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Genese von Wüstenpflaster

Wüstenpflaster (desert pavements) gelten meist als Auswehungsgebiete (Quelle) von Staub. Oft - besonders über basaltischem Untergrund - beobachtet man aber Anreicherung von allochtonen Staubablagerungen mit vesikulärem A-Horizont unter der offenbar angehobenen Steinlage. An der Typlokalität Cima Volcanic Field (California, USA), wo von amerikanischen Geowissenschaftlern eine alternative Theorie zur Entstehung der Wüstenpflaster entwickelt wurde, wurde in Kooperation mit Prof. Dr. Arno Kleber und Diplomanten (Geogr. Institut der TU Dresden) mittels Lumineszenz-Datierungen versucht, weitere Argumente in die kontroverse Diskussion einzubringen. Ähnliche Untersuchungen werden nun auf Lanzarote weitergeführt.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt D05: OSL-Datierung: Zeitliche Eingrenzung der pleistozänen Umweltgeschichte der Atacama: Ausweitung des anwendbaren Altersbereichs für Lumineszenz-Datierungen

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.

Prozesse der Lößbildung und Landschaftsgenese im Pleiser Hügelland nahe Bonn

Das Vorhaben soll sedimentologische, diagenetische, Umlagerungs- und Formungs-Prozesse der z.T. mächtigen Lößbedeckung des Pleiser Hügellandes unter wechselnden Umweltbedingungen in verschiedenen Zeitscheiben des letzten Glazials rekonstruieren. Materialherkunft und äolische Formung einerseits und erosiv-dendative Überformung andererseits, sowie deren zeitliche Einordnung stehen im Vordergrund; hingegen wird die Modellierung von aktuellen und subrezenten Stoffumsätzen in Teilprojekten des SFB 350 (B13, B15) bearbeitet. Geomorphologische, boden- und sedimentologische, isotopengeochemische und feinstratigraphische Untersuchungen sowie Lumineszenz-Datierungen (TL,OSL) stellen das methodische Inventar. Die Profilaufnahmen und Probennahmen sind abhängig von der erwarteten einzigartigen Aufschlußsituation entlang der ICE-Trasse Köln-Frankfurt. Die Untersuchung soll auch anthropogeographische und geoarchäologische Aspekte der Relief- und Sedimentbildung einbeziehen.

Geoökologische Untersuchungen in ländlichen Siedlungen (Faxinais) mit kollektiver Weidenutzung des Araukarienwaldes, Paraná (Südbrasilien)

Als erster Arbeitsschritt steht die genaue kartographische Erfassung unter Hilfenahme von Luftbildauswertungen an, darauf aufbauend erfolgt die Erstellung eines Geländemodells für die jeweilige Faxinal, in das im weiteren Arbeitsabschnitt die Erhebungsdaten von Landnutzung, Bodenkarten sowie Vegetationsgesellschaften integriert werden. Den Feldarbeiten sind Laboranalysen zur genaueren Bodenbestimmung, Verteilung der Nährstoffe zwischen Pflanzen und Substrat sowie Datierungsversuche zum geomorphologischen Formenschatz angeschlossen. Die Methoden zur Herleitung der Landschaftsgenese umfassen die optisch stimulierte Lumineszenz zur Verortung von Ursprungsgebieten rezenter sedimentärer Anlagerungen sowie 14C und 137Cs Isotopen-Datierung zur chronologischen Einordnung pedologischer Schichten (so eignet sich Caesium 137 besonders zur Einschätzung des Wirkungsgrads von Bodenerosion). Abschließend wird ein Modell der geoökologischen Entwicklung mit den vorherrschenden Prozessen in den drei Faxinais präsentiert, auf Unterschiede zwischen ihnen sowie auf jeweilige Auswirkungen der anthropogenen Beeinflussung verwiesen.Die wissenschaftliche Zielsetzung erhofft sich neue Erkenntnisse zur holozänen Landschaftsgenese in Südbrasilien, verbunden mit eventuell neuen Anregungen zur Besiedlungsgeschichte bzw. ihren Auswirkungen. Dabei sollen rezente geoökologische Prozesse zwischen naturräumlichen Gegebenheiten und anthropogener Nutzung innerhalb der Faxinais erfasst und anhand von Geländemodellen abgebildet werden. Zusätzlich interessieren Stoffkreisläufe zwischen Boden und Vegetation, so dass gleichzeitig Wissens- und Handlungsgrundlagen für zukünftiges, ökologisch nachhaltiges Wirtschaften erarbeitet werden.

Forschergruppe (FOR) 2358: Mountain Exile Hypothesis - How humans benefited from and re-shaped African high altitude ecosystems during Quarternary climatic changes, Teilprojekt: Anthrosole der Bale Mountains - Archive für die Rekonstruktion der Besiedlungs-Chronologie und -Intensität sowie Interaktionen mit Feuer und der Zerstörung der Erica-Vegetation auf dem Sanetti-Plateau

In Projekt P2 werden wir die Chrolonolgie und Intensität der menschlichen Besiedelung der Bale-Mountains untersuchen und deren Auswirkungen auf die Entwaldung des Sanetti-Plateaus durch Feuer. Um diese Zusammenhänge zu untersuchen, werden wir uns auf folgende Punkte konzentrieren:1. In Zusammenarbeit mit Projekt P1 (Archäologie) werden wir Chronologie (mittels Radio-Kohlenstoff- und Optisch stimulierter Lumineszenz-Datierungen) und Art und Intensität der menschlichen Besiedelung untersuchen. Hierzu dienen Anthrosole unter Felsvorsprüngen und Höhlen als Archive und molekulare Marker als Landnutzungs-Indikatoren, wie z.B. Phosphor-Mapping (Birk et al. 2007), Benzolpolycarbonsäuren (Glaser et al. 1998) und Sterole und Gallensäuren als Fäkalbiomarker (Birk et al. 2012). 2. In Zusammenarbeit mit den Projekten P3 (Basis-Umweltdaten-Erhebung) und P7 (Erd-Käfer) werden wir typische Standortseigenschaften (Böden und Topographie) erhoben. Diese Daten erlauben uns die Rekonstruktion der ehemaligen Erica-Ausbreitung sowie von gegenwärtigen reellen und potenziellen Erica-Standorten. 3. Mit der gleichen Intension werden wir potenzielle molekulare Erica-Marker untersuchen wie z.B. Cutin und Suberin (Spielvogel et al. 2014), CuO lignin und Monosaccharide (Spielvogel et al. 2007; Eder et al. 2010), Phytolithe (Iriarte et al. 2010), n-Alkane, Stabilisotopen-Signaturen (Glaser und Zech 2005).Sollten keine Erica-spezifischen Biomarker gefunden werden, wenden wir Metabolomics-Techniken an, um zwischen Erica und Gras-Vegetation im Boden zu unterscheiden.4. Um mögliche Interaktionen zwischen der menschlichen Besiedelung und der zeitlichen und räumlichen Dynamik der Erica-Vegetation zu identifizieren, werden Sedimente von konkaven glazialen Ablagerungen auf dem Sanetti-Plateau mit den oben beschriebenen molekularen Markern untersucht. Wir gehen davon aus, dass die Chronologie und Intensität von Feuer die Dynamik der Erica-Vegetation bestimmt. In Zusammenarbeit mit P4 (Paleoökologie, Pollen) und P5 (Paleoclimatologie, 18O-Zucker) werden wir identifizieren, ob das Brennen der Erica-Standorte mehr durch die menschliche Besiedelung oder durch paläoklimatische Fluktuationen bestimmt wird.

"Lesen" alter Landschaften: bäuerliche Entscheidungsfindung und terrassenförmig angelegte Landwirtschaft in Zentralpalästina über la Longue Durée

Jüngste Studien über landwirtschaftliche Terrassen legen nahe, dass der Bau und die Pflege von Terrassen eine Entscheidung von Bauern und Grundbesitzern ist, die auf einer Reihe von Überlegungen beruht. Der Entscheidungsprozess und die Mechanismen der Intensivierung und Reduzierung von landwirtschaftlichen Flächen im Allgemeinen und Terrassen im Besonderen wurden jedoch bisher nicht systematisch adressiert. Während wir viel über die idealen Umweltbedingungen des Terrassenbaus und die Rolle von Terrassen in größeren landwirtschaftlichen Systemen lernen, wissen wir wenig über die soziale Dimension: zu verstehen, welche Rolle landwirtschaftliche Terrassen in der Gesellschaft spielten und wie soziale und wirtschaftliche Systeme zusammengehalten wurden hinter der Entscheidung die Terrassen zu bauen, zu erhalten und zu restaurieren. Um diese Lücken zu schließen, konzentriert sich das vorliegende Projekt auf den sozialen Hintergrund bäuerlicher Entscheidungsfindung in einer Tiefenperspektive im historischen Palästina, indem es einen "bottom-up"-Ansatz verfolgt, diesen Prozess in ländlichen Gesellschaften in ihrem unmittelbaren Kontext untersucht. Wir gehen davon aus, dass landwirtschaftliche Terrassen, wenn sie mit Zuversicht datiert werden, als Fenster zu den sozialen, wirtschaftlichen und politischen Systemen der Vergangenheit dienen können. Wir werden die Gründe für den Terrassenbau und die Nutzung auf verschiedenen Analyseskalen untersuchen, indem wir die Methoden kombinieren, die für Feldarchäologie, Geologie, Botanik, Lebensmittelsystemstudien, Geschichte und Geschichtsschreibung und Ethnographie geeignet sind. Es geht über die bestehenden Terrassenforschung hinaus, indem es sich auf den sozioökonomischen Kontext von Terrassenbau und -pflege konzentriert; multidisziplinäre Methoden; und Integration von hochauflösenden Datensätzen in ein agentenbasiertes Modell, um Hypothesen zum menschlichen Verhalten und zur Entscheidungsfindung zu testen.Dieses Projekt erwächst aus der Konvergenz zweier zuvor unabhängiger, langfristig angelegter Initiativen. Die erste unter der Leitung des PI war das Ergebnis von zwei Jahrzehnten archäologischer Feldforschung und Textanalyse in Jordanien und Israel. Die zweite ist die anhaltende Erforschung von Reliktterrassen im Jerusalemer Hochland und deren Datierung durch OSL (Optisch stimulierte Lumineszenz) durch einen Kooperationspartner in Israel. Zusammengenommen legen die Ergebnisse einen Zusammenhang zwischen Landbesitz und Terrassenbau nahe, was auf starke wirtschaftliche Anreize für diese arbeitsintensive Arbeit hindeutet. In dem hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir testen, ob diese Dynamiken auch in anderen Regionen Zentralpalästinas und in anderen Perioden vorhanden waren, um die Zusammenhänge zwischen den Faktoren zu identifizieren, die die Entscheidung zum Bau von Terrassen in der Vergangenheit beeinflusst haben.

Jungpleistozäne und holozäne Relief- und Klimageschichte im Hochgebirge von Taiwan

Hauptziele des Projektes sind die Rekonstruktion der bisher weitgehend unerforschten Vergletscherungs- und Klimageschichte sowie der Reliefentwicklung in den oberen Höhenstufen des Hochgebirges Taiwans. Im Pilotprojekt wurde anhand geomorphologischer und sedimentologischer Befunde exemplarisch in zwei Gebirgsstöcken jungpleistozäne Vergletscherungen nachgewiesen. Absolute und relative Datierungen deuten auf einen Höchststand im Sauerstoff-Isotopenstadium 4 und eine geringere spätglaziale Gletscherausdehnung hin. Zur Abgrenzung der spätpleistozänen und holozänen Morphodynamik erfolgt eine systematische geologische und geomorphologische Kartierung. Die aktuellen klimatischen Rahmenbedingungen werden durch eigenständige Messungen meteorologischer Parameter erfasst. Durch absolute Datierungen wird der zeitliche Rahmen der geomorphologischen Befunde präzisiert und weitere methodische Erfahrungen gewonnen, so bei Lumineszenz-Datierung (OSL) von glazigenen Sedimenten und Exposure Dating von glazial überformten Felsflächen in randtropischen Hochgebirgen. Das Projekt leistet einen Beitrag zur Paläoklimaforschung im monsunalen Ostasien an der Grenze zwischen terrestrischem und marinem Bereich.

Transmetallierung mit Organozinn-Verbindungen

Eine neue Transmetallierungsreaktion zum Transfer von aromatischen Resten auf ein Gold-Atom unter sehr milden Bedingungen wurde entwickelt. Mit dieser Methode gelang es zwei Gold-Atome in die 1,8-Positionen eines Naphthalinrings einzuführen. Aufgrund des kurzen Gold-Gold Abstands ist die Verbindung stark lumineszierend. Detaillierte Untersuchungen dieser Lumineszenz wurden vom Kooperationspartner in Hong Kong durchgeführt.

Luminescence dating of sediment samples from NEP 1 and NEP 3, Nördlingen, southern Germany

We established a luminescence based chronology by dating 7 samples collected from profiles NEP 1 and NEP 3. The methods allows to determine the last sunlight exposure of sediment grains (commonly quartz and feldspar). All measurements were conducted in the luminescence laboratory within the Geo-and Environmental research center in Tübingen. We used a so called pIR150 protocol on polyminerals. The results point to various periods of deposition between approximately 1-8 ka.

Evaluierung der Thermolumineszenz als ein sensitives Nachweisinstrument für Herbizide im Wasser

In Zusammenarbeit mit einem französischen Institut in Thonon wird untersucht, ob sich die Thermolumineszenz als ein neues Instrumentarium für die Wasserqualitätsüberwachung einsetzen läßt. Im Vordergrund steht der schnelle und spezifische Nachweis von Herbiziden.

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