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Mehr als verschüttete Täler: Dienen Tunneltäler als bevorzugte Fließwege für frisches Grundwasser in der Nordsee?

Die stetig wachsende Bevölkerung führt zu einem steigenden Bedarf an Frischwasser und die Entnahme von Grundwasser ist eine der wichtigsten Quellen diesen Bedarf zu decken. Engpässe in der Frischwasserversorgung haben die Suche Nachweis von frischem Grundwasser unter dem heutigen Meeresboden angetrieben. Die Rolle glazialer Strukturen, welche während der Vergletscherungen entstanden sind, ist jedoch im Hinblick auf das Vorkommen frischen Grundwassers noch wenig bekannt. Insbesondere sogenannte Tunneltäler (TT), welche sich unter den Eisschilden bildeten, könnten von besonderer Relevanz sein. Ihre Ausmaße (bis zu 5 km breit, 400 m tief, 100te km lang) spiegeln die gewaltigen Schmelzwassermengen wider, die den Untergrund unter den Eisschilden durchspülten. Ihre Entstehung und Füllung resultierte in stark durchlässigen Sanden und Kiesen im unteren Teil und feinkörnigen Ablagerungen im oberen Teil dieser Strukturen. Diese Konfiguration begünstigt eine Rolle als bevorzugte Fließwege für offshore Grundwasser. Zur Untersuchung des Potenzials von TT als bevorzugte Fließwege für offshore frisches Grundwasser (OFG), verfolgt dieses Projekt folgende Ziele: (O1) Durch die Kombination von elektromagnetischen und seismischen Daten wollen wir ein strukturgebundenes Widerstandsmodell für mehrere TT erstellen; (O2) Wir wollen die Salzgehaltswerte für verschiedene Architekturen und Tiefen von TT abschätzen; (O3) Aufbauend auf den ersten beiden Zielen wollen wir die Ergebnisse für das gesamte Arbeitsgebiet in ein detailliertes lithologisches 3D-Modell extrapolieren. Die sich daraus ergebende Salzgehaltsverteilung im Untergrund wird dazu beitragen, die Ober- und Untergrenzen des Volumens frischen Grundwassers abzugrenzen und die Grundlage für ein detailliertes Grundwassermodell schaffen. Folgende Schritte sind dazu nötig: (S1) Kartierung und Charakterisierung der räumlichen Heterogenität von TT anhand vorhandener seismischer Daten; (S2) Erstellung eines lithologischen Modells für den Untergrund zwischen Amrum und Helgoland von 0 bis 400 m Tiefe; (S3) Identifizierung vielversprechender Standorte und Durchführung von CSEM-Messungen (Controlled Source Electromagnetic) zur Untersuchung der Verteilung des elektrischen Widerstands im Untergrund (TT); (S4) Kombination von Widerstandsmessungen mit Mehrkanal-Seismikdaten (MCS) zur Ableitung des Salzgehalts der Porenflüssigkeit; (S5) Extrapolation der Ergebnisse für das gesamte lithologische Modell. Tunneltäler existieren in ehemals vergletscherten Regionen weltweit. Gelingt uns der Nachweis von OFG in Tunneltälern, hätte dies erhebliche Implikationen für bisher unbekannte Süßwasserverteilungen und hydrologische Systeme. Die uns zur Verfügung stehenden Daten bieten eine einzigartige Möglichkeit zur Integration von CSEM- und seismischen Messungen bei begrenztem Aufwand. Die Ergebnisse des Projekts werden einen neuen Blick auf offshore Gletscherlandschaften und ihre Rolle im pleistozänen Wasserkreislauf erlauben.

Wiederherstellung von Ökosystemen und Landschaften über verschiedene räumliche und zeitliche Skalen zur Förderung der Biodiversität und Klimaresilienz in Agrarlandschaften

Der globale Wandel beeinträchtigt die Biodiversität und Ökosystemfunktionen in Agrarlandschaften durch den Klimawandel und die Nutzungsintensivierung sowie die Degradation von Lebensräumen. Um diesen negativen Effekten entgegenzuwirken, wurden verschiedene Maßnahmen zur Wiederherstellung von Ökosystemen und Landschaften (ELR) entwickelt. Allerdings fehlt es in der Renaturierungsökologie noch an einem tieferen Verständnis für die Schlüsselindikatoren beim Übergang in wiederhergestellte, resiliente Ökosysteme und Landschaften, an gut konzipierten Experimenten, welche Faktoren für den Erfolg oder Misserfolg von ELR-Maßnahmen zeigen, als auch an komplexen Analysen vorhandener Daten. Ziel von AgriRestore ist es die Auswirkungen von temporären und permanenten ELR-Maßnahmen in Agrarlandschaften umfassend zu bewerten. In der extrem trockenen und teilweise sehr strukturarmen Agrarlandschaft Sachsen-Anhalts werden wir entlang eines Landschaftsgradienten in einem innovativen Ansatz Feld- mit Mesokosmos-Experimenten kombinieren und die Fernerkundung für eine räumliche Skalierung der Muster nutzen. Durch Meta-Analysen und Wissensgraphen werden außerdem vorhandene Studien synthetisiert sowie Nutzen, Risiken und Unsicherheiten von ELR-Maßnahmen bewertet. Durch den Vergleich von wiederhergestellten und degradierten Agrarökosystemen werden die Auswirkungen von ELR-Maßnahmen auf die ober- und unterirdische Biodiversität und die damit verbundenen Ökosystemfunktionen (einschließlich Ökosystemleistungen und -fehlleistungen) analysiert. Positive Langzeitwirkungen temporärer ELR-Maßnahmen werden durch die Kombination von Zeitreihen mit multiskaligen Fernerkundungsdaten erforscht. Durch neuartige analytische Ansätze werden die feldbasierten Ergebnisse synthetisiert und die Übertragbarkeit auf größere räumliche Skalen getestet. Mit Fokus auf Synergien wird unsere Forschung einzigartige und umfangreiche Daten zu den Effekten von ELR-Maßnahmen liefern. Darauf aufbauend werden verschiedene Szenarien entwickelt und Schlüsselindikatoren für die erfolgreiche Wiederherstellung von resilienten Agrarökosystemen und Landschaften über räumliche und zeitliche Skalen hinweg abgeleitet. Zur Verstetigung unseres RI wird an der Hochschule Anhalt in Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Forschern ein Exzellenzzentrum für Landschafts- und Habitat-Wiederherstellung (ÉCLAIR) etabliert, welches zukünftig weitere degradierte Ökosysteme in den Fokus nehmen wird. Zur integrativen Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern werden wir ein Graduiertenkolleg einrichten: Young#ÉCLAIR. Durch die Kombination von Fachwissen aus den Bereichen ökologische Wiederherstellung und Biodiversitätsforschung, Fernerkundung und Datenwissenschaft innerhalb von AgriRestore sind wir in der Lage, das theoretische Verständnis für die Wiederherstellung von Ökosystem und Landschaften maßgeblich zu verbessern sowie neue Methoden und Techniken für die Renaturierungsökologie zu entwickeln.

Wie tief und wie weit kann die Verschmutzung aus stillgelegten Bergbaugebieten wandern? Erkenntnisse aus der Anwendung von magnetischen und elektromagnetischen Methoden

Der Bergbau ist seit dem Altertum bekannt und liefert Edelmetalle, Kohle, Mineralien und Gesteine, die wirtschaftlich und industriell genutzt werden, sowie Baumaterialien. Trotz vieler positiver Auswirkungen auf die Menschheit hat der Bergbau eine der schädlichsten Auswirkungen auf die Umwelt. Bei dem Problem der Umweltverschmutzung durch den Bergbau handelt es sich in vielen Fällen um den Akkumulationseffekt von jahrzehntelangen oder sogar jahrhundertelangen Aktivitäten an bestimmten Orten. Das Ziel des vorgeschlagenen Forschungsprojekts ist es, magnetische Parameter zu ermitteln, die Veränderungen in der Ausbreitung der Verschmutzung in Böden in der Umgebung von Bergbauabfällen steuern, die nach der Schließung des Bergbaus jahrelang verlassen wurden. Dies geschieht durch den Vergleich von vier historischen Bergbaugebieten in Polen und Deutschland. Das Projekt befasst sich mit der Verteilung von Schwermetallen (HM), die aus Abraumhalden in die nähere Umgebung sickern. Es ist bekannt, dass viele große Verschmutzungsquellen wie Kraftwerke, Schmelzwerke und Bergbaubetriebe neben schädlichen HM auch eisenhaltige magnetische Mineralien wie Magnetit und Maghemit freisetzen. Daher bietet das vorgeschlagene Projekt einen neuen, interdisziplinären und bisher ungenutzten Ansatz zur Untersuchung der vertikalen und horizontalen Verteilung von HMs, die mit magnetischen Partikeln assoziiert sind, unter Verwendung von zwei sich ergänzenden Methoden: die Anisotropie der ferromagnetischen Suszeptibilität, die die bevorzugte Ausrichtung der magnetischen Körner und damit die Richtung der HMs-Migration anzeigt, und die Methode der Bodenleitfähigkeit (GCM-EM), die ein Maß für die Fähigkeit des Wassers ist, den elektrischen Fluss durch gelöste Ionen (einschließlich HMs) aufzuzeichnen. Dazu werden in-situ-Messungen der magnetischen Suszeptibilität, des vertikalen Gradienten des Magnetfeldes und der GCM-EM sowie eine detaillierte Beprobung von Bodenprofilen für Anisotropieanalysen durchgeführt. Der Gehalt an HMs wird durch magnetische Parameter abgeschätzt, die proportional zur Konzentration der magnetischen Partikel sind, die mit HMs assoziiert sind. Diese Untersuchungen werden durch geochemische und statistische Standardanalysen unterstützt Das erwartete Ergebnis des Projekts ist die Bestimmung der Schadstoffausbreitungswege und -senken. Die räumliche Verteilung der HM-Belastung ist in hohem Maße fallabhängig und wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst; daher werden die lokale Topographie, die klimatischen und meteorologischen Bedingungen, der Boden und die Vegetation sowie die menschlichen Aktivitäten im Rahmen des Projekts sorgfältig geprüft. Darüber hinaus wird das Projekt das Verständnis der vom Menschen verursachten Bodenbildungsprozesse und der Ausbreitung der Metallverschmutzung verbessern und gleichzeitig eine neue Methode zur Verfolgung der Kontamination entwickeln. Außerdem wird es die potenziellen Umweltauswirkungen historischer Bergbauabfälle bewerten.

INSPIRE-ATOM ST GE-GP, Messgebiete, Messstationen

Der Dienst stellt die Gebiete geophysikalischer Untersuchungen, unterteilt in die einzelnen Messverfahren Geoelektrik, Geomagnetik, Gravimetrie, Seismik sowie die Stationen der Erdbebenüberwachung dar. Die Informationen zu den geophysikalischen Untersuchungen beinhalten Angaben zum Gebiet, Zeitraum der Messungen, Ergebnisberichte und Bezeichnungen der Ablage im Fachinformationssystem Geophysik. Die seismologischen Überwachungsstationen in Sachsen-Anhalt enthalten Informationen zu Namensraum und Identifikation, Plattform- und Stationstyp, den Rang der Station in überregionalen Messnetzen und Links auf Aufzeichnungsergebnisse und Dokumentationsseiten zum Verbundsystem. Messdaten sind nicht Bestandteil dieser Datensätze.

INSPIRE-WMS ST GE-GP, Messgebiete, Messstationen

Der Dienst stellt die Gebiete geophysikalischer Untersuchungen, unterteilt in die einzelnen Messverfahren Geoelektrik, Geomagnetik, Gravimetrie, Seismik sowie die Stationen der Erdbebenüberwachung dar. Die Informationen zu den geophysikalischen Untersuchungen beinhalten Angaben zum Gebiet, Zeitraum der Messungen, Ergebnisberichte und Bezeichnungen der Ablage im Fachinformationssystem Geophysik. Die seismologischen Überwachungsstationen in Sachsen-Anhalt enthalten Informationen zu Namensraum und Identifikation, Plattform- und Stationstyp, den Rang der Station in überregionalen Messnetzen und Links auf Aufzeichnungsergebnisse und Dokumentationsseiten zum Verbundsystem. Messdaten sind nicht Bestandteil dieser Datensätze.

Processed seismic data of Cruise BGR13-2 2013 (PANORAMA-1)

The research cruise PANORAMA-1 onboard the Italian vessel OGS Explora was carried out within 2 legs in the period August, 16th – September 17th 2013. The designated survey area was located in a sector of the European Arctic north of Svalbard covering an area north of 80°N between 15°E and 35°E. Main objectives were to acquire new geophysical data and extract near surface sediment samples in an underexplored area of the European Arctic with special focus on the transition zone from the North Barents shelf towards the oceanic Nansen basin. During leg 1 of the cruise a 20 days geophysical survey 1056 km of multi-channel seismic data was acquired supplemented by a 221 km long sonobuoy profile. Additionally, magnetic and sediment echosounding data was acquired along these profiles. During all operations within the survey area gravity and multibeam echosounding data was continuously acquired. After a 1 day stopover in Longyearbyen in order to exchange part of the scientific crew OGS Explora returned to the survey area to continue survey operations during leg 2. Within these 10 days period near surface sediments were extracted by means of a gravity corer at 12 locations and heat flow soundings were conducted at 7 locations. Gravity, sediment and multibeam echosounding data was continuously acquired along all transit lines within the survey area during leg 2. Total line length of magnetic data was 2658.7 km. Over all track lines with bathymetric and gravity data amount to 5665.8 km in total.

PANGAEA

PANGAEA - Data Publisher for Earth & Environmental Sciences has an almost 30-year history as an open-access library for archiving, publishing, and disseminating georeferenced data from the Earth, environmental, and biodiversity sciences. Originally evolving from a database for sediment cores, it is operated as a joint facility of the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) and the Center for Marine Environmental Sciences (MARUM) at the University of Bremen. The the commitment of the hosting institutions ensures FAIRness of published data. Furthermore, PANGAEA guarantees TRUSTed long-term availability (greater than 10 years) of its content. PANGAEA holds a mandate from the World Meteorological Organization (WMO) and is accredited as a World Radiation Monitoring Center (WRMC). It was further accredited as a World Data Center by the International Council for Science (ICS) in 2001 and has been certified with the Core Trust Seal since 2019. The cooperation between PANGAEA and the publishing industry along with the correspondent technical implementation enables the cross-referencing of scientific publications and datasets archived as supplements to these publications. PANGAEA is the recommended data repository of numerous international scientific journals.

GIS Maps Portal at AWI

This portal provides an overview of GIS-products at AWI. maps@awi stores and shares public access GIS data created by AWI projects.

World Stress Map Database Release 2025

The World Stress Map (WSM) is a global compilation of information on the crustal present-day stress field. It is a collaborative project between academia and industry that aims to characterize the stress pattern and to understand the stress sources. It commenced in 1986 as a project of the International Lithosphere Program under the leadership of Mary-Lou Zoback. From 1995-2008 it was a project of the Heidelberg Academy of Sciences and Humanities headed first by Karl Fuchs and then by Friedemann Wenzel. Since 2009 the WSM is maintained at the GFZ Helmholtz Centre for Geosciences. The WSM database release 2025 contains 100,842 data records within the Earth’s crust. The data are provided in two formats: Excel-file (wsm2025.xlsx) and comma separated fields (wsm2025.csv). Data records with reliable A-C quality are displayed in the World Stress Map (doi:10.5880/WSM.2025.002). Further detailed information on the WSM quality ranking scheme 2025, guidelines for the analysis of borehole logging data, and software for stress map generation and the stress pattern analysis is available at www.world-stress-map.org. The database structure and content is explained in the WSM Technical Report TR 25-01 (https://doi.org/10.48440/wsm.2025.001).

Drilling the Ivrea-Verbano zonE: DIVE 1 – Operational Dataset

The Drilling the Ivrea-Verbano zonE (DIVE) project, run as ICDP expedition 5071, aims at studying the lower continental crust (LCC) towards and across the Moho transition zone. The study area provides unique access to a section of the LCC with well-preserved structural relationships. Two drilling targets were selected from this zone for scientific investigations, which, in combination, reveal significant aspects of its geologic history. The goals of the project are primarily petrological-geochemical, geophysical, structural, microbiological, and focusing on natural gases. Two boreholes have been successfully drilled in project DIVE 1: first 5071_1_B near Ornavasso in 2022, then 5071_1_A in Megolo in 2023-2024. This data publication provides the operational dataset of the ICDP project DIVE (ICDP 5071). The dataset is documented by the Explanatory Remarks (https://doi.org/10.48440/ICDP.5071.002).

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