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Entwicklung flacher Sedimentfallen

Nachdem gezeigt worden ist, das man im bewegten Wasser von Flachseen, Kanaelen, Altwaessern und Totzonen mit zylindrischen Sedimentfallen keine realistischen Sedimentationsraten messen kann, ging es darum, Alternativen zu entwickeln und die Bereiche anzugeben, in denen man mit den traditionellen Zylinderfallen noch weiterhin gute Ergebnisse zu erwarten hat. Letzteres wurde mit Hilfe eines mathematischen Modells getan, das das Wechselspiel von Partikelnettoproduktion, turbulenter Vermischung und Sedimentation beschreibt. Es zeigte sich, dass die Zylinderfalle in tiefen Gewaessern unterhalb der trophogenen Zone und dort, wo die Partikel nur geringe kohaesive Eigenschaften besitzen, einsetzbar sind. Da sich organisches Material auch kohaesiv verhaelt, sind voellig fehlerlose Messergebnisse nur in speziellen Faellen zu erwarten. Um den Mangel an geeigneten Messgeraeten insbesondere fuer Flachseen und Fluesse zu beseitigen, wurde das Messprinzip der Tellerfallen entwickelt. Es wurde eine Konzeption ausgebaut, die ab 1996 im Rahmen eines BMBF-Projektes zu Geraeten mit neuen Moeglichkeiten fuehren soll.

Quantifizierung der Bodenerosion durch Wind (Verbundvorhaben), Quantifizierung der Bodenerosion durch Wind II - Teilprojekt a: Erfassung der Parameter 'Rauhigkeit, Feldlaenge und Vegetation' mit bodenkundlichen, meteorologischen und fernerkundlichen Methoden

Bei dem Vorhaben handelt es sich um ein 'Anschlussvorhaben' des mit Erlass des BMFT vom 4/9/1986 genehmigten Verbundvorhabens 'Quantifizierung der Bodenerosion durch Wind'. Voraussetzung fuer eine Beurteilung von Risiken und eventuell zu ergreifenden Schutzmassnahmen ist eine realistische quantitative Abschaetzung des Bodenabtrags. Die bisherigen Arbeiten konzentrieren sich auf 1) die Entwicklung und Eichung von Sedimentfallen (Teilprojekt b), 2) die Erfassung des 'Bodenerodierbarkeitsfaktors' (Teilprojekt a) und 3) des 'Klimafaktors' (Teilprojekt c). Der bisherige Formelansatz liefert noch keine verlaesslichen Ansaetze fuer weitere wichtige Steuergroessen. Hauptziel der in diesem Anschlussvorhaben geplanten Arbeiten ist es 1) die bisher noch nicht erfassten Faktoren der Bodenabtragsgleichung - Rauhigkeitsfaktor, Feldlaenge, Vegetationsfaktor - in die bereits entwickelten Formelansaetze zu integrieren und 2) ein Instrumentarium zu erarbeiten, um die bisherigen Punktmessungen in die Flaeche zu uebertragen. Ausser bodenkundlichen und meteorologischen Methoden ist zur Erfassung og Parameter auch der Einsatz fernerkundlicher Methoden (Teilprojekt d) notwendig. Ziel ist die Erstellung einer fuer den norddeutschen Raum gueltigen Bodenabtragsgleichung durch Wind.

Quantifizierung der Bodenerosion durch Wind - Teilvorhaben: Entwicklung und Einsatz einer Sedimentfalle im Windkanal und in der Natur

Es wird eine Sedimentfalle entwickelt, im Windkanal getestet und in entsprechender Stueckzahl ueber drei Testflaechen eingesetzt. Ihre zeitlich hochaufgeloesten, quantitativen Messwerte werden kontinuierlich aufgezeichnet. In meteorologischen Feldexperimenten wird die Repraesentativitaet der Standorte innerhalb der Testflaechen bezueglich der mittleren und turbulenten Eigenschaften des Windfeldes mit Anwendung auf die Sedimentfallen untersucht. Aus diesen Daten werden Informationen zur Formulierung einer geeigneten, systematischen fuer Norddeutschland verwertbaren Sedimenttransportformel gewonnen. Im Windkanalversuch werden die Schwellwerte des Sedimenttransportbeginns und die Groesse des Transports fuer verschiedene Bodenproben von der Testflaechen untersucht.

Sedimentation von Radiotracern im Angola-Becken

Das Forschungsprogramm 'Meereschemie Atlantik 87/88' (Meteor 6-5 und 6-6) soll durch Untersuchungen der natuerlichen Radioisotope Th-230, Th-228, Th-234 und Be-10 in der Wassersaeule und an Partikeln erweitert werden. Aus Tiefenprofilen der geloesten und partikulaeren Phase werden Sedimentationsgeschwindigkeiten und Verweilzeiten der Radioisotope in der Wassersaeule ermittelt.

Variabilitaet des Partikelflusses in Abhaengigkeit vom Monsun im Arabischen Meer und Golf von Bengalen: Bergung und Aussetzung der Sedimentfallen, 1989

Dieses Projekt ist die Fortsetzung der laufenden Deutsch-Indischen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der marinen Geologie und Ozeanographie. Das Hauptziel ist die Untersuchung der Variabilitaet des Partikelflusses in die Tiefsee in Abhaengigkeit vom Monsun im Arabischen Meer und im Golf von Bengalen. Die Feldarbeit beinhaltet die Benutzung von geankerten Sedimentfallen auf jeweils drei Stationen im Arabischen Meer und im Golf von Bengalen. Waehrend der Projektzeit wurden zwei Forschungsfahrten mit den Indischen Forschungsschiffen SAGAR KANYA und NAND RACHIT durchgefuehrt, wobei die sechs Sedimentfallensysteme geborgen und wiederausgesetzt wurden. Ausserdem wurden die Laboruntersuchungen der bisher gewonnenen Proben fortgesetzt und gemeinsame Veroeffentlichungen vorbereitet. Die bisherigen Ergebnisse haben neuere Erkenntnisse ueber die Kohlendioxid (CO2)-Entzugsmechanismen im Meer geliefert, wobei Wind und aeolische Partikel im Arabischen Meer und Fluesse und fluviatile Partikel im Golf von Bengalen eine entscheidende Rolle spielen. Starke Winde und Fluesse liefern Naehrstoffe, die die CO2-Fixierung an der Meeresoberflaeche beguenstigen, waehrend die mit ihnen an die Meeresoberflaeche eingetragenen Partikel als 'Ballast' dienen, und den raschen Entzug der neu-formierten Partikel in die Tiefsee beguenstigen.

Monitor-Monsun (SO-95): Sedimentationsprozesse im Suedchinesischen Meer: Seismische Stratigraphie und Sedimentfallenexperimente

Im Rahmen des Forschungsprojekts Monitor Monsun wurde der Einfluss der Honsun-Zirkulation auf das Sedimentationsgeschehen evaluiert. Die im Gefolge von Schwankungen im Monsunklima auftretenden Veraenderlichkeiten wie z.B. Meeresspiegelschwankungen und das Verteilungsmuster unterschiedlicher Sedimenttypen wurden mittels Seismo-Stratigraphie sowohl lateral als auch vertikal grossraeumig erfasst und gegen andere, die Sedimentverteilung beeinflussende Prozesse (z.B. Tektonik) abgegrenzt. Die Korrelation der reflexionsseismischen Ergebnisse mit sedimentologischen und biostratigraphischen Befunden zeigt, dass das heutige Sedimentationsgeschehen durch Umlagerung von Reliktsanden der letzten Eiszeit am aeusseren Schelf, durch ausgedehnte Erosion oder Nichtablagerung am oberen sowie durch Massenumlagerungen am unteren Kontinentalhang dominiert wird. Die spaetquartaeren Ablagerungen lassen sich in ein spaetpleistozaenes Prodelta, ein fruehholozaenes transgressives und ein holozaenes aggradatives Hochstand-Systembuendel untergliedern. Darueber hinaus konnten 8 quartaere seismische Sequenzen nachgewiesen werden, die sich mit der regionalen Meeresspiegelschwankungskurve korrelieren lassen. Weiterhin hat sich gezeigt, dass das Sedimentationsgeschehen ueber klimatische Steuerungsfaktoren hinaus im entscheidenen Masse durch das regionale tektonische Regime gepraegt ist. So gelang der Nachweis von zwei bedeutenden Praedrift-Hebungsereignissen am noerdlichen Kontinentalrand Chinas. Beide sind auf magmato-tektonische Events zurueckzufuehren, die durch die Ausbildung von zwei Erosionsdiskordanzen T1 (Pleistozaen) und T2 (Mio/Pliozaengrenze) markiert werden. Die Aufzeichnung des Partikelflusses mittels der im zentralen Suedchinesischen Meer in 1190 bzw. 3720 m Wassertiefe verankerten Sedimentfallen (Gesamtwassertiefe an der Station: 4270 m) zeigte eine deutliche monsunabhaengige Saisonalitaet. Maximale Flussraten waren fuer den Zeitraum Juli-August 1993 (99 mg m -2 d -1) und November-Dezember 1994 (115 mg m -2 d -1) zu verzeichnen und korrelierten mit den Phasen maximaler Windstaerke waehrend des SW- bzw. NE-Monsuns. Der Gesamtpartikelfluss betrug 840 mg m -2 yr -1 und liegt damit im Mittel im Bereich der Vorjahre.

Dynamik kalkhaltigen Phytoplanktons (JGOFS)

Die Kurz- und Langzeitvariabilitaet des haltigen Phytoplanktons in der photischen Zone von zwei oligotrophen ozeanischen Gebieten (Bermuda, N-Atlantik und Hawaii, N-Pazifik) soll im Rahmen des JGOFS- (Joint Global Ocean Flux Study, ein IGBP-Core Projekt) Programms untersucht werden. Die jahreszeitliche Variation soll verglichen werden mit der Exportproduktion und den Veraenderungen in der Wassersaeule und am Meeresboden mit Bezug auf die taxonomische Zusammensetzung des haltigen Phytoplanktons. Es werden monatliche Beprobungen des lebenden Planktons von 0-500 m Wassertiefe und von Sedimentfallen aus 500-3200 m Wassertiefe gemacht.

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