Dieser Antrag skizziert ein Projekt, das den Zielen des SPP 'EarthShape' folgt, indem es die Rolle von Biota für die Formungsprozesse der Erde untersucht. Diese Studie zielt darauf ab, (i) die ursprüngliche Annahme von EarthShape zu testen, dass alle primären Arbeitsgebiete eine ähnliche langfristige tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aufweisen und (ii) den Einfluss von Biota auf Landschaften entlang eines ausgeprägten klimatischen und ökologischen Gradienten in der chilenischen Küstenregion über Jahrtausende zu quantifizieren. Die Annahme einer identischen tektonischen (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete impliziert, dass laterale Variationen der Topographie und der stattfindenden Erdoberflächenprozesse ausschließlich durch Klima und Biota gesteuert werden/wurden. Tektonische Studien und thermochronologische Pilotdaten, legen nahe, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist, und somit jedwede Schlussfolgerung über Biota- Topographie-Erosionsbeziehungen unvollkommen ist. Wir werden Festgesteins- Niedrigtemperatur-Thermochronologie (Apatit (U-Th)/He- und Fission-Track-Methode) und thermisch-kinematische Modellierung (PECUBE) anwenden, um die tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete in EarthShape über Millionen Jahre zu rekonstruieren. Die Ergebnisse sind sowohl für Beobachtungs- als auch für Modellierungsstudien, die großskalige Tektonik-Klima-Biota-Interaktionen und Landschaftsentwicklungen untersuchen (vgl. Phase-II-EarthShape-Anträge: PIs Ehlers und Hickler, Schaller und van der Kruk, Mutz und Niedermeyer), von großer Bedeutung. Detritische (Tracer) Thermochronologie wird in allen primären Arbeitsgebiete von EarthShape angewendet, um die antreibenden Kräfte von Erdoberflächenprozessen über Jahrtausende zu identifizieren. Von besonderem Interesse ist hierbei die Untersuchung der Beziehungen zwischen Vegetationsbedeckung, Geomorphologie, Erosion und Sedimenttransport. Dies geschieht durch statistische Zuordnung der detritischen Altersverteilungen zu den Herkunftsgebieten in den untersuchten Einzugsgebieten. Geomorphologische und biotische Einflussfaktoren werden aus verschiedenen Fernerkundungsdaten abgeleitet. Geomorphologische Erosionsfaktoren werden aus digitalen Höhenmodellen (ASTER, LiDAR) berechnet, während Vegetations-Erosionsfaktoren aus der Analyse multispektraler Satellitendaten (Sentinel, Landsat) in Verbindung mit Feldarbeit abgeleitet werden. Hieraus resultierende relative Erosionskarten können mit kosmogenen Nuklid-Erosionsraten kombiniert werden (z. B. EarthShape Phase I + II, PIs Schereler et al., Schaller und van der Kruk), um hochaufgelöste Erosionsraten-Karten für alle primären Arbeitsgebiet von EarthShape abzuleiten. Wir erwarten, dass dieser innovative multidisziplinäre Ansatz (Kombination von Thermochronologie und Fernerkundungsdaten) unser Verständnis der tektonischen, klimatischen und biologischen Landschaftsdynamik verbessern wird.
Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Zink ist ein für Pflanze, Tier und Mensch essentielles Spurenelement, welches jedoch bei extrem hohen Gehalten auf Pflanzen und Mikroorganismen toxisch wirken kann. Die Zn-Konzentration in der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 52 mg/kg, sie kann aber in Abhängigkeit vom Gesteinstyp stark schwanken. Die mittleren Zn-Gehalte (Median) der sächsischen Hauptgesteinstypen liegen zwischen 11 bis 140 mg/kg, der regionale Clarke des Erzgebirges beträgt ca. 79 mg/kg. Sphalerit (Zinkblende) führende polymetallische La-gerstätten können lokal zu zusätzlichen geogenen Zn-Anreicherungen in den Böden führen. Anthropogene Zn-Einträge erfolgen vor allem durch die Eisen- und Buntmetallurgie bzw. durch die Zn-verarbeitenden Industrien (Farben, Legierungen, Galvanik) und durch Großfeuerungsanlagen. Im Bereich von Ballungsgebieten sind Zn-Anreicherungen relativ häufig zu beobachten. Anthropogene Zn-Einträge sind in der Landwirtschaft durch die Verwendung von organischen und mineralischen Düngemitteln möglich. Für unbelastete Böden gelten Zn-Gehalte von 10 bis 80 mg/kg als normal. Die regionale Verbreitung der Zn-Gehalte in den sächsischen Böden wird vor allem durch die geogene Prägung der Substrate bestimmt; niedrige bis mittlere Gehalte sind über den periglaziären Sanden und Lehmen im Norden und den Lössböden in Mittelsachsen (10 bis 50 mg/kg) sowie den Verwitterungsböden über den Festgesteinen des Erzgebirges/Vogtlandes (50 bis 150 mg/kg) zu erwarten. Innerhalb der Grundgebirgseinheiten treten über den polymetallischen Lagerstätten des Erzgebirges, in Abhängigkeit von der Intensität der Vererzung, deutliche positive Zn-Anomalien auf (Freiberg, Annaberg-Buchholz - Marienberg, Aue - Schwarzenberg). Böden über Substraten mit extrem niedrigen Zn-Gehalten (Granit von Eibenstock, Orthogneise der Erzgebirgs-Zentralzone, Osterzgebirgischer Eruptivkomplex, kretazische Sandsteine) treten als negative Zn-Anomalien im Kartenbild in Erscheinung. Verstärkte Zn-Akkumulationen sind in den Auenböden des Muldensystems festzustellen. Auf Grund der höheren geogenen Grundgehalte im Wassereinzugsgebiet, dem Auftreten Zn-führender polymetallischer Vererzungen und insbesondere der Bergbau- und Hüttentätigkeit im Freiberger Raum, kommt es vor allem in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu hohen Zn-Konzentrationen (Mediangehalte 370 bzw. 240 mg/kg). Für die Wirkungspfade Boden-Mensch sowie Boden-Pflanze wurden keine Prüf- und Maßnahmenwerte für Gesamtgehalte in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) festgeschrieben, da Zn bei der Gefahrenbeurteilung nur von geringer Bedeutung ist.
Ein Gesteinskörper wird als hydrogeologische Einheit bezeichnet, wenn er aufgrund seiner Eigenschaften (Petrographie, Struktur, Textur) hydrogeologisch als homogen betrachtet werden kann. Die Abgrenzung erfolgt primär nach der Gebirgsdurchlässigkeit, zusätzlich werden die Art der Hohlräume, die Gesteinsbeschaffenheit und die Lagerungsverhältnisse berücksichtigt. Eine hydrogeologische Einheit kann bei Lockergesteinen aus einem oder einem Komplex mehrerer Sedimentationskörper bestehen, bei Festgesteinen aus einer einzelnen Schicht oder einer Abfolge von Schichten ähnlicher Gesteinsausbildung und ähnlichen Durchtrennungsgrades.
Starke Grundwasserschwankungen scheinen die Fluide, die Habitate, die biogeochemischen Prozesse an den Fluid-Gesteinsgrenzflächen, sowie den Transport gelöster, kolloidaler und biotischer Partikel zu beeinflussen. Mit den Feldinstallationen und den neu entwickelten 'Sickerwasser-Kollektoren' wird das Kontinuum der mobilen Stoffe sowie die Architektur und Zusammensetzung der biogeochemischen Grenzflächen, die sich in der Aerationszone entwickelt haben, charakterisiert. In Laborexperimenten werden die typischen Bedingungen in der Aerationszone simuliert um die dort wirksamen Besiedelungs-, Alterations- und Verwitterungsprozesse mechanistisch verstehen zu können.
Die Entstehung ist eine stark vereinfachte geologische Differenzierung des Ausgangsgesteins. Es werden Al- (holozäne Schwemmlandböden), D- (Ausgangssubstrate der Bodenbildung sind quartäre Sedimente außer Löß, aber auch kreidezeitliche und tertiäre Lockersedimente), Lö- (Löß) und V-Böden (Böden aus periglaziären Lagen über Festgestein) unterschieden. Kombinationen mit g kennzeichnen steinige Böden. (<a href='https://www.lgb-rlp.de/fileadmin/service/lgb_downloads/boden/bfd5l_methodenbeschriebe/bfd5l_entstehung.pdf' target='_blank'>bfd5l_entstehung.pdf</a>)
Der Datensatz beinhaltet Daten des LBGR über die Karte der oberflächennahen Rohstoffe 1: 50 000 (KOR50) Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Brandenburg beherbergt eine Fülle an oberflächennahen mineralischen Rohstoffen, die die Basis für Produktion und Innovation im Bereich der Grundstoffindustrie des Landes, aber auch über die Länder-grenzen hinaus sichern. Mit weit über das Land verbreiteten hochwertigen Kiessand- und Sandvorkom-men werden ortsnah vielfältige Baumaßnahmen, Infrastrukturmaßnahmen oder Weiterverarbeitungs-betriebe versorgt. Aber nicht nur Sand und Kies als Massenbaustoffe, auch hochwertige Glassande, Tone und Spezialtone, Torfe sowie die Hartgesteine der Lausitzer Grauwacke und der Kalkstein aus dem Tage-bau bei Rüdersdorf finden vielfältigste Anwendungen in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen des täglichen Lebens. Mit der Kartierung, Bewertung und Veröffentlichung der Rohstoffpotenziale sowie deren Einbringung in die Regionalplanung übernimmt das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR) eine Schlüsselaufgabe auf dem Weg zur Versorgung des Landes mit einheimischen mineralischen Rohstoffen. Das Kernstück dieser Arbeit bildet die Karte der oberflächennahen Rohstoffe im Maßstab 1: 50 000. Das Basiskartenwerk wurde von 1993 bis 1996 in einer Erstausgabe flächendeckend für das Land Bran-denburg erstellt und anschließend kontinuierlich überarbeitet. Seit 2015 erfolgt eine Neukartierung der KOR 50. Neue Erkenntnisse zu vorhandenen Rohstoffpotenzialen durch die Wertung neuer Bohrauf-schlüsse werden ebenso berücksichtigt, wie Veränderungen der wirtschaftlichen Nutzung oder das Vo-ranschreiten der Rohstoffgewinnung innerhalb des Lagerstättengebietes. Die Karte spiegelt damit den aktuellsten Kenntnisstand über die Verbreitung von Steine- und Erden-Rohstoffen im Land Brandenburg wider. Mit der Kartierung, Bewertung und Veröffentlichung der Rohstoffpotenziale sowie deren Einbringung in die Regionalplanung übernimmt das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR) eine Schlüsselaufgabe auf dem Weg zur Versorgung des Landes mit einheimischen mineralischen Rohstoffen. Das Kernstück dieser Arbeit bildet die Karte der oberflächennahen Rohstoffe im Maßstab 1: 50 000. Das Basiskartenwerk wurde von 1993 bis 1996 in einer Erstausgabe flächendeckend für das Land Bran-denburg erstellt und anschließend kontinuierlich überarbeitet. Seit 2015 erfolgt eine Neukartierung der KOR 50. Neue Erkenntnisse zu vorhandenen Rohstoffpotenzialen durch die Wertung neuer Bohrauf-schlüsse werden ebenso berücksichtigt, wie Veränderungen der wirtschaftlichen Nutzung oder das Vo-ranschreiten der Rohstoffgewinnung innerhalb des Lagerstättengebietes. Die Karte spiegelt damit den aktuellsten Kenntnisstand über die Verbreitung von Steine- und Erden-Rohstoffen im Land Brandenburg wider.
Die Karte gibt Hinweise auf die voraussichtlich bis 100 m Tiefe anzutreffende Gesteinsabfolge, gegliedert nach Festgesteinen, Lockergesteinen, Karstgesteinen, Locker- über Festgesteinen etc.. Die Grundlage für die Einstufung bildet die Geologische Karte im Maßstab 1:200.000 (GUEK 200) Diese Information gibt eine erste Auskunft darüber welches Bohrverfahren für den jeweiligen Anlagenstandort geeignet ist. Beispielsweise wird in Lockergesteinen wie Sand und Kies mit einem sogenannten Spülbohrverfahren gearbeitet. In Festgesteinen wie z. B. Kalksteinen, Granit, o. ä. kommt ein Hammermeißelbohrverfahren zum Einsatz. Der Datensatz stellt eine Grundlage für großräumige Betrachtungen dar und ersetzt nicht die Durchführung von Detailuntersuchungen.
Die Grabbarkeit des Untergrundes bis etwa 1 m Tiefe ist eine wichtige Voraussetzung für die Auslegung von Erdwärmekollektoranlagen. Die Einstufung der Grabbarkeit erfolgt in 3 Hauptklassen. Lockersubstrate und tiefgründige Böden sind generell mit hoher Wahrscheinlichkeit grabbar. Regionen mit flacheren Böden oder Schottern sind weitgehend grabbar. Partiell auftretende Festgesteinsbereiche können jedoch die Grabbarkeit einschränken. Standorte mit anstehenden Festgestein ohne Bodenbedeckung sind schlecht zu erschließen und daher für den Bau von Erdwärmekollektoranlagen nicht geeignet (mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht grabbar). In Siedlungsgebieten ist häufig eine Detailuntersuchung vor Ort erforderlich.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 579 |
| Europa | 2 |
| Kommune | 7 |
| Land | 332 |
| Weitere | 3 |
| Wirtschaft | 7 |
| Wissenschaft | 188 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 127 |
| Förderprogramm | 288 |
| Hochwertiger Datensatz | 17 |
| Kartendienst | 2 |
| Text | 46 |
| Umweltprüfung | 2 |
| WRRL-Maßnahme | 189 |
| unbekannt | 169 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 83 |
| Offen | 729 |
| Unbekannt | 28 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 737 |
| Englisch | 314 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 19 |
| Bild | 9 |
| Datei | 111 |
| Dokument | 189 |
| Keine | 358 |
| Webdienst | 127 |
| Webseite | 376 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 840 |
| Lebewesen und Lebensräume | 556 |
| Luft | 229 |
| Mensch und Umwelt | 840 |
| Wasser | 605 |
| Weitere | 824 |