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s/festlandssockel/Festlandsockel/gi

Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG)

Nichtamtliches Inhaltsverzeichnis Inhaltsübersicht Kapitel 1 Allgemeine Vorschriften §  1 Ziele des Naturschutzes und der Landschaftspflege §  2 Verwirklichung der Ziele §  3 Zuständigkeiten, Aufgaben und Befugnisse, vertragliche Vereinbarungen, Zusammenarbeit der Behörden §  4 Funktionssicherung bei Flächen für öffentliche Zwecke §  5 Land-, Forst- und Fischereiwirtschaft §  6 Beobachtung von Natur und Landschaft §  7 Begriffsbestimmungen Kapitel 2 Landschaftsplanung §  8 Allgemeiner Grundsatz §  9 Aufgaben und Inhalte der Landschaftsplanung; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen § 10 Landschaftsprogramme und Landschaftsrahmenpläne § 11 Landschaftspläne und Grünordnungspläne § 12 Zusammenwirken der Länder bei der Planung Kapitel 3 Allgemeiner Schutz von Natur und Landschaft § 13 Allgemeiner Grundsatz § 14 Eingriffe in Natur und Landschaft § 15 Verursacherpflichten, Unzulässigkeit von Eingriffen; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen § 16 Bevorratung von Kompensationsmaßnahmen § 17 Verfahren; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen § 18 Verhältnis zum Baurecht § 19 Schäden an bestimmten Arten und natürlichen Lebensräumen Kapitel 4 Schutz bestimmter Teile von Natur und Landschaft Abschnitt 1 Biotopverbund und Biotopvernetzung; geschützte Teile von Natur und Landschaft § 20 Allgemeine Grundsätze § 21 Biotopverbund, Biotopvernetzung § 22 Erklärung zum geschützten Teil von Natur und Landschaft § 23 Naturschutzgebiete § 24 Nationalparke, Nationale Naturmonumente § 25 Biosphärenreservate § 26 Landschaftsschutzgebiete § 27 Naturparke § 28 Naturdenkmäler § 29 Geschützte Landschaftsbestandteile § 30 Gesetzlich geschützte Biotope § 30a Ausbringung von Biozidprodukten Abschnitt 2 Netz „Natura 2000“ § 31 Aufbau und Schutz des Netzes „Natura 2000“ § 32 Schutzgebiete § 33 Allgemeine Schutzvorschriften § 34 Verträglichkeit und Unzulässigkeit von Projekten; Ausnahmen § 35 Gentechnisch veränderte Organismen § 36 Pläne Kapitel 5 Schutz der wild lebenden Tier- und Pflanzenarten, ihrer Lebensstätten und Biotope Abschnitt 1 Allgemeine Vorschriften § 37 Aufgaben des Artenschutzes § 38 Allgemeine Vorschriften für den Arten-, Lebensstätten- und Biotopschutz Abschnitt 2 Allgemeiner Artenschutz § 39 Allgemeiner Schutz wild lebender Tiere und Pflanzen; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen § 40 Ausbringen von Pflanzen und Tieren § 40a Maßnahmen gegen invasive Arten § 40b Nachweispflicht und Einziehung bei invasiven Arten § 40c Genehmigungen § 40d Aktionsplan zu Pfaden invasiver Arten § 40e Managementmaßnahmen § 40f Beteiligung der Öffentlichkeit § 41 Vogelschutz an Energiefreileitungen § 41a (zukünftig in Kraft) § 42 Zoos § 43 Tiergehege Abschnitt 3 Besonderer Artenschutz § 44 Vorschriften für besonders geschützte und bestimmte andere Tier- und Pflanzenarten § 45 Ausnahmen; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen § 45a Umgang mit dem Wolf § 45b Betrieb von Windenergieanlagen an Land § 45c Repowering von Windenergieanlagen an Land § 45d Nationale Artenhilfsprogramme § 46 Nachweispflicht § 47 Einziehung und Beschlagnahme Abschnitt 4 Zuständige Behörden, Verbringen von Tieren und Pflanzen § 48 Zuständige Behörden für den Schutz von Exemplaren wild lebender Tier- und Pflanzenarten durch Überwachung des Handels § 48a Zuständige Behörden in Bezug auf invasive Arten § 49 Mitwirkung der Zollbehörden § 50 Anmeldepflicht bei der Ein-, Durch- und Ausfuhr oder dem Verbringen aus Drittstaaten § 51 Inverwahrungnahme, Beschlagnahme und Einziehung durch die Zollbehörden § 51a Überwachung des Verbringens invasiver Arten in die Union Abschnitt 5 Auskunfts- und Zutrittsrecht; Gebühren und Auslagen § 52 Auskunfts- und Zutrittsrecht § 53 (weggefallen) Abschnitt 6 Ermächtigungen § 54 Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen; Erlass von Verwaltungsvorschriften § 55 Durchführung gemeinschaftsrechtlicher oder internationaler Vorschriften; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen Kapitel 6 Meeresnaturschutz § 56 Geltungs- und Anwendungsbereich § 56a Bevorratung von Kompensationsmaßnahmen § 57 Geschützte Meeresgebiete im Bereich der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone und des Festlandsockels; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen § 58 Zuständige Behörden; Gebühren und Auslagen; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen Kapitel 7 Erholung in Natur und Landschaft § 59 Betreten der freien Landschaft § 60 Haftung § 61 Freihaltung von Gewässern und Uferzonen § 62 Bereitstellen von Grundstücken Kapitel 8 Mitwirkung von anerkannten Naturschutzvereinigungen § 63 Mitwirkungsrechte § 64 Rechtsbehelfe Kapitel 9 Eigentumsbindung, Befreiungen § 65 Duldungspflicht § 66 Vorkaufsrecht § 67 Befreiungen § 68 Beschränkungen des Eigentums; Entschädigung und Ausgleich Kapitel 10 Bußgeld- und Strafvorschriften § 69 Bußgeldvorschriften § 70 Verwaltungsbehörde § 71 Strafvorschriften § 71a Strafvorschriften § 72 Einziehung § 73 Befugnisse der Zollbehörden Kapitel 11 Übergangs- und Überleitungsvorschrift § 74 Übergangs- und Überleitungsregelungen; Evaluierung Anlage 1 (zu § 45b Absatz 1 bis 5) Anlage 2 (zu § 45b Absatz 6 und 9, zu § 45d Absatz 2) Fußnote (+++ Änderung der Inhaltsübersicht durch Art. 1 Nr. 1 Buchst. b G v. 18.8.2021 I 3908 (Einfügung § 41a) tritt entgegen Art. 4 Abs. 1 gem. Art. 4 Abs. 3 G v. 18.8.2021 I 3908 zukünftig in Kraft +++)

Wasserhaushaltsgesetz (WHG)

Nichtamtliches Inhaltsverzeichnis Inhaltsübersicht Kapitel 1 Allgemeine Bestimmungen §   1 Zweck §   2 Anwendungsbereich §   3 Begriffsbestimmungen §   4 Gewässereigentum, Schranken des Grundeigentums §   5 Allgemeine Sorgfaltspflichten Kapitel 2 Bewirtschaftung von Gewässern Abschnitt 1 Gemeinsame Bestimmungen §   6 Allgemeine Grundsätze der Gewässerbewirtschaftung §   6a Grundsätze für die Kosten von Wasserdienstleistungen und Wassernutzungen §   7 Bewirtschaftung nach Flussgebietseinheiten §   8 Erlaubnis, Bewilligung §   9 Benutzungen §  10 Inhalt der Erlaubnis und der Bewilligung §  11 Erlaubnis-, Bewilligungsverfahren §  11a Verfahren bei Vorhaben zur Erzeugung von Energie aus erneuerbaren Quellen §  12 Voraussetzungen für die Erteilung der Erlaubnis und der Bewilligung, Bewirtschaftungsermessen §  13 Inhalts- und Nebenbestimmungen der Erlaubnis und der Bewilligung §  13a Versagung und Voraussetzungen für die Erteilung der Erlaubnis für bestimmte Gewässerbenutzungen; unabhängige Expertenkommission §  13b Antragsunterlagen und Überwachung bei bestimmten Gewässerbenutzungen; Stoffregister §  14 Besondere Vorschriften für die Erteilung der Bewilligung §  15 Gehobene Erlaubnis §  16 Ausschluss privatrechtlicher Abwehransprüche §  17 Zulassung vorzeitigen Beginns §  18 Widerruf der Erlaubnis und der Bewilligung §  19 Planfeststellungen und bergrechtliche Betriebspläne §  20 Alte Rechte und alte Befugnisse §  21 Anmeldung alter Rechte und alter Befugnisse §  22 Ausgleich zwischen konkurrierenden Gewässerbenutzungen §  23 Rechtsverordnungen zur Gewässerbewirtschaftung §  24 Erleichterungen für EMAS-Standorte Abschnitt 2 Bewirtschaftung oberirdischer Gewässer §  25 Gemeingebrauch §  26 Eigentümer- und Anliegergebrauch §  27 Bewirtschaftungsziele für oberirdische Gewässer §  28 Einstufung künstlicher und erheblich veränderter Gewässer §  29 Fristen zur Erreichung der Bewirtschaftungsziele §  30 Abweichende Bewirtschaftungsziele §  31 Ausnahmen von den Bewirtschaftungszielen §  32 Reinhaltung oberirdischer Gewässer §  33 Mindestwasserführung §  34 Durchgängigkeit oberirdischer Gewässer §  35 Wasserkraftnutzung §  36 Anlagen in, an, über und unter oberirdischen Gewässern §  37 Wasserabfluss §  38 Gewässerrandstreifen §  38a Landwirtschaftlich genutzte Flächen mit Hangneigung an Gewässern §  39 Gewässerunterhaltung §  40 Träger der Unterhaltungslast §  41 Besondere Pflichten bei der Gewässerunterhaltung §  42 Behördliche Entscheidungen zur Gewässerunterhaltung Abschnitt 3 Bewirtschaftung von Küstengewässern §  43 Erlaubnisfreie Benutzungen von Küstengewässern §  44 Bewirtschaftungsziele für Küstengewässer §  45 Reinhaltung von Küstengewässern Abschnitt 3a Bewirtschaftung von Meeresgewässern §  45a Bewirtschaftungsziele für Meeresgewässer §  45b Zustand der Meeresgewässer §  45c Anfangsbewertung §  45d Beschreibung des guten Zustands der Meeresgewässer §  45e Festlegung von Zielen §  45f Überwachungsprogramme §  45g Fristverlängerungen; Ausnahmen von den Bewirtschaftungszielen §  45h Maßnahmenprogramme §  45i Beteiligung der Öffentlichkeit §  45j Überprüfung und Aktualisierung §  45k Koordinierung §  45l Zuständigkeit im Bereich der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone und des Festlandsockels Abschnitt 4 Bewirtschaftung des Grundwassers §  46 Erlaubnisfreie Benutzungen des Grundwassers §  47 Bewirtschaftungsziele für das Grundwasser §  48 Reinhaltung des Grundwassers §  49 Erdaufschlüsse Kapitel 3 Besondere wasserwirtschaftliche Bestimmungen Abschnitt 1 Öffentliche Wasserversorgung, Wasserschutzgebiete, Heilquellenschutz §  50 Öffentliche Wasserversorgung; Ermächtigung zum Erlass von Rechtsverordnungen §  51 Festsetzung von Wasserschutzgebieten §  52 Besondere Anforderungen in Wasserschutzgebieten §  53 Heilquellenschutz Abschnitt 2 Abwasserbeseitigung §  54 Begriffsbestimmungen für die Abwasserbeseitigung §  55 Grundsätze der Abwasserbeseitigung §  56 Pflicht zur Abwasserbeseitigung §  57 Einleiten von Abwasser in Gewässer §  58 Einleiten von Abwasser in öffentliche Abwasseranlagen §  59 Einleiten von Abwasser in private Abwasseranlagen §  60 Abwasseranlagen §  61 Selbstüberwachung bei Abwassereinleitungen und Abwasseranlagen Abschnitt 3 Umgang mit wassergefährdenden Stoffen §  62 Anforderungen an den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen §  62a Nationales Aktionsprogramm zum Schutz von Gewässern vor Nitrateinträgen aus Anlagen §  63 Eignungsfeststellung Abschnitt 4 Gewässerschutzbeauftragte §  64 Bestellung von Gewässerschutzbeauftragten §  65 Aufgaben von Gewässerschutzbeauftragten §  66 Weitere anwendbare Vorschriften Abschnitt 5 Gewässerausbau, Deich-, Damm- und Küstenschutzbauten §  67 Grundsatz, Begriffsbestimmung §  68 Planfeststellung, Plangenehmigung §  69 Abschnittsweise Zulassung, vorzeitiger Beginn §  70 Anwendbare Vorschriften, Verfahren §  70a Planfeststellungsverfahren bei Häfen im transeuropäischen Verkehrsnetz §  71 Enteignungsrechtliche Regelungen §  71a Vorzeitige Besitzeinweisung Abschnitt 6 Hochwasserschutz §  72 Hochwasser §  73 Bewertung von Hochwasserrisiken, Risikogebiete §  74 Gefahrenkarten und Risikokarten §  75 Risikomanagementpläne §  76 Überschwemmungsgebiete an oberirdischen Gewässern §  77 Rückhalteflächen, Bevorratung §  78 Bauliche Schutzvorschriften für festgesetzte Überschwemmungsgebiete §  78a Sonstige Schutzvorschriften für festgesetzte Überschwemmungsgebiete §  78b Risikogebiete außerhalb von Überschwemmungsgebieten §  78c Heizölverbraucheranlagen in Überschwemmungsgebieten und in weiteren Risikogebieten §  78d Hochwasserentstehungsgebiete §  79 Information und aktive Beteiligung §  80 Koordinierung §  81 Vermittlung durch die Bundesregierung Abschnitt 7 Wasserwirtschaftliche Planung und Dokumentation §  82 Maßnahmenprogramm §  83 Bewirtschaftungsplan §  84 Fristen für Maßnahmenprogramme und Bewirtschaftungspläne §  85 Aktive Beteiligung interessierter Stellen §  86 Veränderungssperre zur Sicherung von Planungen §  87 Wasserbuch §  88 Informationsbeschaffung und -übermittlung Abschnitt 8 Haftung für Gewässerveränderungen §  89 Haftung für Änderungen der Wasserbeschaffenheit §  90 Sanierung von Gewässerschäden Abschnitt 9 Duldungs- und Gestattungsverpflichtungen §  91 Gewässerkundliche Maßnahmen §  92 Veränderung oberirdischer Gewässer §  93 Durchleitung von Wasser und Abwasser §  94 Mitbenutzung von Anlagen §  95 Entschädigung für Duldungs- und Gestattungsverpflichtungen Kapitel 4 Entschädigung, Ausgleich, Vorkaufsrecht §  96 Art und Umfang von Entschädigungspflichten §  97 Entschädigungspflichtige Person §  98 Entschädigungsverfahren §  99 Ausgleich §  99a Vorkaufsrecht Kapitel 5 Gewässeraufsicht § 100 Aufgaben der Gewässeraufsicht § 101 Befugnisse der Gewässeraufsicht § 102 Gewässeraufsicht bei Anlagen und Einrichtungen der Verteidigung Kapitel 6 Bußgeld- und Überleitungsbestimmungen § 103 Bußgeldvorschriften § 104 Überleitung bestehender Erlaubnisse und Bewilligungen § 104a Ausnahmen von der Erlaubnispflicht bei bestehenden Anlagen zur untertägigen Ablagerung von Lagerstättenwasser § 105 Überleitung bestehender sonstiger Zulassungen § 106 Überleitung bestehender Schutzgebietsfestsetzungen § 107 Übergangsbestimmung für industrielle Abwasserbehandlungsanlagen und Abwassereinleitungen aus Industrieanlagen § 108 Übergangsbestimmung für Verfahren zur Zulassung von Vorhaben zur Erzeugung von Energie aus erneuerbaren Quellen Anlage 1 (zu § 3 Nummer 11) Anlage 2 (zu § 7 Absatz 1 Satz 3)

Sind permeable Sedimente in Küstengebieten Hotspots für die Bildung von nicht-flüchtigem gelöstem organischem Schwefel (DOS) im Meer?

Organische Schwefelkomponenten sind abundant in marinen Sedimenten. Diese Verbindungen werden v.a. durch die abiotische Reaktion anorganischer Schwefelverbindungen mit Biomolekülen gebildet. Wegen seiner Bedeutung für globale Stoffkreisläufe, für die Nutzung von Erdöllagerstätten und für die Erhaltung des Paleorecords, gibt es eine Vielzahl von Studien zum Thema. Sehr wenig Aufmerksamkeit wurde allerdings wasserlöslichen Komponenten geschenkt, die beim Prozess der Sulfurisierung entstehen und als gelöster organischer Schwefel (DOS) in die Meere gelangen können. Anhand der wenigen verfügbaren Informationen ist Schwefel vermutlich das dritthäufigste Heteroelement im gelösten organischen Material (DOM) der Meere, nach Sauerstoff und Stickstoff. Einige Schwefelverbindungen, insbesondere Thiole, sind für die Verbreitung von Schadstoffen aber auch essenzieller Spurenstoffe verantwortlich. Wichtige klimarelevante Schwefelverbindungen entstehen aus DOS. Daher spielt der marine DOS-Kreislauf eine Rolle für die Meere und Atmosphäre. Trotz seiner Bedeutung sind die Quellen marinen DOS, seine Umsetzung im Meer und Funktion für Meeresbewohner unbestimmt. Auch ist die molekulare Zusammensetzung von DOS unbekannt. In diesem Projekt werden wir Pionierarbeit in einem neuen Forschungsfeld der marinen Biogeochemie leisten. Wir wollen grundlegende Fragen bzgl. der Bildung und Verteilung von nicht-flüchtigem DOS im Meer beantworten. Unsere wichtigsten Hypothesen:* Bildung von DOS:(1) Sulfatreduzierende Sedimente sind wesentlich für die Bildung von DOS.(2) Reduzierte Schwefelverbindungen (v.a. Thiole) dominieren in Zonen der DOS-Entstehung.(3) DOS wird v.a. über abiotische Sulfurisierung in der Frühdiagenese gebildet.* Transport und Schicksal von DOS im Ozean:(4) DOS wird von sulfat-reduzierenden intertidalen Grundwässern an das Meer abgeben.(5) In der Wassersäule oxidiert DOS schnell (z.B. zu Sulfonsäuren).(6) DOS aus intertidalen Sedimenten ist in oxidierter Form auf den Kontintentalschelfen stabil.Neben dem wissenschaftlichen Ziel der Beantwortung dieser Hypothesen, wird das Projekt drei Promovierenden (eine in Deutschland und zwei in Brasilien) die außergewöhnliche Gelegenheit bieten, ihre Doktorarbeiten im Rahmen eines internationalen Projektes durchzuführen. Wir werden die Stärken beider Partner in Feld- und Laborstudien und Elementar-, Isotopen- und molekularen Analysen kombinieren. Wir werden unterschiedliche Regionen im deutschen Wattenmeer und in brasilianischen Mangroven (Rio de Janeiro and Amazonien) beproben, sowie die benachbarten Schelfmeere. Sulfurisierungsexperimente werden die Feldstudien ergänzen. Zur quantitativen Bestimmung und molekularen Charakterisierung von DOS werden wir neue Ansätze anwenden, die von den beiden Arbeitsgruppen entwickelt wurden. Dabei kommen u.a. ultrahochauflösende Massenspektrometrie (FT-ICR-MS), und andere massenspektrometrischen und chromatographischen Methoden zu Anwendung.

Die Auswirkung der mittelalterlichen Klimaanomalie auf die Hypoxie in der Ostsee: Ein gekoppelter benthisch-pelagischer Modellierungsansatz

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.

Spurenelementkreisläufe und Flüsse im südlichen Indischen Ozean - ein Beitrag zu GEOTRACES

Der südliche Indische Ozean gehört zu den am wenigsten untersuchten Meeresgebieten. Entlang eines zonalen Transekts bei 23°S im südlichen Indischen Ozean wollen wir mit Hilfe der Verteilung von isotopischen Tracern (Radiumisotope, Thorium, Helium) die Quellen, die Senken und die Flüsse von Spurenelementen (TEs: Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, V, Zn) in der Wassersäule untersuchen. Die Anwendung von Radiumisotopen (224Ra, 223Ra, 228Ra,226Ra,), Thoriumisotopen (234Th, 232Th) und Heliumisotopen (3He, 4He) erlaubt ein besseres Verständnis der biogeochemischen Zyklen von TEs. Da einige dieser Spurenelemente als Mikronährstoffe fungieren, wollen wir ihre biogeochemischen Kreisläufe und ihre Wechselwirkungen mit der Bioproduktivität im Oberflächenwasser sowie ihre Wechselwirkungen mit den Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufen erforschen. Durch die Kombination von Messungen von TEs mit Radium- und 234Th-Isotopen als Tracer für vertikale und horizontale Flüsse, 232Th als Tracer für den Staubeintrag und Heliumisotope als Tracer für einen hydrothermalen Eintrag, werden wir die Zufuhrpfade von TEs aus der Atmosphäre, den Kontinenten (hauptsächlich dem Sambesi-Fluss), den Sedimenten der afrikanischen und australischen Kontinentalschelfe und aus den hydrothermalen Quellen (Hydrothermalismus am Mittelindischen Ozeanrücken) bestimmen und quantifizieren. Diese Untersuchungen sollen auf Probenmaterial basieren, das während der Sonne Ausfahrt SO-276 (Juli – August 2020) von Durban (Südafrika) nach Fremantle (Australien) gewonnen wird. Unsere Untersuchungen sind Teil des international koordinierten Programms GEOTRACES und werden zum „Second Indian Ocean Expedition Program (IIOE-2)“ beitragen. Wir erwarten, dass die Ergebnisse der vorgesehenen Untersuchungen einen signifikanten Beitrag zum Verständnis von Ökosystemen und ihrem chemischen Milieu liefern werden.

Biogeochemie von Spurenelementen im Südost-Atlantik; ein deutscher Beitrag zum internationalen GEOTRACES-Programm

Unsere bewilligte Forschungsfahrt M121 mit FS Meteor im Südostatlantik wird im November/Dezember 2015 stattfinden. Mit dem vorliegenden Antrag beantragen wir Mittel für Personal zur Teilnahme an der Fahrt und Kosten für die Auswertephase nach der Fahrt. Der Fokus des Projektes liegt auf der Biogeochemie und chemischen Ozeanographie von Spurenmetallen, wofür aber auch physikalische und biologisch-ozeanographische Informationen gesammelt werden. Die Untersuchungsschwerpunkte sind die detaillierte Erfassung der Verteilung von Spurenelementen in der Wassersäule des Südostatlantiks, die Untersuchung von Eintrags- und Austragsmechanismen, die biogeochemischen Zyklen dieser Spurenelemente, und deren Zusammenhänge mit dem Stickstoffkreislauf im Untersuchungsgebiet. Die Ausfahrt wird als offizieller Bestandteil in das international koordinierte GEOTRACES-Programm eingebettet sein. Der erste Schwerpunkt wird die detaillierte Untersuchung der Verteilung der Spurenelemente in der Wassersäule des Benguela-Auftriebs sein, von denen einige als limitierende Mikronährstoffe der Bioproduktivität und der Diazotrophie fungieren. Wir werden die Beziehung zwischen Makro- und Mikronährstoffkonzentrationen und den Flüssen dieser Nährstoffe untersuchen sowie die Beziehung zur biologischen Produktivität und dem Stickstoffzyklus. Die Spurenmetallverteilung soll auch mit der Verteilung und Mischung der Wassermassen im Benguela-Auftriebsgebiet und deren Eigenschaften in Verbindung gebracht werden, insbesondere den Sauerstoffgehalten und dem Austausch mit dem anoxischen Schelf. Weiterhin werden wir den Eintrag und die Eintragswege der Spurenmetalle über Staub (Wüste Namib), Sediment und große Flüsse (hauptsächlich Orange und Kongo) erfassen. Den Abschluss der Projektarbeiten wird die Verteilung der Spurenmetalle in der gesamten Wassersäule im offenen Ozean des Südostatlantiks als Funktion der großskaligen Ozeanzirkulation und Wassermassenmischung sein; diese Arbeiten werden in enger Kooperation mit J. Scholten und M. Frank (Kiel) stattfinden, die einen komplementären Antrag einreichen. Die Arbeiten dieses Projektes haben eine Bedeutung für das globale Verständnis der Rolle unterschiedlicher Prozesse, die die chemischen Umweltbedingungen im Ozean, mit dem Fokus auf Spurenmetalle, steuern und in denen die Ökosysteme funktionieren.

Die Biogeochemie der Ozean-Eis-Interaktion in Grönland

In diesem Projekt werden wir die grönländische Küste als ideales Ziel für eine Prozessstudie nutzen, um zu untersuchen, wie sich Veränderungen des Wasserkreislaufs auf die Biogeochemie und Produktivität des Ozeans auswirken.Mit zunehmender jährlicher Abflussmenge aus dem Grönländischen Eisschild (GrIS) stellt sich die Frage, wie sich dieser Süßwasserabfluss auf die Produktivität der Schelfmeere in Grönland auswirkt. Der GrIS ist das zweitgrößte Eisschild der Erde. Wenn Süßwasser vom GrIS in den Ozean gelangt, entstehen in den Küstengewässern der Insel starke physikalische und biogeochemische Gradienten. Diese Gradienten sind am ausgeprägtesten in den Fjorden Grönlands, die flächenmäßig zu den größten maritimen Kohlenstoffsenken gehören. Grönlands Fjorde und Schelfmeere beherbergen auch national wichtige Fischereien, deren Zukunft für die grönländische Wirtschaft von entscheidender Bedeutung ist.Obwohl allgemein anerkannt ist, dass Süßwasser-Gletscher-Inputs die regionale Ozeanzirkulation beeinflussen, steht unser Verständnis von Verbindungen zwischen der Physik der Schmelzwasser-Freisetzung und langfristigen Veränderungen in der marinen Biogeochemie noch in den Anfängen. Ein Thema von aktuellem Interesse für der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ist, wie Kryosphäre und Ozean biogeochemisch in einem sich erwärmenden Klima interagieren werden. Das Hauptziel hier wird sein, zu bestimmen, wie die physikalischen und chemischen Veränderungen, die durch erhöhte Süßwassereinträge in den Ozean um Grönland verursacht werden, die Verfügbarkeit von Nährstoffen (Makronährstoffe und Mikronährstoffe) für Phytoplankton und somit die Primärproduktion beeinflussen.Durch die Kombination von Feldforschung mit idealisierten Modellen werden die Auswirkungen der drei wichtigsten unterschiedlichen Süßwasserquellen (Oberflächenabfluss, Untergrundabfluss und Eisbergschmelze) bestimmt. Die Chemie des Mündungs-Mischprozesses, welcher häufig schnelle Veränderungen der chemischen Form und damit der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen induziert wenn sich Süß- und Salzwasser mischen, wird untersucht. Der Nährstofflimitierungsstatus von Phytoplanktongemeinschaften in von Süßwasser beeinflussten Gebieten in Grönland wird bestimmt und somit der Nettoeffekt gleichzeitiger Veränderungen der physikalischen und chemischen Zusammensetzung der Wassersäule bewertet.Dadurch wird es möglich sein, die Auswirkungen der Zunahme von Süßwassereintrag in den polaren Ozean, im Hinblick auf Änderungen der Primärproduktion im Meer zu verstehen.

Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit gelösten organischen Stoffen und Kolloiden in den Mündungsgebieten des Amazonas und des Rio Pará und der zugehörigen Flussfahnen als Schlüsselprozesse für den Spurenmetallfluss in den Atlantik

Die Flusssysteme Amazonas und Rio Pará tragen das größte Volumen an Süßwasser in den Ozean ein und bilden eine wichtige Schnittstelle für den Eintrag von Spurenmetallen und gelösten organischen Stoffen (DOM) vom Land in den Ozean. Neben der Bedeutung des Amazonas für den globalen Spurenmetallhaushalt des Ozeans hat sein Mikronährstoff-Eintrag auch einen großen Einfluss auf die biologische Produktivität der Küsten- und Schelfregion und darüber hinaus. Das Hauptziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, die Rolle der chemischen Speziation und der physiko-chemischen Größenfraktionierung von Spurenmetallen im Mischungskontinuum dieser Flüsse zum Atlantik zu verstehen. Wir werden die Wechselwirkungen von Spurenmetallen mit DOM und Kolloiden in der Wassersäule und den Oberflächensedimenten der Amazonas- und Pará-Mündung und der damit verbundenen Mischungsfahne sowie des Mangrovengürtels mit Grundwassereintrag südöstlich des Rio Pará untersuchen. Basierend auf Proben, die während der Forschungsfahrt M147 in der Hochwasserperiode 2018 genommen wurden, und vorläufigen Daten, die in unserem Labor erzeugt wurden, werden wir Veränderungen der Spurenmetallverteilungen und -speziationen in der Amazonas-Region entlang der Salzgradienten untersuchen. Um zu beurteilen, was die chemische und physikalische Speziation und den Transport von Spurenmetallen im Ästuar und in der Abflussfahne kontrolliert, werden wir uns auf drei verschiedene Prozesse konzentrieren: • Größenfraktionierung, Sorption und Entfernung von Spurenmetallen: Sorption von Spurenmetallen an Flusspartikeln und Ausfällung durch Koagulation von Kolloiden und Größenfraktionierung; wie verändert sich die Assoziation von Spurenmetallen mit verschiedenen löslichen, kolloidalen und partikulären Fraktionen entlang des Salzgehaltsgradienten?• Lösungskomplexierung: Bildung von löslichen metall-organischen Komplexen; wie verstärkt dieser Prozess den Metalltransport durch Konkurrenz mit Sorption an Kolloiden und Ausfällung? • Akkumulation von Spurenmetallen in Sedimenten: wie wirken die Sedimente als Senke und Quelle von Spurenmetallen, und können Oberflächensediment und Porenwasser zu den Spurenmetallflüssen in der Region beitragen? Zusätzlich zu den voltammetrischen und ICP-MS-Analysen der M147-Proben werden wir eine systematische Untersuchung des Mischungsverhaltens verschiedener Elementgruppen (konservativ, partikel-reaktiv und organisch-komplexiert) durchführen, indem wir Labor-Mischungsexperimente mit Meer- und Flusswasser-Endgliedern durchführen, die während der anstehenden Fahrt M174 im Amazonasgebiet genommen werden. Damit erwarten wir, ein ganzheitliches Bild der komplexen Prozesse der Spurenmetall-Biogeochemie und der Elementflüsse in diesem größten Mündungssystem der Welt zu erhalten. Dieses Wissen wird auch wichtig sein, um mögliche Auswirkungen in diesem Gebiet aufgrund der anhaltenden anthropogenen Einflüsse in dieser Region und der sich ändernden klimatischen Bedingungen vorherzusehen.

Herkunft von Schelfwasser und Pazifischem Wasser in der arktischen Salzgehaltsschichtung abgeleitet von stabilen Sauerstoffisotopen

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.

Posteozäner Wandel der Molluskenfaunen des Brackwassers in Europa nach dem Verschluß der Tethys

Gegenstand des beabsichtigten Forschungsprojektes ist die Untersuchung der Molluskenfaunengemeinschaften des Brackwassers ausgewählter Sedimentationsräume des Oligozäns und Miozäns. In dieser Zeit nach dem Verschluss des Tethys-Ozeans entstanden infolge von Klimaveränderungen und des Rückganges des ursprünglichen zusammenhängenden Mangrovewaldes in Europa völlig neue Lebensbedingungen für die Molluskenfaunen randmariner Biotope. Die weite Verbreitung und der Austausch der Mollusken über planktonische Larven wurde eingeschränkt. Die Faunengemeinschaften der einzelnen Ablagerungsräume sollen in ihrer qualitativen und quantitativen Zusammensetzung erfasst werden. Eine sichere systematische Einstufung erfolgt besonders über die Analyse der Protoconche (Embryonal- und Larvalschalen), da ausgewachsene Schalen häufige Gehäusekonvergenzen aufweisen. Ziel der Untersuchungen ist es, die faunistischen Sukzessionen herauszuarbeiten, Gemeinsamkeiten in der Zusammensetzung der Biozönosen aber auch endemische (an einen Ort gebundene) Formen zu charakterisieren. Ein Vergleich mit bekannten Daten älterer Fossilien und von Vertretern moderner Faunenprovinzen soll einen umfassenden Einblick in die Evolution der Brackwassergastropoden im Känozoikum geben.

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