Als Teil der globalen thermohalinen Zirkulation transportiert das Antarktische Zwischenwasser (AAIW) Wärme und Salz, es belüftet die intermediären Tiefen des Ozeans, und verteilt Nährstoffe aus dem Südozean (SO) in die nährstoffarmen Tropen. AAIW ist daher von globaler Bedeutung für die marine Biogeochemie und den Kohlenstoffkreislauf. Die Bildung des AAIW ist direkt an die Intensität des Auftriebs von Zirkumpolarem Tiefenwasser im SO gekoppelt und wird moduliert von den Westwinden und saisonaler Aussüßung durch Meereisexport und -abschmelzen. Obwohl es unbestritten ist, dass Transport und Zusammensetzung von AAIW eine wichtige Rolle für die ozeanischen und klimatischen Änderungen der letzten Deglaziation spielten, gibt es bisher nur wenige längere Aufzeichnungen der AAIW-Variabilität. Obwohl noch immer kontrovers, gibt es basierend auf Proxy-Daten zunehmende Einigkeit über einen anhaltenden oder nur leicht abgeschwächten AAIW-Export im Atlantik während des letzten glazialen Maximums. Neodym(Nd)-Isotopendaten, die eine größere und schnelle Variabilität nahelegten, wurden inzwischen sedimentären Überprägungen identifiziert, ein Problem, das auf den kontinentalen Schelfen, von denen diese Daten überwiegend stammen, kaum vermeidbar ist. Um diese Effekte zu umgehen und ein Verständnis der AAIW-Variabilität auf langen Zeitskalen zu erlangen, schlagen wir eine neue Studie vor, die nur Bohrkerne von Lokationen im offenen Ozean im Südatlantik (DSDP Site 516), dem Südostpazifik (ODP Site 1236) und der Tasmansee (DSDP Site 592 und IODP Site U1510) nutzt. Diese Sedimente weisen zwar niedrige Sedimentationsraten auf, vorläufige Daten zeigen aber die erwartete Amplitude benthischer O- und C-Isotopen im Zwischenwasser. Die Sedimente waren durchweg oxisch, was die verlässliche Anwendung von Nd-Isotopen und Seltenerdelement-Proxies für die Wassermassenrekonstruktion erlaubt. Diese Daten werden O- und C- Isotopendate benthischer Foraminiferen und von Spurenmetallproxies für Temperatur (Mg/Ca, Li/Mg) und Nährstoffgehalt (Cd/Ca) vervollständigen. Nach Etablierung einer benthischen Isotopenstratigraphie für jeden Bohrkern sollen glazial-interglaziale Schlüsselintervalle vor, während und nach dem Mittelpleistozänen Übergang (MPT) auf alle Proxies analysiert werden. Diese Aufzeichnungen der Variabilität der Quellen des AAIW, des Nährstoffgehalts und der Temperatur werden die letzten 1,5 Millionen Jahre in verschiedenen Becken abdecken. Dies wird neue Einsichten in die Rolle liefern, die die AAIW-Variabilität für die globale Umwälzzirkulation gespielt hat, die den SO mit den niedrigen Breiten verbindet, wie die Ozeanzirkulation auf Änderungen orbitaler Parameter der Eisschilde reagierte, und welchen Einfluss dies auf den Kohlenstoffkreislauf an glazialen Terminationen des Pleistozäns hatte.
Geologische Karten stellen eine Synthese der allgemeinen geowissenschaftlichen Information zum gegenwärtigen Zeitpunkt unter Auswertung der gesammelten Bohrergebnisse, der Aufschlüsse, der Morphologie und des bisherigen Wissenstandes dar. Daraus abgeleitet bzw. darauf aufbauend gibt es darüber hinaus Karten zu einzelnen Spezialgebieten wie z. B. Ingenieurgeologische Karten , Grundwassergleichenkarten , Karten des geothermischen Potenzials u.v.a.m. Da sich auf der geologischen Karte in der Regel nur die an der Oberfläche vorkommenden Geologischen Einheiten darstellen lassen, muss das Verständnis der Schichtenabfolge, des dreidimensionalen Baus durch Profilschnitte und die vorliegende textliche Erläuterungen ergänzt werden. Wegen der starken Zusammenfassung einzelner Geologischer Einheiten in Hinblick auf eine leichtere Übersichtlichkeit wird diese Geologische Übersichtskarte als Geologische Skizze bezeichnet. Die Morphologie der Berlin-Brandenburgischen Landschaft und deren Entwicklung Das Grundmuster der Oberflächengestalt von Berlin und Brandenburg wird im Wesentlichen von drei Reliefgroßeinheiten bestimmt, die von Südosten nach Nordwesten durchziehen und ihre Herausbildung und Formung den Prozessen während des Eiszeitalters (Quartär) verdanken (Abb. 1). Es sind dies der Südliche Landrücken mit Fläming und Niederlausitzer Grenzwall, begrenzt im Süden durch das Lausitzer Tal (Breslau-Magdeburger Urstromtal), das breite, aber sehr heterogene Zwischengebiet der Platten und Niederungen mit einer Vielzahl größerer und kleinerer, vielgestaltiger Hochflächenareale und dem Durchzug der drei großen Urstromtäler (Glogau-Baruther, Warschau-Berliner und Thorn-Eberswalder Urstromtal) sowie der Nördliche oder Baltische Landrücken, der im Brandenburgischen die Uckermark umfasst. Das Werden und die Ausgestaltung der natürlichen Landschaft Berlin-Brandenburgs sind auf das Engste mit dem jüngsten Abschnitt der erdgeschichtlichen Entwicklung, dem Quartär verbunden, das allgemein auch als Eiszeitalter bezeichnet wird. Das Quartär ist jener Zeitabschnitt der Erdgeschichte, in dem globale Klimaschwankungen zu einem mehrfachen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten in vergleichsweise kurzen geologischen Zeitabständen geführt haben, verbunden mit einschneidenden Konsequenzen für Fauna und Flora. Im jüngeren Abschnitt des Quartärs kam es zur flächenhaften Ausbreitung gewaltiger Inlandeisdecken im nördlichen Mitteleuropa. Mit Jahresmitteltemperaturen, die unter 0 °C lagen, herrschten während dieser Eiszeiten auch in unseren Breiten Verhältnisse, die denen der heute noch von Eis bedeckten Gebiete Grönlands oder Spitzbergens entsprachen. Für die charakteristische horizontal-räumliche Aufeinanderfolge und morphologische Erscheinungsform, welche im Zusammenhang mit Prozessen während des Vorstoßens sowie anschließenden Zerfalls und Abschmelzens der Inlandeismassen steht, wurde bereits vor mehr als 100 Jahren der Begriff Glaziale Serie geprägt (Abb. 2). Geomorphologische Hauptelemente der Glazialen Serie sind die Endmoräne , am Eisrand durch Aufstauchung oder als Folge eines mehr oder weniger stationären Eisrandes durch Sedimentakkumulation gebildet, die Grundmoräne , im Rückland durch das Eis direkt abgesetzt, der Sander , im Vorland des Gletschers vom Schmelzwasser weitflächig aufgeschüttet, und schließlich das Urstromtal , das die abfließenden Schmelzwässer bündelt und nach Nordwesten abführt. Die Glaziale Serie wird ergänzt durch eine Reihe von insgesamt weniger häufig verbreiteten geomorphologischen Begleitformen, wie die Oser, Kames und Drumlins , durch Zungenbecken und Sölle, vor allem aber durch landschaftsprägende glaziale Rinnen und vielgestaltige Seen (vgl. hierzu MARCINEK & NITZ 1973 sowie LIEDTKE 1975). Geologischer Überblick über die tertiären und quartären Bildungen Die Erdoberfläche und der oberflächennahe Raum des Stadtgebiets von Berlin wird durch tertiäre, pleistozäne und holozäne Ablagerungen gebildet, wobei den tertiären und quartären Sedimenten eine durchaus existenzielle Bedeutung für das städtische Leben zugestanden werden muss. So wird das gesamte Wasser für die öffentliche Wasserversorgung überwiegend aus quartären und teilweise auch aus tertiären Grundwasserleitern entnommen. Die Förderung des Grundwassers erfolgt mit 90 % fast ausschließlich im eigenen Stadtgebiet. Das Tertiär Das Tertiär, auch als Braunkohlenzeitalter bezeichnet, begann vor 65 Millionen Jahren, dem Ende der Kreidezeit und endete am Beginn des Quartärs vor rund 2,6 Millionen Jahren. Sedimente des Tertiärs lagern in Berlin diskordant (mit einer zeitlichen Lücke) über älteren Schichten der Kreide, des Jura oder des Keupers und bilden in nahezu geschlossener Verbreitung das Liegende (die unterlagernden, älteren Schichten) der quartären Schichtenfolge (Abb. 3). In Gebieten tiefreichender quartärer Erosion, wie z. B. in Abschnitten quartärer Ausräumungszonen (Rinnen) fehlen tertiäre Ablagerungen gänzlich. Tertiärsedimente werden im Berliner Stadtgebiet nur an einer Stelle in Lübars oberflächenbildend. Eine besondere Stellung innerhalb des Tertiärs kommt dem etwa 80 m mächtigen, tonig-schluffigen Rupelton zu. Er ist aufgrund seiner weiten Verbreitung nicht nur ein wichtiger geologischer Leithorizont innerhalb des tertiären und quartären Deckgebirges, sondern hat auch eine erhebliche hydrogeologische Bedeutung, da er die Barriere zwischen den Salzwässern im Liegenden und dem Süßwässern im Hangenden (die darüber lagernden, jüngeren Schichten bildet. In Gebieten, in denen die Rupelschichten infolge quartärer Erosion teilweise oder vollständig fehlen, wurden Migrationswege für den Aufstieg mineralisierter Tiefenwässer und ihrer Ausbreitungsfahnen im Süßwasserstockwerk z. T. bis an die Oberfläche geschaffen (Abb. 3). Das Quartär Das Quartär begann mit einem globalen Klimawandel vor 2,6 Millionen Jahren mit dem pleistozänen Eiszeitalter und endet mit dem nacheiszeitlichen Holozän. Es kommen in Berlin im Pleistozän Ablagerungen der drei nordischen Kaltzeiten (Elster-, Saale- und Weichselkaltzeit) vor, deren Ablagerungen aus Schmelzwassersanden und -kiesen nordischen Ursprungs, Bändertonen sowie –schluffen und Geschiebemergel der Grundmoränen bestehen. Daneben existieren auch Sedimente der dazwischen liegenden Holstein- und Eem-Warmzeit mit Mudden, Schluffen, Tonen und Torfen sowie Flusssanden und -kiesen aus weiter südlich liegenden Liefergebieten (Tab. 1). Die Gletscher – besonders die der Elster-Kaltzeit – haben z. T. sehr tiefe Rinnen in die vorgefundene tertiäre Oberfläche erodiert und mit glazialem Gesteinsmaterial verfüllt. Dabei kann es vorkommen, dass die tertiären Schichten, insbesondere der Rupelton, vollständig erodiert wurden und so die schützende Barriere zwischen dem Süß- und Salzwasserstockwerk zerstört wurde. Die Mächtigkeit der pleistozänen Schichten beträgt in Berlin zumeist etwa 20 bis 100 Meter, in elsterzeitlichen Rinnen jedoch auch bis zu 250 Meter (Abb. 3). Nach dem Ende des Pleistozäns vor 12 000 Jahren begann das Holozän. Es kamen Mudden, Torfe, Flusssande und Dünensande zur Ablagerungen, die lokal große Mächtigkeiten (z. T. weit mehr als 10 m) aufweisen können.
Der Klimawandel während der mittelalterlichen Klimaanomalie (MCA) und der kleinen Eiszeit (LIA) führte zur Ausdehnung bzw. Verringerung der hypoxischen Bodenbedeckung in der Ostsee. Hier schlagen wir eine Modellierungsstudie vor, um Mechanismen, durch die der Klimawandel zu den beobachteten Trends geführt hat, systematisch zu analysieren und Modellergebnisse anhand von geochemischen Sedimentkerndaten zu validieren. Das Zusammenspiel zwischen physikalischen und biogeochemischen Prozessen führt zu einer komplexen Dynamik, die den Sauerstoffgehalt in der Ostsee steuert. Die Sedimente spielen eine wichtige Rolle, indem sie sowohl als Quelle als auch als Senke für Phosphat fungieren, das den wichtigsten biolimitierenden Nährstoff bildet. Es ist jedoch kaum bekannt, wie der Klimawandel während der MCA zur Ausbreitung von Hypoxie führte. Es wurden bereits verschiedene Auslöser vorgeschlagen, um die Ausbreitung der Hypoxie während der MCA zu erklären, wie z.B. eine erhöhte Produktion von Cyanobakterien unter wärmeren Bedingungen, eine erhöhte / verringerte Stratifikation aufgrund sich ändernder Niederschlagsmuster und eine sedimentäre Freisetzung von Phosphaten. Im ersten Teil des Projekts (Arbeitspaket AP1) werden wir ein modernes Ökosystemmodell verwenden, um Szenarien zu identifizieren, die den Zusammenhang zwischen Klimawandel und Hypoxie im Mittelalter erklären können. Das Modell wird durch die Implementierung eines frühen diagenetischen Moduls verbessert, das chemische Profile im Sediment vertikal auflösen kann (AP2). Für biogeochemische Reaktionen werden temperaturabhängige Ratenausdrücke implementiert. Das Sedimentmodul wird zunächst auf den aktuellen Zustand der Sedimente kalibriert (AP3). Szenarien aus AP1, die die Sauerstofftrends erfolgreich erklären können, werden anschließend in Modellläufen vom Mittelalter bis zur Gegenwart getestet (AP4). Die Simulation des Mittelalters kann durch verschiedene Sedimentproxies validiert werden, die Trends in den Redoxbedingungen des Tiefenwassers, in der Zufuhr von Metallen aus Schelfe in tiefere Becken, welche die Sequestrierung von Phosphat beeinflusst, und in der Menge an in Sedimenten erhaltenem Phosphor und organischer Substanz rekonstruieren können. Die erwarteten Ergebnisse des Projekts sind die Zuordnung der Ausbreitung von Hypoxie während der MCA zu einem Mechanismus und ein verbessertes Verständnis der Rolle der benthischen Dynamik, die die Eutrophierung als Reaktion auf den Klimawandel beeinflusst.
Während der IODP Expedition 363 wurde erstmals eine mächtige und ungestörte Sedimentabfolge im Zentrum des Westpazifischen Warmwasserpools erbohrt (Site U1490, 05 Grad 48.95Ê1N, 142 Grad 39.27Ê1E in 2341 m Wassertiefe vor Papua New Guinea). Diese karbonat- und tonreiche Abfolge stellt ein ideales Sedimentarchiv dar, um an einer strategischen Position Änderungen in der Struktur der pazifischen Wassermassen und meridionalen Umwälzzirkulation während unterschiedlicher Phasen der Klimaentwicklung der Erde während des Überganges von einer nahezu eisfreien zu einer Erde mit einer stabilen polaren Eiskappe zu erfassen. Unser Projekt konzentriert sich dabei auf das Zeitintervall von ca. 18 bis 9 Millionen Jahren, das durch mehrere fundamentale Klimaänderungen charakterisiert war und es damit ermöglicht, die Zusammenhänge zwischen Änderungen in der Erdbestrahlung, Variabilität der Temperaturgradienten zwischen Äquator und polaren Breiten und Verschiebungen in der atmosphärischen und Ozean-Zirkulation auf einer wärmeren Erde zu untersuchen. Daneben ist Site U1490 von ca.18 bis 9 Millionen Jahren vor heute durch eine aussergewöhnlich gut belegte Magnetostratigraphie charakterisiert, die erstmals eine direkte Korrelation einer hochauflösenden Isotopen-Zyklostratigraphie mit der Geomagnetischen Polaritäts-Zeitskala (GPTS) ermöglicht. Durch diese verifizierte und verfeinerte Chronostratigraphie werden die benthischen stabilen Isotopen- und Karbonatakkumulationsdaten in Site U1490 wesentlich zum Verständnis des zeitlichen Ablaufs der Änderungen in der pazifischen Tiefenwasser-Zirkulation und deren Wechselwirkungen mit dem Klimawandel in niedrigen und hohen Breiten beitragen. Im Detail wollen wir mit diesen neuen Daten die folgenden Hypothesen überprüfen: (1) Änderungen des Äquator-Pol Temperaturgradienten wirken sich stark auf die Bildung von tiefen und intermediären Wassermassen und die Intensität der pazifischen meridionalen Umwälzzirkulation aus; (2) die Expansion korrosiver intermediärer und tiefer Wassermassen aus dem Südozean und die Abschwächung der Tiefenventilation infolge der Ausdehnung des antarktischen Eisschildes während des mittelmiozänen Klimaübergangs trug zu erhöhter CO2-Speicherung im Tiefenwasser und zur Karbonatarmut in den Tiefsee-Sedimenten des Pazifischen und Indischen Ozeans bei; (3) der Indonesische Durchstrom spielte im mittleren Miozän noch eine Schlüsselrolle für den Austausch intermediärer und tiefer Wassermassen zwischen Pazifik und Indischem Ozean mit entprechenden Auswirkungen auf das Wärmebudget und die Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre im Indischen Ozean.
Ziel des Projektes ist eine Bestandsaufnahme der Wassermassenverteilung und der Zirkulation im Arktischen Ozean. Stabile Sauerstoffisotopen (delta18O) des Wassers ist ein konservativer Tracer und werden zusammen mit hydrochemischen Daten dazu verwendet das vom Schelf stammende Süßwasser (Flusswasser und Meereis-Schmelze oder Bildung) und die aus dem Pazifik stammende Komponente zu untersuchen. Auf diese Weise wird der Einfluss dieser Wassermassen in der arktischen Salzgehaltsschichtung (Halokline), dem Atlantischen Zwischenwasser und dem Tiefen- und Bodenwasser des Arktischen Ozeans quantifiziert werden. Es ist bekannt, dass die Verteilung der Pazifischen Komponente starken Veränderungen auf dekadischen Zeitskalen unterliegt aber auch in den Süßwasserverteilungen im Transpolaren Drift Strom wurden 2007 starke Variationen beobachtet welche somit auf zusätzliche jährliche Variationen hinweisen. Es ist nicht bekannt ob die 2007 beobachteten Variationen ein permanentes Phänomen sind und ob diese mit dem weitgehenden Fehlen des Pazifischen Wassers in diesem Zeitraum zusammenhängen. Die geplante flächendeckende und quantitative Erfassung der Süßwasserverteilung und des Pazifischen Wassers werden daher dazu beitragen, den Einfluss und die möglichen Rückkopplungsmechanismen der arktischen Hydrographie auf den arktischen und globalen Klimawandel weitergehend zu verstehen.
Der gesunde und nachhaltige Umgang mit unseren Binnengewässern stellt eine Angelegenheit von höchstem öffentlichem Interesse dar. Gelöster Sauerstoff (DO) stellt eine Schlüsselgröße beim Wasserqualitätsmanagement in Seen und Stauhaltungen dar. Zu niedrige Konzentrationen begrenzen die Eignung für Trinkwasser und andere Nutzungen. Wir schlagen ein Forschungsprogramm von Wissenschaftlern aus führenden chinesischen und deutschen Institutionen in der Gewässerforschung vor, um die Dynamik des Sauerstoffs in Standgewässern in Raum und Zeit besser zu verstehen. Sowohl numerische Simulationsprogramme wie auch Feldmessprogramme und-experimente werden auf dem neuesten Stand eingesetzt. Von dieser Zusammenarbeit versprechen wir uns ein verbessertes Prozessverständnis, einen intensiven fachlichen Austausch zu modernen Methoden in Monitoring und Modellierung und schließlich detaillierte Einblicke, wie man neue Erkenntnisse in Wasser- und Talsperrenmanagement im jeweils anderen Land umsetzt. Sauerstoff reagiert sehr empfindlich auf Umweltstressoren, wie organische Verschmutzung, Eutrophierung oder Klimaänderung. Die Voraussage von Konzentrationsveränderungen stellt eine Herausforderung dar wegen der komplexen Verflechtung von ökologischen, biogeochemischen und physikalischen Vorgängen. Während man die Entwicklung von DO im Hypolimnion (Tiefenwasser) schon eingehender untersucht hat und viele Prozesse mit einiger Genauigkeit vorhersagen kann, versteht man bis heute die Entwicklung von DO im Metalimnion (d.h. in der Schicht zwischen dem warmen, oberflächennahen Epilimnion und dem kalten darunterliegenden Hypolimnion) weit weniger gut. Metalimnische Sauerstoffminima (MOM) sind sowohl aus Binnengewässern wie marinen Systemen bekannt. Sie entstehen aus einer Kombination von erhöhtem Sauerstoffbedarf und eingeschränktem vertikalem Austausch. Über die Ursachen für den erhöhten Sauerstoffbedarf im Metalimnion ist man sich nicht völlig im Klaren und Prozesse wie eingetragenes allochthones Material, Sauerstoffzehrung an trüben Einträgen und schließlich die Zersetzung von sedimentierendem organischem Material werden diskutiert. Ziel dieses Projektes ist es, ein hochauflösendes DO-Monitoring in einer deutschen und einer chinesischen Talsperre (Rappbodetalsperrre und Panjiakou Reservoir) zu betreiben, wobei parallel verschiedene Feld- und Labormessungen zum Test der verschiedenen Hypothesen zu den Ursachen der Sauerstoffzehrung durchgeführt werden. Die Resultate aus den Feld- und Laborexperimenten sowie hochauflösenden Monitoringansätzen werden in mathematische Prozessbeschreibungen übergeführt und in 1D und 3D Seenmodelle eingefügt, um die Dynamik des DO in Abhängigkeit der hydrodynamischen und biogeochemischen Prozessen zu simulieren Seenmodelle verbinden. Die entwickelten Modelltools werden in Form von Open-Source-Codes frei zur Verfügung gestellt.
Störungen des Kohlenstoffkreislaufs, sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs, führen zu globale Erwärmung, Ozeanversauerung (OA) und Sauerstoffzehrung des Tiefenwassers. Natürliche Störungen des Kohlenstoffkreislaufs sind als Hauptursache von mindestens 4 von 5 Massensterben in der Erdgeschichte identifiziert wurden (z.B. Hönisch et al, 2009, Bijma et al.., 2013).Anthropogene Aktivitäten setzten CO2 zehnmal schneller frei als jedes andere Ereignis in den letzten 65 Mio. Jahren - vielleicht sogar während der letzten 300 Mio Jahren. Dies macht den heutigen CO2 Ausstoß zu einer der größten gesellschaftlichen Herausforderungen. Um die Auswirkungen der anthropogenen Störungen vorhersagen zu können, ist es zwingend erforderlich, die natürlichen Speicher und Dynamik des Kohlenstoffsystems zu verstehen. Dies erfordert die genaue Rekonstruktion der marinen Karbonatchemie für Zeiträume mit natürlichen Änderungen. In diesem Projekt wollen wir Veränderlichkeit am Übergang Glazial/Interglazial untersuchen weil die Änderungen der Karbonatchemie in der gleichen Größenordnung wie heute lagen. Da das Reservoir an anorganischem Kohlenstoff im Ozean ungefähr 60 mal größer ist als das der Atmosphäre, sind Rekonstruktionen der Veränderungen der Kohlenstoffsenke/-speicherung in der Tiefsee ein Schlüssel, um die glazialen/interglazialen Schwankungen im atmosphärischen CO2 - wie sie in Eisbohrkernen beobachtet werden - zu erklären. Prozesse im Südozean, wo der Großteil des Tiefenwassers ventiliert wird, spielen hierbei vermutlich eine zentrale Rolle. Man vermutet, dass der träge glaziale Süd Ozean mehr Kohlenstoff einlagern konnte, die Biologische Pumpe effektiver war und dass eine höhere Wassermassen-Stratifizierung das Entweichen von CO2 in die Atmosphäre verringert hat. Nach dem glazialen Maximum wird mit dem Rückzug des Meereises die Tiefsee Kohlenstoff - Pumpe wieder mit der Atmosphäre verbunden und führt zu einer erhöhten CO2-Freisetzung. Bislang ist dies, wenn auch von Indizienbeweisen unterstützt, nur eine Hypothese, zum Beweis bedarf es der Rekonstruktionen der glazialen/interglazialen variierenden Karbonatchemie. Dies ist das übergreifende Ziel unseres Antrags. Auf dem Weg zur Rekonstruktion des glazialen/interglazialen Kohlenstoffpools liegen 3 Zwischenziele: 1) Rekonstruktion von Oberflächenwasser-Tiefsee- CO2-Gradienten, glaziale Kohlenstoffspeicherung und deglaziale Entgasung mittels Bor-Isotopen und B/Ca fossiler Foraminiferen als Hauptvariablen. 2) Erstellen der ersten Kalibrationen von Bor-Isotopen und B/Ca Ratio für Cibicides wuellerstorfi (Tiefseeforaminifere) unter in-situ Druck. 3) Entwicklung von analytischen Methoden, welche die Analyse von einzelnen Foraminiferen Schalen erlauben.
Die Kenntnis von hydraulischen Durchlässigkeiten wie auch von Wasser- und Verunreinigungsfluxen in porösen Grundwasserleitern ist von großer Bedeutung in vielen hydrogeologischen Belangen wie z.B. Beregnung, Versickerung, quantitative und qualitative Wasserwirtschaft, Risikoabschätzung bei Verunreinigungen, usw. Derzeit ist keine theoretisch gut fundierte Methode zur Messung horizontaler und vertikaler Durchlässigkeiten in der gesättigten Zone verfügbar und Methoden zur Messung von gesättigten Durchlässigkeiten in der ungesättigten Zone sind beschränkt, zeitaufwendig und fallweise unzuverlässig. Außerdem ist gegenwärtig keine Methode zur direkten Messung vertikaler Wasser- und Verunreinigunsfluxe in porösen Grundwasserleitern oder am Übergang zwischen Grund- und Oberflächengewässern bekannt. Das dargelegte Projekt basiert auf der Entwicklung einer exakten Lösung des Strömungsfeldes für das Ein- oder Auspumpen von Wasser durch eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Filterabschnitten entlang eines ansonsten undurchlässigen Filterrohres bei verschiedenen Randbedingungen. Diese Lösung erlaubt die Ermittlung von Formfaktoren der Strömungsfelder, die zur Berechnung hydraulischer Durchlässigkeiten aus Einpressversuchen nötig sind. Die derzeit angewendeten Formeln können mit der genauen Lösung verglichen und der Einfluss anisotroper Durchlässigkeiten kann miteinbezogen werden. Eine doppelfiltrige Rammsonde wird zur bohrlochfreien Messung horizontaler und vertikaler Durchlässigkeiten in verschiedenen Tiefen unter dem Grundwasserspiegel vogeschlagen. Der Test besteht aus zwei Teilen: (1) Einpressen durch beide Filterabschnitte und (2) Zirkulation zwischen den Filtern. Die gleiche Sondenkonfiguration wird für die direkte und gleichzeitige Messung lokaler, kumulativer, vertikaler Wasser- und Verunreinigungsfluxe nach dem passiven Fluxmeter-Prinzip vorgeschlagen. Ohne zu pumpen werden die beiden Filterabschnitte hiebei durch eine mit Tracern geladene Filtersäule hydraulisch verbunden. Der vertikale Gradient im Testbereich treibt einen Fluss durch den Filter, der kontinuierlich Tracer auswäscht und Verunreinigungen im Filter hinterlässt. Aus der Analyse des Filtermaterials zur Bestimmung der Tracer- und Verunreinigungsmengen nach dem Test werden mit Kenntnis des Strömungsfeldes um die Sonde die Wasser- und Verunreinigungsfluxe bestimmt. Eine kegelförmige, doppelfiltrige Rammsonde wird weiters vorgeschlagen, um gesättigte Durchlässigkeiten sowohl über als auch unter dem Grundwasserspiegel direkt messen zu können. Die Methode basiert auf stationärer, gesättigt/ungesättigt gekoppelter Strömung aus kugelförmigen Hohlräumen. Die Möglichkeit einer transienten einfiltrigen Methode und einer Methode zur Messung anisotroper Durchlässigkeiten wird beurteilt. Die vorgeschlagenen theoretischen Konzepte werden ausgearbeitet und anhand von Laborversuchen überprüft.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 313 |
| Kommune | 2 |
| Land | 25 |
| Weitere | 5 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 213 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 292 |
| Text | 35 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 37 |
| Offen | 298 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 280 |
| Englisch | 94 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
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| Dokument | 25 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 284 |
| Lebewesen und Lebensräume | 312 |
| Luft | 231 |
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