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The iron-snow regime in Fe-FeS cores: a numerical and experimental approach

In the Earth, the dynamo action is strongly linked to core freezing. There is a solid inner core, the growth of which provides a buoyancy flux that drives the dynamo. The buoyancy in this case derives from a difference in composition between the solid inner core and the fluid outer core. In planetary bodies smaller than the Earth, however, this core differentiation process may differ - Fe may precipitate at the core-mantle boundary (CMB) rather than in the center and may fall as iron snow and initially remelt with greater depth. A chemical stable sedimentation zone develops that comprises with time the entire core - at that time a solid inner core starts to grow. The dynamics of this system is not well understood and also whether it can generate a magnetic field or not. The Jovian moon Ganymede, which shows a present-day magnetic dipole field, is a candidate for which such a scenario has been suggested. We plan to study this Fe-snow regime with both a numerical and experimental approach. In the numerical study, we use a 2D/3D thermo-chemical convection model that considers crystallization and sinking of iron crystals together with the dynamics of the liquid core phase (for the 3D case the influence of the rotation of the Fe snow process is further studied).The numerical calculations will be complemented by two series of experiments: (1) investigations in metal alloys by means of X-ray radioscopy, and (2) measurements in transparent analogues by optical techniques. The experiments will examine typical features of the iron snow regime. On the one hand they will serve as a tool to validate the numerical approach and on the other hand they will yield important insight into sub-processes of the iron snow regime, which cannot be accessed within the numerical approach due to their complexity.

Öffentliche Bekanntmachung nach § 5 UVPG I Änderung einer Anlage zum Halten von Sauen einschließlich dazugehörender Ferkelaufzuchtplätze

Gegenstand des Antrages ist die Umstrukturierung der bestehenden Tierhaltungsanlage durch die Errichtung eines Abferkelstalles mit Biofilter (BE 15), eines Außenklimastalles für Sauen (BE 13), einer Halle mit Fahrsilo (BE 14) und einer überdachten Festmistplatte (BE 16) sowie durch den Rückbau bestehender Anlagen (Güllehochbehälter (BE 5) und zwei Lagerhallen (BE 6 und 7)). Im Rahmen der Neuerrichtung von zwei Ställen werden Teile des bisherigen Tierbestands aus den Ställen BE 3 und BE 4 in die neu errichteten Ställe umgestallt. Dadurch wird der Tierbestand in den bestehenden Sauenställen reduziert und der verfügbare Platz pro Sau erhöht. Die BE 9, 10 und 11 bleiben unverändert. Die Umsetzung des Vorhabens erfolgt ohne Erhöhung der Tierplatzzahlen.

Börde Puten GmbH – Umnutzung der bestehenden Putenanlage in eine Hähnchenmastanlage am Standort Langenstein (Harz)

Die Börde Puten GmbH beabsichtigt am Standort Langenstein (Harz) die Umnutzung ihrer Putenfarm für die Haltung von Masthähnchen. Gegenwärtig ist die Anlage zur Haltung von 19.000 Truthühnern/Puten genehmigt. Aufgrund der gegebenen Marktsituation und -entwicklung beabsichtigt der Anlagenbetreiber zukünftig die Haltung von 83.950 Masthähn-chen in den drei Ställen, welche die bisher bestehende Haltung von Puten ersetzen soll. Die Ställe werden einseitig (jeweils Nordseite) mit Wintergärten (so genannte Kaltscharräume) ausgerüstet. Zusätzlich wird die Lüftungsanlage aller Ställe so ertüchtigt, dass die Ableitung der Stallabluft über firstverteilte Kamine erfolgt. Während des Mastzeitraumes der Masthühner wird ein Teil der Tiere im Vorfang (nach dem 35. Tag) den Ställen entnommen und vermarktet während die verbleibenden Tiere bis zum Endfang (nach dem 55. Tag) im Stall weiter verbleiben werden.

Wechselwirkungen zwischen saisonale arktische Meereisprozessen und Stabilität der Halokline – auf dem Weg zum Verständnis arktischer Gas- und Stoffflüsse

In Folge des globalen Klimawandels hat sich die Meereisdecke in der Arktis dramatisch verändert. Im derzeitigen Zustand spielt die arktische Eisdecke eine wichtige Rolle; so schirmt sie das Oberflächenwasser, die sogenannte arktische Halokline (Salzgehaltsschichtung), von der Erwärmung durch die sommerliche Sonneneinstrahlung ab. Zudem wird die Halokline durch die Salze, welches beim Gefrierprozess des Meerwassers aus der Kristallstruktur austritt, gebildet und stabilisiert. Gleichzeitig wirkt die Halokline als Barriere zwischen der Eisdecke und dem darunter liegenden warmen atlantischen Wasser und trägt so zum Erhalt der arktischen Meereisdecke bei. Dieses Gleichgewicht ist nun durch die insgesamt wesentlich dünnere arktische Meereisdecke und ihre verringerte sommerliche Ausdehnung gestört. Im Meerwasser sind zudem Gase und biogeochemisch wichtige Spurenstoffen enthalten. Diese werden durch die Gefrierprozesse eingeschlossen, beeinflusst und wieder ausgestoßen. So beeinflusst die Meereisdecke die Gas- und Stoffflüsse zwischen Atmosphäre, Eis und oberer Wasserschicht. Durch die Eisbewegung findet außerdem ein Transport statt z.B. in der sogenannten Transpolarendrift von den sibirischen Schelfgebieten, über den Nordpol, südwärts bis ins europäische Nordmeer. Nun wird mit den weitreichenden Veränderungen des globalen und arktischen Klimawandels bereits von der „neuen Arktis“ gesprochen, da angenommen wird, dass sich die Arktis bereits in einem neuen Funktionsmodus befindet. Dabei ist jedoch weitgehend unbekannt wie dieses neue System funktioniert, sich weiterentwickelt und wie sich dies auf die Eisbildungsprozesse und damit die Stabilität der Halokline und die damit verbundenen Gas- und Stoffflüsse auswirkt. Für solche Untersuchungen werden über den Jahresverlauf Proben der oberen Wassersäule und der Eisdecke benötigt. Ermöglicht wird dies durch die wissenschaftliche Initiative MOSAiC. Mithilfe der stabilen Isotope des Wassers (?18O und ?D) aus dem Eis und der Wassersäule kann Rückschlüsse auf die Herkunftswässer und den Gefrierprozess gezogen werden und diese Ergebnisse sollen in direkten Zusammenhang mit Gas- und biogeochemischen Stoffuntersuchungen (aus Partnerprojekten) gesetzt werden. Dabei können z.B. Stürme, Schmelzprozesse, Schneebedeckung, Teichbildung und Alterungseffekte des Eises eine Rolle spielen. Untersucht wird parallel die Veränderung der Wassersäule welche z.B. durch Wärmetransport, wiederum die Eisdecke beeinflussen kann.Diese prozessorientierten Untersuchungen der saisonalen Eisbildungsprozesse in Eis und Wassersäule der zentralen Arktis, werden einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Stabilität der arktischen Halokline und der arktischen Gas- und Stoffflüsse liefern. Da sich die Gase und Stoffe nicht-konservativ verhalten, während die Isotope im Gefrierprozess konservativ sind, erwarten wir aus der Diskrepanz wiederum wichtige Informationen z. B. über wiederholtes Einfrieren von Süßwasserbeimengungen ableiten zu können.

Agroecological Transitions for Climate Adaptation and Mitigation

Globally, agriculture covers 40% of the earth’s surface and food systems are responsible for one-third of humanity’s contribution to global climate change. Yet, smallholder and subsistence farmers are among the most vulnerable to climate change, with extreme weather events and related food price volatility affecting livelihoods, biodiversity, and food security at multiple scales. This project builds on transdisciplinary research on agroecological transitions in vulnerable farming communities in Canada, Germany, India and Brazil. We will examine the influence of agroecological networks (farming organizations, institutional actors, and consumer groups) in promoting the perennialization of agriculture to support climate adaptation (improving resilience in livelihoods and food security) and mitigation (increasing carbon sequestration). Perennialization of agriculture integrates annual and perennial crops and trees into the same farming system. Compared to annual cropping systems which currently dominate global agriculture and markets, perennial crops show promise for climate adaptation and mitigation because of their contributions to carbon sequestration in tree biomass and soil organic carbon, and their buffering effects against soil degradation, drought, and other forms of extreme weather and climate variability. From a social wellbeing perspective, agroforestry and other diversified perennial systems offer opportunities to adapt to climate change and escape poverty traps, including higher and more stable farm incomes, balanced agricultural labour across growing seasons, improved working conditions compared to more input-intensive forms of agriculture and improved nutrition and health. Using a participatory action research approach, this project will use a novel methodology to test the relationships between personal, political, and practical leverage points driving the adoption of agroforestry and other practices supporting agricultural perennialization. We will sample farms and organizations in each case study across a diversification gradient from low-diversity farming systems to perennial and agroforestry-based management systems. We will then use qualitative and quantitative methods to assess climate resilience outcomes and estimate the potential of scaling adoption of perennial and agroforestry practices. A cross-case synthesis will take local institutional, environmental, and relational contexts into account to inform decision-making.

Impact of long-term exposure to elevated pCO2 on activity and populations of free living N2 fixing organisms in a temperate grassland system

The project aims at achieving a better understanding of the processes that drive or limit the response of grassland systems in a world of increasing atmospheric pCO2. We will test the hypothesis that the previously shown increase in below-ground allocation of C under elevated pCO2 provides the necessary energy excess and will stimulate free-living N2 fixers in a low N grassland environment. The project thus aims at assessing the occurrence and importance of free-living N2 fixers under elevated pCO2 and identify the associated microbial communities involved in order to better understand ecosystems response and sustainability of grassland systems. This project had the last opportunity to obtain soil samples from a grassland ecosystem adapted to long-term (10 year) elevated atmospheric pCO2 as the Swiss FACE experiment. The project aims to identify the relevant components of free-living diazotrophs of the microbial community using 15N stable isotope - DNA probing.

Seasonal water isotope values in eastern German lakes and rivers (Spree, Dahme, Elster and Mulde systems) in March, July, October 2022, and March 2023

Water isotopes (δ²H and δ¹⁸O) were analyzed in samples from lakes and rivers in eastern Germany. This sub-dataset is derived from water samples collected from lake and river shores. Seasonal samples were collected in March, July, October 2022, and in March 2023, with a plastic syringe from 20-50 cm depth below water surface and directly filtered and transferred into a measurement vial. Stable isotope analysis was conducted at IGB Berlin, using a Picarro L2130-i cavity ring-down spectrometer. Measurement uncertainty was quantified to <0.5 ‰ for δ²H and <0.2 ‰ for δ¹⁸O. Water chemical parameters were determined in-situ with a portable WTW-multiparameter probe. The data give information about the seasonal isotope amplitude at the sampled spots and about spatial isotope variability in different branches of the associated river systems.

Absolute abundances of methane- and sulfate-cycling microorganisms, pore water gas concentrations and stable carbon isotopes (Table 1)

Soil cores for microbial, dissolved gas concentrations and isotopic analysis were taken using a Russian type peat corer (De Vleeschouwer et al. 2010) before and after rewetting. Each time, we took duplicates at stations 1-8 for this rather labor-intensive process and divided the core into four depth sections: surface, 5–20, 20–40 and 40–50 cm. Subsamples for dissolved gases and stable carbon isotope analyses were taken with tip-cut syringes with a distinct volume of 3 ml (Omnifix, Braun, Bad Arolsen, Germany) and immediately placed into NaCl-saturated vials (20 ml, Agilent Technologies, 5182-0837, Santa Clara, USA) leaving no headspace and closed gas-tight using rubber stoppers and metal crimpers (both: diameter 20 mm, Glasgerätebau Ochs, Bovenden, Germany).

Timeseries of binned benthic stable carbon isotope from ODP Site 162-982,130-807 and ODP Site 162-982

This dataset contains C. wuellerstorfi stable carbon isotope values binned by marine isotope stage from ODP Site 162-807 and ODP Site 162-982 that span the last 4.5 million years (Feng et al. 2022; Venz et al. 1999, 2002; Hodell & Venz-Curtis 2006). This isotope gradient reflects the accumulation of respired and disequilibrium carbon in the deep Pacific ocean relative to the North Atlantic. Also included are binned probstack δ18O (Ahn et al., 2017) and ΔGMST (Clark et al., 2024) values for comparison to the binned stable carbon isotope values.

Bebauungsplan 060 Steuerung Tierhaltungsanlagen Munderloh 1. Aenderung

Bebauungsplan 060 Steuerung Tierhaltungsanlagen Munderloh 1. Aenderung im originären Datenformat

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