challenge lies in the old growth and regeneration phase, and the gap heterogeneity which can only be represented on the landscape scale. The approach is unique in a sense that it applies principles from individual-tree modelling to the classical field of gap models. It profits from the strong competition algorithms and structural sensitivity of individual tree models and overcomes the limitation of regular grids in gap models. The project will unite 30 years field experience and data collection at the U.Chile and the modelling background at the TUM. Besides the progress in the understanding of forest growth processes, the growth model will support the sustainable silvicultural management of the resource Lenga.
Ziel dieses Projektes ist es, den nutzbaren Altersbereich für OSL-Datierungen von 200-400 ka in Richtung 1 Ma auszuweiten. Diese Ausweitung würde die zeitliche Lücke in unserem Vermögen klastische Sedimente zu datieren, zwischen Radiokohlenstoffdatierung (bis ca. 40 ka) und Bedeckungsalterdatierung (größer als 500 ka), schliessen helfen.
Ziel ist es ein Netzwerk meteorologischer Stationen in der Atacama zu etablieren. Diese Arbeit wird aktiv von unseren Partnern in Chile unterstützt. Gegenwärtig gibt es nur vereinzelt meteorologische Stationen am Küstenstreifen und fast keine im Kern der Atacama Wüste. Ein weiteres Ziel ist die bodengestützten Observationen mit Fernerkundungsdaten zu vereinen. Beide Datensätze werden als Test für die Zuverlässigkeit von Klimamodellen dienen, die das heutige Klima beschreiben. Auf Basis dieser Tests werden Klimamodelle für das Klima in der Vergangenheit entwickelt. Letztere würden mit Klimaproxydaten anderer Teilprojekte verifiziert werden.
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