Der Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen (Kernwaffenteststopp-Vertrag: CTBT) und seine Überwachung Der Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen ( CTBT ) ist eines der zentralen internationalen Abkommen zur Verhinderung der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Der CTBT wurde 1996 zur Unterzeichnung ausgelegt. Von den 44 Staaten ( sog. Annex 2-Staaten), die den Vertrag ratifizieren müssen, bevor er in Kraft treten kann, fehlen bis heute drei Länder, die den Vertrag noch unterzeichnen und ratifizieren müssen. Mit der De-Ratifizierung des Vertrages durch Russland Ende 2023 sind es nunmehr sechs Länder, die den Kernwaffenteststopp-Vertrag zwar unterschrieben, jedoch nicht ratifiziert haben. Die Organisation zur Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) überwacht die Einhaltung des Vertrags mit seismischen Messungen, Radioaktivitätsmessungen und Spezialmikrophonen in den Ozeanen und der Atmosphäre. Mehrere Dutzend untereinander vernetzte Messstationen weltweit können geringste Spuren von Radioaktivität in der Luft erfassen. Das BfS beteiligt sich mit Radioaktivitätsüberwachungen an der Kontrolle und betreibt die einzige Station für hochempfindliche Radioaktivitätsmessungen in Mitteleuropa auf dem Schauinsland bei Freiburg. Der umfassende Kernwaffenteststopp-Vertrag ( engl. Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty , CTBT ) ist eines der zentralen internationalen Abkommen zur Verhinderung der Weiterverbreitung von Kernwaffen. Obwohl er noch nicht in Kraft getreten ist, wird seit über 2 Jahrzehnten ein weltweites Messnetz zu Überwachung des Teststopps aufgebaut und erfolgreich betrieben. Der Kernwaffenteststopp-Vertrag Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Der Kernwaffenteststopp-Vertrag Anzahl der weltweit durchgeführten Kernwaffen-Versuche bis 2022. Seit 2017 wurden keine Kernwaffenversuche mehr durchgeführt. Beginn der Kernwaffentests Mit dem sogenannten "Trinity"-Test am 16. Juli 1945 in den USA wurde zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte eine Nuklearwaffe gezündet. Einen Monat später erfolgte der erste militärische Einsatz durch die Abwürfe der Nuklearwaffen über Hiroshima und Nagasaki am Ende des zweiten Weltkrieges. Trotz früher Überlegungen zu einer internationalen Kontrolle von spaltbarem Material für den Bau von Kernwaffen erlangten weitere Nationen die Fähigkeit zur Herstellung dieser Waffen (Sowjetunion: 1949, Vereinigtes Königreich: 1952). In den 1950er Jahren begannen die USA und die Sowjetunion mit dem Testen sogenannter thermonuklearer Waffen (umgangssprachlich "Wasserstoffbomben"), die eine höhere Sprengkraft besitzen und entsprechend größere Mengen an radioaktivem Fallout produzieren. Partieller Teststopp-Vertrag Unter anderem führte die Kritik an diesen Tests dazu, dass sich 1963 die USA , die Sowjetunion und das Vereinigte Königreich über ein Verbot von Tests in der Atmosphäre, unter Wasser und im Weltraum verständigten. Dies wurde in einem internationalen Vertrag, dem partiellen Teststopp-Vertrag niedergelegt ( engl. Partial Nuclear Test-Ban Treaty , PTBT). Frankreich (erster Test 1960) und China (erster Test 1964) unterschrieben diesen Vertrag jedoch nicht und führten noch bis 1980 Kernwaffentests in der Atmosphäre durch. Vom partiellen zum umfassenden Teststopp Das Internationale Messnetz IMS Quelle: CTBTO https://www.ctbto.org/map/ Die Unterzeichnerstaaten des PTBT hielten sich an die Vertragsregeln, wodurch die Zahl der atmosphärischen (oberirdischen) Tests, und der damit verbundene radioaktive Fallout verringert werden konnte. Die Gesamtzahl aller Atomwaffen-Tests verringerte sich jedoch nicht, sie wurden jetzt nur mehrheitlich unter der Erdoberfläche durchgeführt. Bis heute wurden über 2.000 Kernwaffentests gezählt. Auf diplomatischer Ebene wurde nach dem Inkrafttreten des PTBT über einen umfassenden Teststopp-Vertrag diskutiert und 1976 die sogenannte " Group of Scientific Experts " (GSE) eingerichtet. Ihre Aufgabe war es zu klären, ob und wie die Einhaltung eines solchen Vertrags geprüft werden kann, denn ein verlässliches Verifikationssystem ist eine entscheidende Voraussetzung dafür, dass sich Staaten völkerrechtlich an ein Verbot binden. Über die Möglichkeiten und Grenzen der Verifikation (wissenschaftliche Nachweisführung) liefen die Meinungen zunächst weit auseinander. Umfassender Kernwaffenteststopp-Vertrag Es dauerte bis zum Ende des Kalten Krieges, bis formelle Verhandlungen bei den Vereinten Nationen in der Genfer Abrüstungskonferenz aufgenommen wurde. Die Beratungen, an denen auch Experten des BfS maßgeblich beteiligt waren, konnten bereits zwei Jahre später abgeschlossen und der umfassende Kernwaffenteststopp-Vertrag (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, CTBT ) 1996 zur Unterzeichnung ausgelegt werden. Die Verhandlungsparteien wollten sicherstellen, dass die Unterzeichner des Vertrags erst dann bindende Verpflichtungen eingehen, wenn alle Staaten mit nukleartechnischen Einrichtungen – und damit der theoretischen Fähigkeit zum Kernwaffenbau - beigetreten sind. Daher enthält das Dokument eine Liste mit 44 Staaten ( sog. Annex 2-Staaten), die den Vertrag ratifizieren müssen, bevor er in Kraft tritt. Bis heute fehlen von diesen 44 Staaten drei, die den Vertrag vor Inkrafttreten unterzeichnen und ratifizieren müssen (Indien, Nordkorea, Pakistan) sowie seit 2023, mit der De-Ratifizierung des Vertrages in Russland, sechs Länder, die den Vertrag zwar unterschrieben, jedoch noch nicht ratifiziert haben (Ägypten, China, Iran, Israel, USA, Russland). Umsetzung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Wenn der Zeitpunkt des Inkrafttretens erreicht wird, muss die Verifikation des Verbots sofort möglich sein. Daher wurde in Wien die sogenannte Vorbereitende Kommission für den CTBT gegründet, deren Aufgabe insbesondere der Aufbau eines internationalen Monitoring-Netzwerks mit 337 Messstationen ist. Mit Hilfe dieses Messnetzes kann die Vertragseinhaltung verlässlich überwacht werden. Daneben bereitet die Organisation zur Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) Vor-Ort-Inspektionen konzeptionell vor, entwickelt dafür Messmethoden und führt Übungen durch. Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags Die Organisation zur Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) überwacht die Einhaltung des Vertrages mit seismischen Messungen, Radioaktivitätsmessungen und Spezialmikrophonen in den Ozeanen und der Atmosphäre. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) beteiligt sich mit Messungen radiaktiver Stoffe in der Atmosphäre an der Kontrolle und unterstützt das Auswärtige Amt durch fachliche Auswertung und Bewertung der Daten. Überwachung des Internationalen Kernwaffenteststopp-Vertrags Die CTBTO ist als internationales Netzwerk darauf ausgerichtet, weltweit geheime Kernwaffentests aufzuspüren. Seismische Messungen können einen ersten Hinweis auf einen unterirdischen Atomwaffentest geben. Mit einer zeitlichen Verzögerung können bei einem Atomwaffentest entstehende radioaktive Edelgase durch das Erdreich in die Atmosphäre gelangen. Wenn dies geschieht, lassen sich diese Gase mit den hoch empfindlichen Radioaktivitätsmessstationen der CTBTO nachweisen und auf einen Atomwaffentest zurückführen. Mehrere Dutzend dieser untereinander vernetzten Messstationen weltweit können geringste Spuren von Radioaktivität in der Luft erfassen. Das Bundesamt für Strahlenschutz betreibt die einzige Station für hochempfindliche Radioaktivitätsmessungen in Mitteleuropa auf dem Schauinsland bei Freiburg. Weltweites Überwachungssystem Die Vertragsorganisation mit Sitz in Wien baut zurzeit mit Hilfe der Signatarstaaten ein weltweites Überwachungssystem mit einem Netz von 321 Messstationen und 16 Laboren auf. Es ist in der Lage, eine nukleare Explosion an jedem Ort der Erde mit hoher Wahrscheinlichkeit zu entdecken, zu identifizieren und auch zu lokalisieren. Dieses System beruht auf 170 Seismographen in der Erde, 11 Unterwassermikrophonen in den Ozeanen, 60 Infraschallmikrophonen in der Atmosphäre und 80 Spurenmessstationen für Radioaktivität in der Luft Eine dieser Spurenmessstationen ist die Station Schauinsland des BfS (Radionuklidstation RN33). Zur Qualitätssicherung werden die 80 Radionuklidstationen durch 16 Radionuklidlaboratorien ergänzt. Die Bedeutung von Radioaktivitätsmessungen Die drei geophysikalischen Techniken - Seismik , Infraschall und Hydroakustik - können zeitnah Explosionen mit einer Stärke über 1 Kilotonne Trinitrotoluol (TNT) Äquivalent (Maßeinheit für die bei einer Explosion freiwerdende Energie) registrieren und lokalisieren. Die Radionuklid -Messtechnik hat anschließend die Aufgabe, den nuklearen Charakter einer Explosion zweifelsfrei nachzuweisen. Detoniert ein nuklearer Sprengkörper, dann entsteht eine Vielzahl radioaktiver Spaltprodukte . Die meisten so gebildeten Radionuklide kommen in der Natur nicht vor und unterscheiden sich auch deutlich in ihrer Zusammensetzung von Radioaktivität aus Kernkraftwerken. Eine Eingrenzung von Freisetzungsort und Freisetzungszeit ist zusätzlich mit Hilfe von atmosphärischen Ausbreitungsrechnungen möglich. Was wird gemessen? An allen im Endausbau des Messnetzes vorgesehenen 80 Radionuklidmessstationen wird die Luft auf Spuren von an Luftstaub gebundenen Gammastrahlern untersucht. An 40 der 80 Stationen, darunter auch auf der Station Schauinsland, wird zusätzlich nach radioaktiven Isotopen des Edelgases Xenon (Xenon-131m, Xenon-133, Xenon-133m und Xenon-135) gefahndet. Mindestanforderungen an die technische Ausstattung der Messstationen Aerosole Edelgase (radioaktives Xenon) Messtechnik Reinstgermaniumdetektor Reinstgermaniumdetektor oder Beta-/Gamma-Koinzidenz Luftdurchsatz mindestens 500 Kubikmeter pro Stunde mindestens 0,4 Kubikmeter pro Stunde Nachweisgrenze 10 bis 30 Microbecquerel pro Kubikmeter Luft bezogen auf Barium-140 1 Millibecquerel pro Kubikmeter Luft bezogen auf Xenon-133 Radioaktive Edelgase wurden in das Messnetz einbezogen, weil diese auch bei unterirdischen und verdeckten Kernwaffentests in die Atmosphäre entweichen können und damit das Risiko für einen potentiellen Vertragsbrecher erhöhen, entdeckt zu werden. Wichtig ist hierbei, dass anhand der isotopenspezifischen Messungen zwischen Radioaktivität aus zivilen Quellen und aus eventuellen Kernwaffentests - die eine Vertragsverletzung darstellen würden - unterschieden werden kann. Auswertung der Daten Sämtliche Messdaten werden über VPN oder ein satellitengestütztes Kommunikationssystem an das Internationale Datenzentrum ( IDC ) der CTBTO in Wien übermittelt. Dort werden sie ausgewertet, an die Unterzeichnerstaaten verteilt und archiviert. Stand: 04.08.2025
Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?