Our benthic foraminiferal data clearly indicate eight layers of deep-water turbidites during the Messinian (MTL 1-8) and one in the early Pliocene (PTL 1) in Ocean Drilling Program Leg 105, Site 646B. These deep-water tuibidite deposits are characterized by highly concentrated agglutinated marsh benthic foraminifera (e.g., Trochammina cf. squamata, Ammotium sp. A, Miliammina fusca), rounded quartz, polished thick-walled benthic foraminifera, wood fragments, plant seeds, plant fruit, and highly concentrated mica and are interbedded with sediments containing deep-water benthic faunas. We suggest these turbidites deposited during sea-level low stands (approx. 80-100 m below sea level), and their ages are tentatively correlated to 6.59, 6.22, 6.01, 5.89, 5.75, 5.7, 5.65, 5.60, and 5.55 Ma, respectively, based on the Messinian oxygen isotope enrichments at Site 552A of Deep Sea Drilling Project Leg 81. The turbidites layers during the late Messinian, coeval with frequent climate changes suggested by six oxygen enrichment excursions of Site 552A, may have been in part linked to the late Messinian evaporite deposits in the Mediterranean Basin. The most profound climate changes at 5.75 and 5.55 Ma may have been related to the Lower and Upper Evaporites in the Mediterranean Basin.
We investigated benthic foraminiferal assemblages from Sites 1218 and 1219, Ocean Drilling Program Leg 199, to understand the abyssal response of the eastern equatorial Pacific to the Oligocene climate. Globocassidulina subglobosa, Oridorsalis umbonatus, Gyroidinoides spp., Cibicidoides spp., and Pullenia spp. are common in the lower Oligocene, whereas Nuttallides umbonifer, a dominant species in carbonate corrosive deep water, often dominates the upper Oligocene assemblage at both sites.
The changing composition of radiolarian faunas from late Neogene deep-sea sediments has been used in recent years as a proxy for changes in marine paleoproductivity. We examine radiolarian faunas, organic carbon content (TOC), opal and coarse-fraction components over the last 270,000 years in sediments from ODP Hole 1084A, drilled in a high productivity upwelling region within the Benguela Upwelling System off the west coast of Africa. Age control is provided by stable oxygen isotope measurements of benthic foraminifera. Prior research has established that late Pleistocene glacial intervals in this upwelling system generally had higher productivity than interglacials. The radiolarian WADE (water-depth ecology) paleoproductivity index correlates well with TOC and opal in these samples, and all three parameters change in synchrony with the benthic isotope curve over all but the MIS 5e–6 time interval. WADE inferred productivity is significantly higher in glacials than interglacials. We conclude that the WADE index is a useful proxy for paleoproductivity at this location, as are also opal and organic carbon accumulation rates. Carbonate and carbonate based indices such as the accumulation rate of benthic foraminifera (BFAR) by contrast do not correlate well either to productivity indices or to the glacial–interglacial cycle, and are interpreted to primarily reflect carbonate dissolution.
Site 672 is located on the Atlantic abyssal plain to the east of the Lesser Antilles forearc region. It serves as a stratigraphic reference section for sediments entering the Barbados accretionary prism. A relatively complete Pliocene through lower Pleistocene section was recovered from Site 672 that contains a moderately well-preserved population of benthic foraminifers. Q-mode factor analysis of the benthic population data identified three Pliocene-Pleistocene assemblages that inhabited this site. The Factor 1 fauna, characterized by Nuttallides umboniferus, is commonly associated with the presence of Antarctic Bottom Water (AABW). The Factor 2 assemblage is characterized by Globocassidulina subglobosa, Epistominella exigua, and a combined category of unilocular species. The Factor 3 assemblage is characterized by Epistominella exigua, and Planulina wuellerstorfi. The Factor 2 and 3 faunas are associated with bottom water significantly warmer than that preferred by the Factor 1 assemblage. The distribution of these assemblages has been used to distinguish three climatic intervals in the abyssal environment during the Pliocene-Pleistocene. An early Pliocene warm interval occurred from the Ceratolithus rugosus Subzone to the middle of the Discoaster tamalis Subzone. The upper Pliocene is characterized by oscillations between the Factor 1 and Factor 2 assemblages, which suggests climatic deterioration and increased pulses of AABW flow. The persistence of an essentially modern (Factor 1) fauna throughout the early Pleistocene suggests full glacial development at both poles and a substantial volume of AABW production.
Many studies have been conducted with the aim to better understand biologic and hydrologic processes that control C and N fluxes in rice paddy systems. But rarely have studies attempted to explicitly link the hydrological and biogeochemical controls of nutrient transport on the field scale. In this research project we aim to improve our understanding of processes that are involved in storing and releasing water and nutrients of different rice-based cropping systems. The Catchment Modeling Framework (CMF) will be coupled to the biogeochemical MOBILE-DNDC model (SP6) in to simulate (1) vertical and lateral transport processes of water, C and N and (2) to predict the reaction of ecosystem services such as water storage and purification, gas regulation, nutrient cycling and food supply in dependence of cropping systems. SP7 follows a rejectionist framework where model complexity is adapted to available data and process understanding. State-of-the-art analytical instruments will be connected to a unique automatic sampling system to continuously measure water isotopic composition as well as dissolved carbon and nitrogen solutes in situ for the first time. Waters to be sampled include surface water, irrigation water, groundwater and water vapor. Cavity Ringdown Spectroscopy will be used to measure 2H/H and 18O/16O. Isotopic signatures will allow estimating water mean transit times, partitioning between evaporation and transpiration and separating flow paths. Hyperspectral UV photometers equipped with a flow-through cell will be installed for continuous measurements of nitrate and DOC.
Das Ziel des Forschungsvorhabens liegt in der grundlegenden Untersuchung der Kavitäts-/Plasmaausbildung und der Plasmastrahlung in einer Doppelpuls-LIBS-Anwendung an metallischen Proben unter Wasser bei einem Wasserdruck von bis zu 60 MPa. Zunächst ist hierfür die Laser-induzierte Kavität zu analysieren, um daraus Informationen über die Geometrie, Lebensdauer und die entstehende Schockwelle abzuleiten. Hierbei ist von besonderem Interesse, wie sich die wesentlichen Prozessparameter auf die Kavität auswirken und wie sich die Lebensdauer der Kavität steigern lässt. Des Weiteren sind Störquellen für die Kavitäts- bzw. Plasmaerzeugung von Interesse, wie das optische Durchbruchverhalten im Wasser in Abhängigkeit vom Wasserdruck. Weiterhin gilt es, die Voraussetzungen und die zeitlichen Perioden für die Emission von Linienstrahlung im Verhältnis zur Kontinuumstrahlung, herauszuarbeiten. Für die Elementanalyse durch LIBS ist die Untersuchung der Linienprofile von Interesse, hierbei insbesondere die Absorptions- und Verbreiterungsmechanismen eines Laser-induzierten Plasmas bei hohem Wasserdruck in Hinblick auf die Auswertbarkeit von Einzellinien. Mit diesem Wissen sollen Schlussfolgerungen auf die erforderliche Technik, geeignete Auswertemethoden und die erreichbare Genauigkeit für LIBS in der Tiefsee gezogen werden.
Der Anstieg natürlicher Emissionen des Treibhausgases Methan haben einen bedeutenden Einfluss auf das Klima der Erde. Als Methanquelle nehmen küstennahe Gewässer eine besondere Stellung ein, da die Methankonzentration im Wasser hier wesentlich höher ist als im offenen Ozean. Trotz der Bedeutung der Küstengebiete ist bisher nur wenig bekannt über die hier zu findenden Methanemittenten und ihr jeweiliger Beitrag am atmosphärischen Methanfluss. Zudem zeigen eine Reihe aktueller Untersuchungen, dass Methan nicht nur unter anoxischen Bedingungen mikrobiell gebildet werden kann, sondern dass dies auch in einer oxischen Umgebung möglich ist. Eine solche Methanproduktion nahe der Meeresoberfläche würde den Weg zwischen Methanquelle und Atmosphäre wesentlich verkürzen und damit den Methanfluss in die Atmosphäre verstärken. Aufgrund einiger Untersuchungen, die eine Verknüpfung zwischen Primär- und Methanproduktion aufzeigen, stellen wir die Hypothese auf, dass Mikrophytobenthos (MPB)-Gemeinschaften eine wichtige, aber bisher nicht bearbeitete Stellung in der Flachwasser-Methandynamik zukommen. MPB-Gemeinschaften nehmen eine herausragende Rolle in der Primärproduktion von Küstensedimenten ein. Um die Bedeutung der MPB-assoziierten Methanproduktion besser einordnen zu können, werden wir das Potential dieser Methanquelle in Inkubationsexperimenten detailliert untersuchen. Zur Bestimmung der hierbei wichtigen Effektoren und Mikrophytobenthosarten werden wir an verschiedenen axenischen und xenischen klonalen Kulturen benthischer Diatomeen-Spezies die Primär- und Methanproduktion unter kontrollierten Temperatur- und Lichtbedingungen bestimmen. Mit Hilfe einer neuen Cavity-Ring-Down-Spektroskopie basierten Methode planen wir an geschlossenen Inkubationen die Methankonzentrationsentwicklung in hoher zeitlicher Auflösung über Tag/Nacht Zyklen zu erfassen. Zusätzliche Inkubationen mit 13C-markierten Substraten werden es uns erlauben, den Weg der Methanproduktion in den Diatomeen einzugrenzen. Bisher wurde der Prozess der oxischen Methanproduktion nur in Kulturexperimenten untersucht. Ob die hier ermittelten Raten auch in die natürliche Umgebung übertragbar sind, wurde hingegen nicht geprüft. Um diese Wissenslücke zu schließen, planen wir neben den Experimenten an klonalen Kulturen auch Studien an natürlichen MPB-Gemeinschaften durchzuführen. Diese Gemeinschaften werden wir im Flachwasser vor der Insel Askö (schwedische Ostseeküste) und dem inneren Küstengewässer vor Zingst (Darßer-Zingst-Bodden, deutsche Ostseeküste) beproben, um ein möglichst breites Spektrum an Sedimenten, hydrodynamischen Bedingungen und MPB-Gemeinschaften abzudecken. Um die in unseren Experimenten ermittelten Methanproduktionsraten in die benthischen und atmosphärischen Methanflüsse besser einordnen zu können, werden wir in beiden Untersuchungsgebieten die Methanflüsse zwischen Sediment, dem Wasser und der Atmosphäre bestimmen.
Ziel dieses Antrags ist es, das Potenzial von Speläothemen für die Rekonstruktion von (kurzlebigen) Phasen und Ereignissen extremen Klimas, wie besonders niedrigen Temperaturen, extreme, Niederschlagsmengen oder hohen Windgeschwindigkeiten, zu ermitteln. Solche Extremereignisse treten selten auf, verursachen aber oft große Schäden mit schwerwiegenden Folgen für Bevölkerung und Ökosysteme der betroffenen Region. Ein besseres Verständnis der Ursachen und Randbedingungen von Extremereignissen ermöglicht eine bessere Prognose ihres Auftretens in der Zukunft, was wesentlich ist für das Treffen entsprechender Vorkehrungen.Speläotheme bieten präzise datierte Multi-Proxy-Zeitreihen mit nahezu jährlicher Auflösung und haben somit ein großes Potenzial als Archiv von Extremereignissen. Allerdings werden die in Speläothemen gespeicherten Proxy-Signale im Aquifer über der Höhle in einem gewissen Umfang geglättet, weshalb die Sensitivität der jeweiligen Höhlensysteme und Proxys für die Rekonstruktion vergangener Extremereignisse bestimmt werden muss. Der Schwerpunkt dieses Antrags liegt auf dem 8.2 ka Event und den letzten 2000 Jahren. Das 8.2 ka Event war die extremste Klimaanomalie des Holozäns und spiegelt die Auswirkungen eines enormen Süßwassereintrags in den Nordatlantik während eines Interglazials wider. In den letzten 2000 Jahren wurden mehrere hundertjährige Klimaschwankungen identifiziert (z.B. die Mittelalterliche Warmzeit und die Kleine Eiszeit). Zusätzlich konnten andere, kurzlebige Klimaanomalien festgestellt werden, wie z.B. das historische Magdalenenhochwasser im Juli 1342 AD oder Hitze und Trockenheit in Europa von 1540 AD. Manche Ereignisse wurden durch Vulkanausbrüche ausgelöst (z.B. das Jahr ohne Sommer 1816 AD durch die Tambora Eruption 1815 AD).Mehrere Speläotheme, die während des 8.2 ka Event und der letzten 2000 Jahre wuchsen, aus drei Höhlen in Deutschland stehen zur Verfügung. Für alle drei Höhlen wurden langfristige Monitoring-Programme eingerichtet, was eine Voraussetzung ist, um die Prozesse in den Höhlen zu verstehen und die Proxy-Signale der Speläotheme zu interpretieren. Wir werden stabile Isotope und Spurenelemente in den entsprechenden Abschnitten der Stalagmiten mit sehr hoher Auflösung (jährlich) analysieren, und die Proben mittels MC-ICPMS 230Th/U-Datierung präzise datieren. Die Identifizierung der am besten geeigneten Proxys für die Rekonstruktion der Extremereignisse wird unter Verwendung eines quantitativen Modells basierend auf meteorologischen und Monitoring-Daten durchgeführt. Die Kombination aus präzise datierten, hochaufgelösten Multi-Proxy-Records und einem quantitativen Modell stellt eine solide Basis dar, um (i) geeignete Proxys für die Rekonstruktion der Extremereignisse zu identifizieren und (ii) bestimmte Ereignisse in verschiedenen Speläothemen zu vergleichen. Dies ermöglicht die Bestimmung von Zeitpunkt, Dauer und Struktur der Ereignisse.
Karstgrundwasserleiter (Karstaquifere) tragen in vielen Regionen, Städten und Ländern wesentlich zur Wasserversorgung bei. Sie bilden sich durch chemische Lösung in Karbonatgesteinen und bestehen aus einem Netzwerk von Röhren und Höhlen, die in die geklüftete Gesteinsmatrix eingebettet sind. Karstaquifere zeichnen sich meist durch eine hohe Variabilität der Wasserverfügbarkeit und -qualität aus. Verunreinigungen, einschließlich fäkaler und pathogener Bakterien, können leicht durch dünne Böden, offene Klüfte und Schlucklöcher in den Untergrund gelangen. Innerhalb des Röhrennetzes werden sie schnell über große Entfernungen transportiert und können Brunnen oder Quellen weitgehend ungemindert erreichen. Daher wird die generell gute Wasserqualität an Karstquellen oft durch kurze, aber starke Kontaminationsereignisse unterbrochen. Suspendierte Mineralpartikel und organischer Kohlenstoff spielen entscheidende Rollen bei der Mobilisierung und dem Transport von Fäkalbakterien und anderen Verunreinigungen. Die genauen Prozesse und ihre räumliche und zeitliche Variabilität sind jedoch noch lange nicht vollständig verstanden. Das Hauptziel des vorgeschlagenen IMPART-Projekts besteht darin, vertiefte Einblicke in die Transportprozesse zu gewinnen, welche die räumliche und zeitliche Dynamik von Partikeln, organischem Kohlenstoff und Fäkalbakterien in Karstsystemen bestimmen. Das Testgebiet ist eine bedeutende Karstquelle und ihr Einzugsgebiet, in dem zwei zugängliche Wasserhöhlen die direkte Beobachtung von Strömung, Wasserqualität und Transportvorgängen innerhalb des aktiven Röhrennetzes ermöglichen. Die wichtigsten zu beachtenden Parameter umfassen die Partikelgrößenverteilung, Anregungs-Emissions-Matrizen für organischen Kohlenstoff, Enzymaktivität von E. coli, Fäkalindikatorbakterien und die Gesamtzellzahl mittels Durchflusszytometrie. Die Feldarbeit umfasst eine räumlich verteilte Wasserprobenahme in den Höhlen und an der Quelle; hochauflösendes Monitoring an der Quelle bei ausgewählten hydrologischen Ereignissen; sowie Multi-Tracer-Versuche im aktiven Röhrensystem, einschließlich vergleichender Versuche mit gelösten Stoffen und suspendierten Partikeln. Die Ergebnisse werden ein besseres Verständnis der Transportprozesse und der mikrobiellen Wasserqualitätsdynamik von Karstaquiferen ermöglichen, als Grundlage für ein verbessertes Management dieser wertvollen, aber verletzlichen Ressourcen.
Ueber einen Zeitraum von bisher 13 Jahren werden im Rahmen einer Langzeitstudie Daten zur Biologie und Populationsdynamik des Laufkaefers Laemostenus schreibersi (Coleoptera, Carabidae) aufgenommen. Die Beobachtungen finden im natuerlichen Habitat, dem Eggerloch - einer Hoehle in Kaernten, und im Labor statt. Bisher abgeschlossen sind die Aussagen zur Lichtempfindlichkeit des reduzierten Auges dieser Art und die Untersuchungen zur Tag/Nachtaktivitaet. Weiter untersucht werden Aspekte der Populationsbiologie: Fortpflanzung und Entwicklung, Alter und Langlebigkeit, Populationsgroesse (Fang-Wiederfang-Methode), zeitliche und raeumliche Verteilung in der Hoehle, der Austausch mit anderen Populationen des Spaltensystems. Die Groesse der in der Hoehle lebenden Population dieses Laufkaefers erweist sich als relativ klein, aber konstant (50-100 Tiere). Anhand der vielen Wiederfaenge konnten genaue Aussagen ueber das Alter und die Lebenserwartung der Tiere gemacht werden. Manche Individuen erreichten das bemerkenswerte Alter von 8 Jahren. Langlebigkeit koennte einer der Faktoren sein, der die Populationsgroesse stabilisiert (Zuwanderungen aus dem Spaltensystem scheinen weniger bedeutend zu sein). In einer naechsten Phase des Projektes sollen zusaetzlich (in Zusammenarbeit mit der Universitaet Jena) genetische Untersuchungen vorgenommen werden, an Individuen von verschiedenen Standorten des Verbreitungsgebietes (von Norditalien bis Slowenien und die Steiermark), um Rueckschluesse auf die Verwandtschaft zu anderen Arten und zur Besiedlung machen zu koennen.
| Origin | Count |
|---|---|
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| Ereignis | 11 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 539 |
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