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Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Sensitivität des australischen Monsuns auf Veränderungen der Klima-Randbedingungen während der mittelpleistozänen Wende

Der australische Monsun stellt aufgrund seiner Position am Südrand der global stärksten saisonalen Verlagerung der innertropischen Konvergenzzone einen hochsensiblen Monitor für die Variabilität des tropischen Hydroklimas im Bereich des asiatisch-australischen Monsunsystems dar. Allerdings blieben bisher die Sensitivität des australischen Monsuns auf klimatische Kontrollfaktoren, wie globales Eisvolumen und Treibhausgas-Konzentrationen, sowie die interhemisphärische Kopplung mit anderen Monsun-Subsystemen wegen fehlender Kenntnis über seine Variabilität in der Vergangenheit weitgehend rätselhaft. Während IODP Expedition 363 wurde erstmals eine komplette, hemipelagische, pleistozäne Sedimentabfolge mit Sedimentationsraten von ca. 10 cm/ky vor Nordwest-Australien erbohrt (Site U1483, 13 Grad 5,24Ê1S, 121 Grad 48,25Ê1E, 1733 m Wassertiefe). Diese Karbonat- und Ton-reiche Abfolge stellt ein ideales Klimaarchiv dar, aus dem Intensität und Variabilität des australischen Monsuns und dessen Sensitivität für Änderungen des Strahlungsantriebes während fundamentaler Umwälzungen der globalen klimatischen Rahmenbedingungen rekonstruiert werden können. Unser Projekt konzentriert sich auf die mittelpleistozänen Wende (MPT, ca. 1,2-0,6 Ma), als das globale Klima von einer insgesamt wärmeren Phase mit relativ geringem Temperatur-Kontrast zwischen Nord- und Südhemisphäre in quasi-periodische Wechsel zwischen Warm- und Kaltzeiten mit erhöhter Amplitude und längeren Periodizitäten (ca. 100 kyr) überging. Wir werden Proxy-Daten für terrigenen Eintrag (Röntgenfluoreszenz-Scanner basierte Elementar-Zusammensetzung und Akkumulationsraten) und Paläoproduktivität (Kohlenstoff-Akkumulationsraten, biogenes Silikat und Kohlenstoffisotopen-Gradienten) mit Salinitäts- und Eisvolumen-Indikatoren (Sauerstoffisotopen und Mg/Ca-Thermometrie an Foraminiferengehäusen) vergleichen. Zusammen mit einer hochauflösenden benthischen Sauerstoffisotopen-Stratigraphie werden es die neuen Daten ermöglichen, die Variabilität sowohl der Niederschläge (Salinität und terrigener Eintrag während des australen Sommers) als auch der monsunalen Winde (konvektive Durchmischung und Produktivität während des australen Winters) zu rekonstruieren und so zum Verständnis der Reorganisation des tropischen Klimas in der Südhemisphäre, der Zusammenhänge zwischen Klimaänderungen in hohen und niederen Breiten, sowie der Kopplung des australischen Monsuns mit nordhemisphärischen Monsunsystemen beizutragen. Dabei wollen wir speziell die Hypothesen testen, dass (1) humide Bedingungen mit ganzjährigen Niederschlägen in der wärmeren '41 kyr-Welt' vorherrschten, während die Saisonalität mit dem Einsetzen der intensiven, glazialen-interglazialen ca. 100 kyr-Zyklen zunahm und (2) bedeutende Klimaveränderungen vor ca. 1,6, ca. 1,2, ca. 0,9, und ca. 0,6 Millionen Jahren mit Änderungen in der Dynamik des australischen Monsuns (Intensität und Saisonalität von Niederschlägen und windgetriebener konvektiver (Text gekürzt)

Anpassung des symplastischen Transports an das wechselnde Milieu des Apoplasten und seine Wirkung auf die Einstellung dieses Milieus

Die ersten drei Jahre des Projektes standen im Dienste zweier Aufgaben, die erheblich schwieriger waren, als anfangs gedacht: 1. Entwicklung von Verfahren zur Excised-Patch und Whole-Cell Präparation von Xylemkontaktzellen des Mais. Hinzu kam der Nachweis, daß die LBS Zellen in Venen 3. Ordnung in direktem Kontakt mit den Xylemelementen tatsächlich der Ort des Aus- tausches zwischen Symplast und Apoplast sind.Nachdem diese Fragen nun gelöst sind, gilt das Interesse im letzten Förderungsabschnitt der physiologischen Rolle des Transportes zwischen Symplast und Apoplast. Bereits vorliegende Ergebnisse zeigen dabei die Richtung an. 1. Die gemessene pH-Abhängigkeit des dominanten K+-Kanals im whole-cell Präparat der Xylemkontaktzellen (die dem der Mesophyllzellen entgegengesetzt ist) scheint der Funktion des Kanals für den Ladungsausgleich in Cotransportregionen (z.B. für die Aufnahme von NO3 oder Cl) aus dem Xylem angepaßt zu sein. 2. Die Fähigkeit des Inward K+-Kanals, bei K+Mangel Na+ durchzulassen, ist sicher wichtig für den Einfluß von K+ Mangel bei Salzstress...Gegen Ende der Förderungsperiode sollte genug Datenmaterial vorliegen, daß die zu Anfang des Projektes begonnene, aber aufgrund des Datenmangels eingefrorene Modellierung der Flußbilanzen wieder aufgegriffen wird, indem das bereits bestehende Computerprogramm für 2 Teilapoplasten erweitert wird. Hierfür ist neben der Kenntnis der Plasmalemmatransporter (dieser Antrag) sowie der Zu- und Abfuhr durch Xylem und Phloem (Anträge Schurr, Zimmermann, Heldt) auch die Kenntnis der Driving forces für die Flüsse und der Pufferkapazitäten in den Apoplasten notwendig. Pufferkapazitäten und fluorometrisch gemessene Ionenkonzentrationen werden aus der Zusammenarbeit vor Ort mit der Arbeitsgruppe Sattelmacher bekannt sein. Die Bestimmung der Membranspannungen, der osmotischen Gradienten und auch der mit Mikroelektroden gemessenen Ionenkonzentrationen ist aus diesem Antrag ausgeklammert worden und soll in einem gemeinsamen Projekt mit der Arbeitsgruppe Zimmermann (Würzburg) gewonnen werden (s. Antrag Zimmermann, Hansen, Sattelmacher).

Spurenelementanalytik in biologischen Geweben mittels ioneninduzierter Roentgenfluoreszenz

Es handelt sich um eine zerstoerungsfreie Analysenmethode mit gleichzeitiger Erfassung von Spurenelementen mit Ordnungszahlen oberhalb von Z = 13 (Multielementanalyse), von hoher Nachweisempfindlichkeit und geringem Bedarf (weniger als 50 mikrog.) an Probenmaterial. Die untere Nachweisgrenze dieser Methode liegt bei Massengehalten von etwa 10-7 (d.h. 0,1 ppm) bezogen auf trockenes Probenmaterial oder bei Absolutmengen von 10 exp-12g/10 mikro g Substanzmenge. Sie ist daher zur Bestimmung der wichtigsten Spurenelemente in biologischen Geweben sehr gut geeignet.

Modellierung der Fluoreszenzkinetik der Lichtreaktion bei der Photosynthese

Aufklaerung der biophysikalischen Wirkungsmechanismen der Lichtreaktion bei der Photosynthese. Schaetzung der Geschwindigkeitskonstanten beim Elektronentransport aus Fluoreszensmessungen am lebenden Blatt. Ziele: Erstellung eines qualitativ und quantitativ korrekten mathematischen Modells. Einsatz von schnellen mathematischen Verfahren der Parameterschaetzung zur Routine-Diagnose von Stress bei Pflanzen unter Belastungen.

Maschinelles Blutbild biobasierter Kühlschmierstoffe zur in-situ Überwachung der Schmierstoffalterung in Zerspanungsprozessen, Teilvorhaben 4: Optimierung und Standardisierung von Instandhaltungsroutinen für biobasierte Kühlschmierstoffe

Maschinelles Blutbild biobasierter Kühlschmierstoffe zur in-situ Überwachung der Schmierstoffalterung in Zerspanungsprozessen, Teilvorhaben 3: Modellierung der mikrobiell bedingten Schmierstoffalterung in KSS

Maschinelles Blutbild biobasierter Kühlschmierstoffe zur in-situ Überwachung der Schmierstoffalterung in Zerspanungsprozessen, Teilvorhaben 1: Entwicklung eines In-Line Monitoring-Systems für biobasierte KSS

Maschinelles Blutbild biobasierter Kühlschmierstoffe zur in-situ Überwachung der Schmierstoffalterung in Zerspanungsprozessen, Teilvorhaben 2: Stabilisierung und Prozessregelung des Kühlschmierstoffzustands in der Zerspanung

Spurenanalytische Verbundverfahren und Tracerstudien in Meerwasser und Luftstaub

Entwicklung von Verbundverfahren zur Analyse von Elementspuren in Meerwasser und Luftstaub, speziell: Multielementreferenzverfahren auf der Basis der NAA, Multielementbestimmung auf der Basis der RFA. Prototypische Anwendung auf Meerwasser und korngroessen-klassierte Luftstaeube. Tracerstudien zur Probenahme von Meerwasser, speziell Studium von Kontaminationen durch Schoepfgeraete und von Problemen bei der Lagerung von Probematerial. Tracerstudien zur Ausbreitung von Staubaerosolen.

Ermittlung der Schwermetallhintergrundbelastung fuer das Stadtgebiet Iserlohn unter Nutzung von Geoinformationssystemen

Die Stadt Iserlohn plant die Erarbeitung eines Bodenschutzkonzeptes. Zwingende Voraussetzung fuer ein solches Konzept ist die Kenntnis der geogenen Schwermetall-Hintergrundbelastung, um Belastungserhoehungen ueberhaupt beurteilen zu koennen. Um die Daten besser verfuegbar zu machen, sollen Geoinformationssysteme genutzt werden, mit deren Hilfe eine Visualisierung moeglich ist. Da mit deren Hilfe auch Interpolationen moeglich sind, waere ein solches System ein wichtiges Werkzeug fuer eine Optimierung der Stadtplanung. Im ersten Schritt wurden nach Vorgaben und mit Leihgeraet des Landesumweltamtes (LUA) anthropogen nicht ueberformte Standorte des gesamten Stadtgebietes beprobt. Die Involvierung des LUA stellt sicher, dass die Messungen landesweit vergleichbar sind, was zwingende Voraussetzung fuer eine ins Auge gefasste spaetere Foerderung des Projektes durch das Landesumweltministerium ist. Die Schwermetallbestimmungen wurden durch Fa UCL in Luenen durch ICP-Messungen durchgefuehrt; die Aus- und Bewertung der Daten erfolgte durch die MFH. An ausgesuchten Punkten wurden zusaetzliche Proben in feinerem Raster genommen, deren Schwermetallgehalte an der MFH durch Inverspolarographie sowie von Fa Lobbe durch AAS bestimmt wurden. An geologisch interessanten Punkten wurden zusaetzliche Vergleichsmessungen per RFA durch die Ruhr-Universitaet Bochum durchgefuehrt. Die Visualisierung der Daten durch das Geoinformationssystem ARCVIEW wird durch das Institut fuer Stadtoekologie und Bodenschutz durchgefuehrt werden.

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