Koordinaten: TK 4719 Korbach, R: 34 91 760, H: 56 80 800 Lage: Kalksteinbruch "Fisseler", an der Frankenberger Landstraße, am südlichen Ortsausgang von Korbach (Landkreis Waldeck-Frankenberg) Alter: Perm, Zechstein (ca. 256 Mio. Jahre) Anfahrt: Von Frankenberg auf der B252 nach Korbach, kurz vor dem Ortsschild Korbach auf der linken (westlichen) Seite liegt die Zufahrt zum ehemaligen Kalksteinbruch Fisseler. Die Zufahrt ist mit einem kleinen Hinweisschild "Korbacher Spalte" ausgestattet. Die Korbacher Spalte ist neben der Grube Messel das bedeutendste paläontologische Bodendenkmal in Hessen und wurde 1992 in das Denkmalbuch aufgenommen. Die Korbacher Spalte ist eine Erdspalte, die innerhalb der Karbonatgesteine des Zechsteins (Werra-Folge) im Kalksteinbruch "Fisseler" am südlichen Ortsausgang von Korbach aufgeschlossen ist (Kulick 1997, Kulick & Paul 1987). Die Spaltenfüllung birgt zahlreiche Knochenfragmente permzeitlicher Tetrapoden und ist somit die zweitälteste fossilführende Spalte der Welt. Besondere Bedeutung für die Wissenschaftler haben die Funde von Knochenresten, die von säugetierähnlichen Reptilien, den Synapsiden, stammen. Zu dieser Unterklasse der Reptilien gehört auch die Familie der Procynosuchidae, von denen besonders häufig Knochenreste geborgen werden konnten. Die Synapsiden stehen am Anfang der Evolutionsgeschichte der Säugetiere. Bei Geländearbeiten zur Geologischen Karte von Hessen, Blatt 4719 Korbach, entdeckte Dr. Jens Kulick 1964 die damals noch schlecht erschlossene Spaltenfüllung im Zechsteinkalk, aus der bis heute reiche Knochenfunde geborgen werden konnten. Kulick (1997) konnte den Verlauf der Spalte über eine Länge von etwa 1 km von Südsüdost nach Nordnordwest nachweisen. An der nordwestlichen Wand des Steinbruchs befindet sich die Spalte, die heute bis zu einer Tiefe von etwa 12 m, von der oberen Steinbruchskante aus gemessen, aufgeschlossen ist. Der tiefere Teil der Spalte ist nur etwa 30-50 cm breit, während der obere Teil eine Breite von etwa 3 m erreicht. Die Spalte befindet sich im Randkalk der Werra-Folge des Zechstein-1-Zyklus (Oberperm) und ist vorwiegend mit gelbem dolomitischem Schluffstein (Schluffstein ist ein Sedimentgestein, das in seiner Korngröße zwischen Tonstein und Feinsandstein liegt) gefüllt, in dem Knochenfragmente ungeregelt eingelagert sind. Der dolomitische Schluffstein ist von violetten bis roten Tonsteinen durchzogen, die z.T. in Schlieren von den Rändern der Spalte ausgehend zur Spaltenmitte hin auskeilen bzw. an kleinen, jungen Störungen unterbrochen sind. Im oberen Teil der Spalte (obere 5 m) sind die Spaltenränder stark verkarstet , d.h. durch natürliche chemische Auflösungs- und Zersetzungsprozesse des Wassers am Gestein (meist Kalk, Dolomit, Gips, Steinsalz) sind Hohlräume entstanden. Diese Hohlräume treten randlich zwischen Spaltenwand und Spaltenfüllung auf und sind mit rotem bis braunrotem Tonstein ausgefüllt. Sie belegen, dass die Korbacher Spalte einen Bereich erhöhter Wasserwegsamkeit darstellt. Anhand von Isotopenuntersuchungen an Karbonaten der Spaltenwand und der Spaltenfüllung konnten Becker & Zeeh (1999), Zeeh et al. (2000) nachweisen, dass meteorische Wässer zur Verkarstung der Spaltenwände geführt haben. Der Verkarstungsprozess hat demnach schon kurz nach der Lithifizierung der Karbonate im Oberperm begonnen und ist in einer jüngeren Verkarstungsphase während des Pleistozäns überprägt worden. In die so entstandenen Hohlräume entlang der Spaltenwände sind dann rote Tone eingespült worden. Sie haben vermutlich erdneuzeitliches (pleistozänes) Alter und sind damit um etwa 255 Mio. Jahre jünger als die Spaltenfüllung . In Analogie zu anderen Spaltenfüllungen im Zechstein bei Korbach, die Knochen von pleistozänen Säugetieren enthalten, wurde das Alter der Spalte nach ihrer Entdeckung zunächst auf Mittel- oder Altpleistozän (Pleistozän ist das Zeitalter der Eiszeiten von etwa 2 Mio. Jahren bis vor 10000 Jahren) geschätzt (Kulick 1997). Diese Annahme sollte sich Jahre später als nicht richtig erweisen: Zwar sind die Spaltenränder im obersten Teil der Spalte mit Tonsteinen des Pleistozäns ausgekleidet, die fossilreiche Spaltenfüllung erwies sich jedoch nach einer genauen Untersuchung des Knochenmaterials durch Spezialisten als sehr viel älter. Die herausragende Bedeutung der Korbacher Spalte und ihrer Fossilreste für die Wissenschaft ist erst in den letzten Jahren erkannt worden. 1988 konnten Sues & Boy (1988) neben einer reichen Wirbeltier-Faunengemeinschaft auch einen gut erhaltenen linken Kiefer des Cynodontiers ("hundezahnähnlicher") Procynosuchus, eines säugetierähnlichen Reptils, bestimmen. Durch die Knochenfunde war eine erste gesicherte Annäherung an das wirkliche Alter der Korbacher Spaltenfüllung möglich, denn die terrestrischen Tetrapoden (Wirbeltiere mit vier Extremitäten), deren Knochen aus der Spalte geborgen wurden, sind nur aus Sedimenten des Oberperms, also einer Zeit vor 258-251 Mio. Jahren (Menning 1995), bekannt. Ähnliche Fossilfunde sind z.B. aus dem Kupferschiefer in Hessen oder aus der Cutties Hillrock Sandstein Formation von Schottland geborgen worden und Fährten von Tetrapoden aus dieser erdgeschichtlichen Zeitspanne sind aus dem Cornberger Sandstein Hessens, dem Val Gardena Sandstein (Tirol) und vom Dumfries-Sandstein und Hopeman-Sandstein (Schottland) bekannt (Sues & Munk 1996). Die Knochenfunde der Korbacher Spalte lassen auf eine Fauna schließen, die sich vorwiegend aus Therapsida ( Cynodontia = "hundezahnähnliche" und Dicynodontia = "zweihundezahnähnliche"), also säugetierähnlichen Reptilien zusammensetzt (Sues & Munk 1996, Munk & Sues 1993). Die Wirbeltier-Faunengemeinschaft mit dem Cynodontier Procynosuchus macht die Korbacher Spalte zu einem der wenigen weltweiten Fundorte mit Knochenmaterial von säugetierähnlichen Reptilien der Permzeit. Vergleichbare Faunen waren bisher nur aus dem Oberperm von Russland, Schottland sowie aus Süd- und Ostafrika bekannt. Die Familie der Procynosuchidae gehört zur Ordnung der Therapsida, die wiederum zur Unterklasse der Synapsida gehören, und bildet in der Stammesgeschichte eine (phylogenetische) Brücke zwischen Reptilien des Perms (290-251 Mio. Jahre) und den in der Trias (251-208 Mio. Jahre) erstmals auftretenden Säugetieren (Sues & Munk 1996). Nach Funden in Süd- und Ostafrika konnte zwar fast das vollständige Skelett des säugetierähnlichen Reptils rekonstruiert werden, aber auf Grund der deutlichen Deformation der Knochenreste dieser Fundstellen konnte die genaue Körperhaltung des Tieres nicht genau rekonstruiert werden. Die Knochenreste von Korbach dagegen sind wenig bis nicht deformiert und lieferten daher gute Hinweise zur Rekonstruktion und Herstellung eines Modells von Procynosuchus. Ebenso liefert die Fossilfundstelle Korbacher Spalte sehr viel genauere Hinweise auf das genaue Alter der Knochenreste. Während nämlich die Fundschichten der terrestrischen Sedimente, in denen Leitfossilien zur Altersbestimmung häufig fehlen, nur ungenügend datierbar sind, liegen die Knochenfragmente bei Korbach zwischen Kalksteinen, die im Meer entstanden sind und deren Alter mit Hilfe von marinen Fossilien sehr detailliert erfasst werden kann. Die Spalte muss sich nach der Ablagerung und Verfestigung dieser Kalksteine des Zechsteinkalkes und vor der Ablagerung des darüber liegenden, ebenfalls zechsteinzeitlichen Tones gebildet haben (Bökenschmidt et al. 1999) und hat demnach ein Alter zwischen 256 und 258 Mio. Jahren nach der Zeitskala von Menning (1995). Inzwischen hat sich herausgestellt, dass es im Korbacher Raum nicht nur die Korbacher Spalte, sondern weitere knochenführende Spaltensysteme in den Karbonaten des Zechsteinkalkes gibt (Bökenschmidt et al. 1999). Die Fossilfunde von säugetierähnlichen Reptilien der Gattung Procynosuchus in Korbach, Zentraleuropa und Süd- und Ostafrika legen die Vermutung nahe, dass damit eine Landverbindung zwischen den Kontinenten vorhanden war. Dies ist ein weiterer Hinweis darauf, dass sich zum Zeitpunkt des Oberperms alle heutigen Kontinente zum Superkontinent Pangäa zusammengeschlossen hatten (Sues & Munk 1996). Systematische Ausgrabungen unter der Leitung von Frey und Munk (beide Naturkundemuseum Karlsruhe ) und Sues (Department of Vertebrate Palaeontology, Royal Ontario Museum , Toronto, Kanada) begannen 1991 und sind bis 2000 fortgeführt worden. Sie konnten über 2 500 Fundstücke bergen, von denen noch längst nicht alle präpariert wurden. Eine Dokumentation der Grabungen ist in Vorbereitung (Sues et al. in Vorb.). Das Gelände der Korbacher Spalte ist heute Eigentum der Stadt Korbach. Die Spaltenwände konnten 1998/1999 mit finanzieller Hilfe der Stadt, des Kreises, des Landes und privater Spender gesichert und ein aufwändiges Schutzdach errichtet werden. Seit 2000 ist unter dem Dach eine Besucherplattform gebaut worden. Der Zufahrtsweg in den Steinbruchsteil mit der Korbacher Spalte wurde mit einer Gingkobaum-Allee beflanzt. In den Sommermonaten (Mai bis Oktober) werden jeden Sonntag um 11:15 Uhr Führungen angeboten. Das Museum Korbach hat in zwei großen Räumen das Thema Korbacher Spalte aufgearbeitet. Der Besucher erhält in sehr anschaulicher und verständlicher Weise einen Einblick in die Zeit des Oberperms und wird über den Wissenstand der laufenden Forschungen zur Korbacher Spalte informiert. Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe (SMNK) Geowissenschaftliche Abteilung / Dr. E. Frey und W. Munk Erbprinzenstraße 13, 76133 Karlsruhe Tel.: 0721 1752118 Kreisstadt Korbach Museum Korbach / Dr. Völker-Jansen Stechbahn 1, 34497 Korbach Tel: 05631 53289 Öffnungszeiten des Museums: Di-So und an Feiertagen: 12:00 - 16:30 Uhr Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie Abteilung Geologie und Boden / Dr. H. Heggemann Rheingaustr. 186, 65203 Wiesbaden Tel: 0611 6939 933 Informationen zu Führungen an die Korbacher Spalte: Nationaler Geopark GrenzWelten Die Korbacher Spalte als 3D-Modell Bökenschmidt, S., Braun, A., Heggemann, H. & Zankl, H. (1999) : Oberpermische Spaltensedimente bei Dorfitter südlich von Korbach und ihre Beziehungen zur Fossillagerstätte Korbacher Spalte.- Geol. Jb. Hessen, 127:19-32; Wiesbaden. Frey, E. (1997) : Expedition in die oberpermische Salzwüste. - Waldeckischer Landeskalender 1998, 271. Jahrgang, 65-68, Wilhelm Bing, Korbach; Bad Wildungen. Frey, E., Sues, H.-D. & Munk, W. (1997) : Gliding Mechanism in the Late Permian Reptile Coelurosauravus .- Science, 275:1450-1452; Washington. Hammond, R. & Frey, E. (1997): Reconstructing Procynosuchus delahayi .- www.personal.u-net.com/~paleomod/p97/procytex.htm Kulick, J. (1997) : Erläuterungen zur Geologischen Karte von Hessen 1:25 000, Blatt 4719 Korbach.- 2. Aufl., 272 S.; Wiesbaden. Kulick, J. & Paul, J. (Hrsg.) (1987) : Internationales Symposium Zechstein. Exkursionsführer (Teil I und II).- Internationales Symposium Zechstein, Subkommission Perm/Trias der Deutschen Stratigraphischen Kommission, 173 S. (I) und 309 S. (II), Hess. L.-Amt Bodenforsch.; Wiesbaden. Menning, M. (1995) : A Numerical Time Scale for the Permian and Triassic Periods. An Integrated Time Analysis.- In: Scholle, P., Peryt, T.M. & Ulmer-Scholle, D.S., Permian of the Northern Continents, 1:77-97, Springer-Verlag; Berlin Heidelberg. Munk, W. & Sues, H.-D. (1993) : Gut contents of Parasaurus (Paraiasauria) and Protorosaurus (Archosauromorpha) from the Kupferschiefer (Upper Permian) of Hessen, Germany.- Paläont. Z., 67 (1/2): 169-176; Stuttgart. Sues, H.D. & Boy, J.A. (1988) : A procynosuchid cynodont from central Europe.- Nature, 331:523-524; London. Sues, H.D. & Munk, W. (1996) : A remarkable assemblage of terrestrial tetrapods from the Zechstein (Upper Permian:Tatarian) near Korbach Northwestern Hesse).- Paläont. Z., 70:213-223; Stuttgart. Sues, H.-D., Munk, W. & Frey, E. : Die „Korbacher Spalte“, eine bemerkenswerte Tetrapoden-Fundstelle im unteren Zechstein (Oberperm) bei Korbach (NW-Hessen).- ( in Vorbereitung). Sues, H.-D., Munk, W. & Frey, E .: Die „Korbacher Spalte“ (Eine einzigartige Fundstelle fossiler Landwirbeltiere des Oberperms im Landkreis Waldeck-Frankenberg).- (in Vorbereitung). Zeeh, S., Becker, F., Heggemann, H. (2000) : Dedolomitization by meteoric fluids: The Korbach fissure of the Hessian Zechstein Basin (Germany).- Journal of Geochemical Exploration, 69-70:173-176; Amsterdam. Dr. Heiner Heggemann Tel.: 0611-6939 933 Nationaler Geopark Grenzwelten Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe (SMNK) Museum Korbach Die Korbacher Spalte als 3D-Modell Die Korbacher Spalte auf Youtube
Das Projekt "Entwicklung eines Simulationstools zur Prognose der Ausbreitung und des Abbaus von Schadstoffen in der gesättigten und der vadosen Zone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Recycling durchgeführt. Ziel ist dabei unter anderem, eine Datenbasis für die Modellierung des Schadstoffabbaus und der Schadstoffausbreitung zu schaffen, die in ein sechstes Teilprojekt einfließt. Dieses wird von Mitarbeitern der Professoren Knabner und Rüde bearbeitet und befasst sich standortübergreifend mit der mathematischen Modellierung von Transport-, Rückhalte- und Abbauprozessen mittels moderner und effizienter Verfahren. Für die numerische Simulation wird ein Prognoseinstrument entwickelt, das belastbare Risikoeinschätzungen liefern soll. Aufgrund der anspruchsvollen Struktur der Probleme - Systeme von gekoppelten, nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen - werden auch Techniken der Höchstleistungssimulation eingebracht. An jedem untersuchten Standort soll das Verständnis der im Untergrund ablaufenden Prozesse so vertieft werden, dass nicht nur der momentane Zustand beschrieben werden kann, sondern auch langfristige Prognosen möglich sind. Angesichts von rund 13300 altlastverdächtigen Flächen in Bayern ist es von großer volkswirtschaftlicher Bedeutung, neben der Entwicklung von kostengünstigen und praxisorientierten Technologien zur Altlastensanierung die natürlichen Selbstreinigungskräfte der Umwelt zu nutzen. Um angemessen handeln zu können, brauchen Behörden und andere Entscheidungsträger eine zuverlässige Antwort auf die Frage: Wie groß ist das natürliche Potenzial eines Altlastenstandortes, sich selbst zu reinigen?
Das Projekt "Kritische Parameter fuer die Mobilitaet und das Schicksal von Pestiziden in Boden-/Grundwasserleitersystemen: eine experimentelle und Modellstudie auf der Grundlage einer kohaerenten Interpretation von Transportparametern und physikalisch-chemischen Eigenschaften, gemessen an Mult" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. The project consists of experimental research and modelling at process and system level. 1) Process level: Experimental studies in saturated and unsaturated small columns will concentrate on the reactivity of the solid/solution phase. Dissolved pollutant concentration, dissolved organic compounds, pH and flow rate are variables in these experiments which will be completed by standard batch experiments. The K-0-h relationship, the local dispersivity and the transport volume will be measured in the vadose zone and the transport of 14C labelled pesticide will be compared to chloride and D2O transport in lysimeters. 2) System level: These studies, using a suitable pesticide tracer, will concentrate on a 1 ha field site near KFA Juelich to be equipped with 25 Multi Level Samplers in the unconfined aquifer down to 15-20 m depth. They will be complemented by short-term tracer experiments in the vadose zone using chloride/bromide and a pesticide. 3) Modelling: Modelling at process level will concentrate on the physico-chemical processes determining the mobility and transformation of compounds. At system level, modelling will encompass all aspects, from the scaling up of critical parameters determined at process level to the development of a geographic information system necessary for the use of distributed, stochastic-mechanistic models at the field and regional scale.
Das Projekt "Themenbereich: Wasserbezogene Vulnerabilitäten und Risiken im südlichen Afrika (Wassernutzung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) GmbH durchgeführt. The current processes of global change are an enormous challenge for societies worldwide. The SASSCAL is a joint initiative of Angola, Botswana, Namibia, South Africa, Zambia, and Germany, responding to the challenges of global change. Aim and Scope: SASSCAL will improve the capacities to provide sound science-based solutions for current problems and future risks in the region, in particular regarding climate change and the associated demands concerning land management practices of local players. To this end, the centre will contribute to strengthening existing and developing new capacities for application-oriented scientific research and science-policy consultations on climate change, adapted land-use and sustainable development in the region. SASSCAL will support national, regional and local institutions and service providers to develop relevant advisory and implementation skills. It will have a regional scope and the work of the Centre will be defined in partnership with the respective scientific communities, the users of science products, policy-makers, and decision-makers. Research: SASSCAL intends to cover a variety of research issues in state-of-the-art climate change and land management research, responding to the regional definition of needs and demands. The task of the ISOE project team is to analyse to what extent water-related vulnerabilities and risks for the population and ecosystems are developing within the context of global change and how these might conceivably be reduced. Research approach: Many natural and social processes mutually influence water resources in the southern part of Africa. Climate change and changes in land use, as well as population and economic growth act as localised forms of global change on the current and future state of the resource and as such influence peoples living conditions. The project team is developing a vulnerability and risk analysis for the catchment area of the Cuvelai-Basin in northern Namibia and southern Angola. First the 'status quo and expected trends in patterns of water demand are being studied, differentiated according to spatial and social characteristics and with the help of social-empirical surveys, consultations with experts and mapping. Using this as a starting point, researchers calculate water demand and availability in order to discover the water supplys vulnerabilities and risks for the population and ecosystems. The aim is to identify areas of relevance for decision-makers which are particularly threatened by supply gaps and their consequences (hot spot areas). Next the researchers will be developing supportive measures for an adapted and integrated management of water resources. usw.
Das Projekt "Oekologische Bewertung des zur Verfuellung im Kalkbergbau Gerstheim vorgesehenen Materials" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für wassergefährdende Stoffe (IWS) e.V. durchgeführt. Zu begutachten war das Eluat der zur Verfuellung der Hohlraeume im Kalkbergwerk Gerstheim vorgesehenen Wirbelschichtasche des Steinkohlekraftwerkes Roemerbruecke. Dabei wurde von der unguenstigen Bedingung ausgegangen, dass Wasser in die bisher ueberwiegend trockenen Kalkbergwerkstollen eindringt und das angereicherte Eluat das Grundwasser kontaminiert.
Das Projekt "Partikel im Grundwasser: Herkunft, Verbleib und Transportpotential bei der künstlichen Grundwasseranreicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Wasserforschung GmbH durchgeführt. Veranlassung: Bei künstlicher Grundwasseranreicherung kann die Trinkwasserqualität durch eingetragene Stoffe über das Rohwasser unerwünscht verändert werden. Die Abschätzung der Mobilität dieser Stoffe in der vadosen und phreatischen Zone ist wesentliche Voraussetzung für eine langfristige Sicherung der Trinkwasserversorgung. Hierzu müssen die wichtigsten Transportmechanismen bekannt sein. Organische wie anorganische Partikel können infolge ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften mit der mobilen Phase transportiert werden. Aufgrund der chemischen Ähnlichkeit zwischen der Oberfläche von Partikeln und fester Phase kann auch bei diesen ein Sorptionsvermögen vorausgesetzt werden, so dass als immobil betrachtete Stoffe an Partikel sorbiert mit der mobilen Phase transportiert werden. Infolge des weiten Größenspektrums von Partikeln, im Bereich von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern, werden durch herkömmliche, in der Wasseranalytik übliche Filtrationstechniken (450 nm) möglicherweise der Gehalt an gelösten Wasserinhaltsstoffen überschätzt, sowie der Gesamtgehalt an Stoffen unterschätzt. Durch Zusammenarbeit innerhalb des EU-Forschungsprojektes 'Artificial Recharge of Groundwater' sollte in diesem Teilprojekt ein Beitrag zu dem Verständnis der Bedeutung von partikulärem Material geleistet werden. Ergebnisse: Neben den Feldstudien im Wassergewinnungsgelände Insel Hengsen der Dortmunder Energie- und Wasserversorgung GmbH wurden auch Laborversuche zur Kolloidstabilität sowie Säulenversuche als Grundwasserleiter- Analog durchgeführt. Die Bestimmung der Partikelgrößenverteilung kleiner 2 mym im Grundwasser mit Hilfe der Photonen-Korrelations-Spektroskopie (PCS) ist mit einem relativen Variationskoeffizienten von 20 Prozent möglich. Auch kann eine Abschätzung der Partikelkonzentration über geeignete Referenzkolloide bis zu einer Untergrenze von 20 myg/l durchgeführt werden. In Laborversuchen zur Kolloidstabilität zeigten Eisen- und Manganoxide im neutralen und sauren pH-Bereich eine positive Oberflächenladung. Dem steht eine negative Oberflächenladung von Silikaten und Huminsäure im gleichen pH-Bereich gegenüber. Durch die starken anziehenden Kräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Oberflächen ist ein Transport von positiv geladenen Partikeln im Grundwasserleiter limitiert. Die Sorption von Huminsäure veränderte jedoch die Oberflächeneigenschaften der Metalloxide und -hydroxide signifikant: Positive Ladungen wurden durch die Sorption der Huminsäure abgeschattet und verschoben den isoelektrischen Punkt der Feststoffe in den sauren pH-Bereich. Huminstoffe liefern somit einen erheblichen Beitrag zur kolloidalen Stabilität von Partikeln. Säulenversuche an fraktioniertem Sediment legten eine Abhängigkeit des Partikeltransportes von drei dominierenden Faktoren offen: dem wirksamen Korndurchmesser des Filterkörpers, der Partikelgröße und der Fließgeschwindigkeit. Die experimentellen Daten zeigten eine Übereinstimmung mit Modellierungen nach der ...
Das Projekt "DeepEarthShape - Geophysikalische Sondierung: Abbildung der Verwitterungsfront im tiefen Regolith mit seismischen und elektromagnetischen Methoden (GIDES)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Dieses Projekt ist Teil des interdisziplinären DeepEarthshape Verbunds zur Untersuchung der Verwitterungs- bzw. kritischen Zone (CZ) mit Bohrungen und geophysikalischen, geochemischen und mikrobiologischen Untersuchungen. Die CZ ist der oberste Teil der Erdkruste, wo Gesteine durch den Einfluss von Luft, Wasser oder biologischen Organismen mechanisch bzw. chemisch zersetzt werden. Die Mächtigkeit hängt vom Gleichgewicht zwischen Erosion und tiefen Verwitterungsprozessen ab. Die geochemische Charakterisierung der CZ hat gezeigt, dass sie viel tiefer ist als erwartet (ca. 30m). Obwohl in geringen Tiefen (1-2m) beachtliche Mengen an mikrobieller Biomasse und DNA gefunden wurden, die mit der Verwitterung zusammenhängen könnten, ist unser Verständnis der CZ und ihrer Prozesse immer noch begrenzt. Unklar sind die Tiefe der Verwitterung, die Prozesse und ihre jeweiligen Verursacher. Da die Eigenschaften der CZ mit dem Klima in Verbindung zu stehen scheinen, werden im Rahmen der DFG SPP 1803 vier Untersuchungsgebiete vorgeschlagen, die verschiedenen Klimazonen mit unterschiedlicher Vegetation, Niederschlagsmengen und Erosion angehören. Die langgestreckte Küste Chiles ist ein idealer Ort, um klimatische Abhängigkeiten im gleichen geologischen Komplex, der Küstenkordillere, zu untersuchen. Durch den Vergleich der Ergebnisse aus diesen vier Untersuchungsgebieten sollen schließlich Hypothesen für die CZ getestet werden, wie z.B. eine mögliche Verknüpfung der Verwitterungsfront mit rezenten klimagetriebenen Prozessen und der Erosion an der Oberfläche durch eine biogeochemische Rückkopplung oder mikrobielle Aktivität im tiefen Regolith durch organische Substanzen, die die Verwitterung vorantreiben. Die oberflächennahe Geophysik entwickelt sich zu einem wesentlichen Bestandteil der CZ-Untersuchungen, um hydro-geomorphologische und Verwitterungsfront-Modelle zu testen. Hier schlagen wir kombinierte geophysikalische Experimente mit P- und S-Wellen Seismik und flachen elektromagnetischen (Radiomagnetotellurischen) Messungen entlang von ca. 500m langen Profilen an allen vier Standorten vor. Die Hauptziele dieser geophysikalischen Experiment, sind a) die Abbildung der Tiefe der CZ und ihrer räumlichen Variation; b) der Zusammenhang von physikalischen Parametern mit denen, die in den Bohrkernen gefunden wurden; c) die Beurteilung, ob Bohrlochergebnisse für einen größeren Raum repräsentativ sind; d) der Vergleich von geophysikalischen Abbildern der CZ mit denen der hydro-geomorphologischen Modelle; e) das Bestimmen der Tiefe des Grundwasserspiegels und der Einfluss von Störungssystemen, die Wegsamkeiten für meteorische Wässer darstellen; f) die Kopplung seismischer Geschwindigkeiten mit elektrischen Leitfähigkeiten, um zuverlässige Schätzungen der Porosität zu erhalten und g) eine konsistente geologische Interpretation verschiedener geophysikalischer, geochemischer und mikrobiologischer Beobachtungen abzuleiten.
Das Projekt "Wasserhaushalt und Landschaftsveränderung - Umweltgestaltung und Institutionenwandel in der Niederlausitz seit 1850" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl Technikgeschichte durchgeführt. Das von der DFG geförderte Projekt verfolgte das Ziel, unter Konzentration auf historische, institutionelle und mentale Implikationen gesellschaftlicher Nutzungen des Umweltmediums Wasser einen Beitrag zur Kulturlandschaftsgeschichte der Region Niederlausitz (Südbrandenburg) zu leisten. Die Niederlausitz ist neben hügeligen Moränenzügen in erster Linie durch umfangreiche feuchte Niederungslandschaften diluvialen Ursprungs geprägt. Seit Jahrhunderten gehören Entwässerungsanlagen zu ihren siedlungshistorischen Fundamenten, im Laufe der Neuzeit bekam der Wasserbau durch Erweiterung von Teichwirtschaften und Kanalbauten neue Dimensionen. Massiv überprägt wurde die Region durch extensive Braunkohleförderung im Tagebau, der in den letzten hundert Jahren auch umfangreiche Eingriffe in den Wasserhaushalt der Region mit sich brachte. Dieser Umstand legt die besondere Berücksichtigung von Grundwasserverhältnissen nahe, denn das durch den Bergbau in Mitleidenschaft gezogene oberflächennahe Grundwasser gehört zu den entscheidenden landschaftsprägenden Momenten der Niederungen von Spree, Berste und Schwarzer Elster. In der politisch-institutionellen Entwicklung des Raumes östlich der Elbe stellt die Niederlausitz ein bemerkenswertes Fallbeispiel dar, das sich für die vergleichende Analyse von Formen der Umweltnutzung und -gestaltung in besonderer Weise eignet. Im peripheren Raum zwischen den starken absolutistischen Mächten Brandenburg-Preußen und Sachsen gelegen, bildete sich auch in umwelthistorischer Perspektive eine Peripherie , die mit dem Erhalt weitgehend natürlich scheinender Reservate im Bereich des Spreewaldes seit der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert zum Erholungs-Hinterland Berlins wurde. Die auf Autarkie auch im energiewirtschaftiichen Bereich gerichtete Politik der DDR führte zur Entwicklung des Bezirkes Cottbus zum Energiebezirk. Das Projekt untersucht die historischen Dimensionen des mit diesen Prozessen verbundenen Kulturlandschaftswandels mit einem Fokus im Zeitraum seit der Mitte des 19. Jahrhunderts. Dabei bildet der Zusammenhang zwischen institutionellen und technischen Formen, in denen sich der mehr oder minder planvolle Zugriff auf das Landschaftsmedium Wasser vollzieht, das Zentrum des Interesses. Konkreter Gegenstand der Analyse sind Kulturlandschaftselemente, die mit bestimmten Formen der Wassernutzung im Zusammenhang stehen. An erster Stelle sind dies Meliorationsanlagen, die bis in das zwanzigste Jahrhundert die Niederungen zunehmend wie ein Netz überzogen. Nach wie vor ist Teichwirtschaft für die Landschaft bedeutend, die seit der frühen Neuzeit umfangreiche Ausbauten erfuhr. Hinzu kommen Graben- und Kanalbauten zur Veränderung der Vorflut und zur Verbesserung der Versorgung benachbarter Zentren (Berlin, Wittenberg, Dresden). Mit ihrem methodischen Fokus auf die bergbaulich bedingten Grundwasserveränderungen bietet die Arbeit Anknüpfungspunkte für wissenschaftliche Disziplinen wie auch öffentliche Interessenten, die sich mit der
Das Projekt "Modellierung der Thermalwasserzirkulation am Ostrand des Oberrheingrabens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Geologisches Institut, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Entlang der östlichen Randstörung des Oberrheingrabens zwischen Karlsruhe und Basel treten vielfach Thermalwässer an der Erdoberfläche aus oder wurden in geringer Tiefe erbohrt. Sie sind bis zu 60Grad CC warm und werden vorrangig als Kurmittel in Badebetrieben genutzt. Die Herkunft dieser Thermalwässer liegt im geklüfteten Grundgebirge des Schwarzwaldes, wo meteorische Wässer infiltrieren und dem topographischen Gradienten folgend nach Westen wandern. Im Bereich der partiell hydraulisch durchlässigen Grabenrandstörungen kommt es zur Sammlung und zum relativ schnellen Aufstieg der Grundwässer. Die Alter der Wässer betragen nach 14C-Datierungen zwischen 9.000 (Badenweiler) und 26.000 (Baden-Baden) Jahren, als maximale Zirkulationstiefe werden 3000 m u.NN angegeben (Bender 1995). Die Untersuchungen der Thermalwasservorkommen beschränkten sich bisher vor allem auf strukturgeologische oder hydrochemische Probleme. In einem neuen Ansatz werden die Stoff- und Energieströme der Zirkulationssysteme numerisch modelliert um so durch die Einbeziehung aller vorhandenen Daten und Erklärungsmodelle zu einem tieferen Verständnis der Phänomene zu gelangen. Die Fragestellungen betreffen vor allem die hydraulischen Bedingungen der Thermalwasserzirkulation mit hydraulischen Durchlässigkeiten des Grundgebirges und der Aufstiegszonen, Fließgeschwindigkeiten, Aufenthaltszeiten und genauer Abgrenzung der Einzugsgebiete. Aber auch die historische und zukünftige Entwicklung der Zirkulationsmechanismen sollen untersucht werden. Wichtige Fragen lauten zum Beispiel: Wie veränderlich sind die Systeme über die Zeit und kann das Langzeitverhalten bei verschiedenen Nutzungsszenarien vorausgesagt werden? Das Forschungsvorhaben sieht eine Bearbeitung von bis zu neun Modellgebieten entlang des östlichen Oberrheingrabens vor. Diese Gebiete orientieren sich an den mutmaßlichen Einzugsgebieten der Thermalquellen bzw. -bohrungen. Auf die Erstellung hydrogeologischer Konzeptmodelle unter Einbeziehung aller verfügbaren Daten folgt zunächst die numerische Modellierung zweidimensionaler Schnitte mit dem Programm SHEMAT. Dieses Programm ist ein Finite-Differenzen-Programm zur Modellierung der Grundwasserströmung unter erhöhten Temperaturbedingungen und hat aufgrund dieser spezifischen Ausrichtung entscheidende Vorteile für die Bearbeitung der vorliegenden Fragestellung. Im Anschluss daran sind 3D-Modellierungen mit dem Finite-Elemente-Programm FEFLOW vorgesehen. Durch den Einsatz verschiedener Modelliersoftware sollen Probleme durch Vereinfachungen und Schwachpunkte der einzelnen Programme minimiert werden. Nach Bearbeitung der einzelnen Modellgebiete soll eine vergleichende Interpretation die Ergebnisse aus den verschiedenen Gebieten zusammenführen und Schlussfolgerungen hinsichtlich der oben genannten Fragestellungen ermöglichen.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Isotopenuntersuchungen im Stickstoffkreislauf zur Bestimmung von Transport- und Abbauprozessen in der ungesättigten Zone (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hydroisotop GmbH durchgeführt. Das Projekt dient zur Untersuchung, Beschreibung und Optimierung der Prozesse, die während der intermittierenden Infiltration an AGR und SAT-Standorten innerhalb der ungesättigten Zone (AGR- artificial groundwater recharge, SAT - soil aquifer treatment) an der israelischen SAT-Anlage und in Bodensäulen ablaufen. Eine Optimierung und Steuerung setzt die genaue Kenntnis von ablaufenden Prozessen voraus, die gut mit Isotopenuntersuchungen nachgewiesen werden können. Deshalb ist es Gegenstand des Teilprojektes die Isotopengehaltsbestimmungen an N-haltigen Verbindungen wie an Nitrat und Ammonium durchzuführen. Mit Hilfe der Isotopengehaltsbestimmungen sollen die Prozesse des N-Kreislaufes in der vadosen Zone bei dem gegenwärtigen Betriebsmodus der israelischen Anlage tiefenspezifisch beschrieben werden. Über Veränderungen des Anlagenbetriebs z.B. der Wasserfracht, des Flutungsrhythmus soll der Abbauprozess optimiert und die Redoxverhältnisse kontrolliert werden. Die Proben für die Stickstoffisotopenbestimmungen werden vom israelischen Partner zur Verfügung gestellt. Begleitet wird die Studie von Säulenversuchen im Labor der TU Dresden. Auch hier soll der N-Kreislauf mit Isotopenuntersuchungen beschrieben werden. Zur zeitlichen Verfolgung des Durchsickerungsprozesses und als Grundlage für die Modellierung ist ein Tracerversuch mit Tritium geplant. Dies baut auf vorangegangene hydraulische Untersuchungen der Anlage durch die israelischen Projektpartner auf.
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