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s/sedimentary rocks/sedimentary rock/gi

Response der Alpen auf atlantische Klimawechsel in MIS 3

Unser Projekt erforscht das Paläoklima-Archive der Bändertone, die in einem ehemaligen fjordähnlichen See im österreichischen Inntal entstanden sind. Solche Ablagerungen sind eine große Seltenheit in den Alpen und dokumentieren eine Periode gewaltiger Klima-Instabilität zwischen 59.000 und 28.000 Jahre vor heute, deren Spuren - unter dem Namen Dansgaard-Oeschger Ereignisse - im grönlandischen Eis und in Sedimentproben des Atlantiks detektiert wurden. Ihr Impakt auf das damalige Klima und die Umwelt in den Alpen ist jedoch kaum bekannt und bildet das Hauptziel dieses Forschungsprojektes. Herzstück der Untersuchungen ist ein vor kurzem erbohrter 150 m langer Sedimentkern der Bändertone sowie zwei geplante benachbarte Kerne, mit denen die gesamte ehemalige Seefüllung erfasst werden kann. Diese Proben werden mit hochmodernen Methoden analysiert, um zeitlich gut datierte qualitative wie quantitative Proxy-Daten der Temperatur, Primärproduktion, Vegetation und Hydrologie dieses Sees und seines Einzugsgebietes mit jährlicher und z.T. sogar jahreszeitlicher Auflösung zu erheben. Diese Informationen stellen entscheidende Fakten dar um regionale Modelle dieser abrupten Klimaänderungen zu validieren, und den Einfluss von Änderungen der Tiefenwasserströmungen im Atlantik auf das Alpenklima zu erfassen.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 7110 Mannheim

Auf Blatt Mannheim ist der nördliche Oberrheingraben mit seinen mesozoischen Flanken dargestellt. Die dominierende Baueinheit im Kartenausschnitt ist der Oberrheingraben. Er durchzieht von Südsüdwest nach Nordnordost das Kartenblatt und lässt sich durch seine Randverwerfungen klar abgrenzen. Die tertiäre Sedimentfüllung der Grabenstruktur tritt nur vereinzelt unter der quartären Deckschicht aus fluviatilen Ablagerungen, Löss- und Flugsanden zu Tage. Geomorphologisch lässt sich der Oberrheingraben in zwei Gebiete unterteilen: das Vorderpfälzer Tiefland und die Rheinaue. Das Vorderpfälzer Tiefland ist eine altpleistozäne Flussterrasse, die in West-Ost-Richtung von den Schwemmfächern der Pfälzerwalder Bäche zerschnitten wird. Die jüngere Rheinaue ist in diese altpleistozäne Flussterasse eingetieft und mit holozänen Auesedimenten verfüllt. Im westlichen Teil des Kartenausschnitts ist das linksrheinische Mesozoikum angeschnitten, das sich zwischen den Grundgebirgsaufbrüchen des Rheinischen Schiefergebirges und der Vogesen erstreckt. Aufgeschlossen sind Ausläufer der Saar-Nahe-Senke, die Westricher Hochfläche, der Pfälzer Wald und die Zaberner Senke. Östlich des Oberrheingrabens sind die mesozoischen Schichten (hauptsächlich Trias) der Kraichgau-Senke erfasst. Sie reichen südlich bis zu den Ausläufern des Nordschwarzwaldes (Oberrotliegend). Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, gewährt ein geologisches Profil zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Die West-Ost-verlaufende Schnittlinie kreuzt die Westricher Hochfläche, den Pfälzer Wald und den Oberrheingraben.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 8742 Bad Reichenhall

Auf Blatt Bad Reichenhall sind Bausteinen des Ostalpins abgebildet: Niedere und Schladminger Tauern, Salzkammergut, Berchtesgadener Alpen sowie Höllengebirge, Totes Gebirge, Hagengebirge, Leoganger Steinberge, Tennengebirge, Dientener Berge und Steinernes Meer. Das subalpine Molassebecken begrenzt die alpinen Einheiten im Norden. Die tertiäre Sedimentfüllung des Molassebeckens ist größtenteils von quartären Deckschichten (z. B. fluviatilen und glazifluviatilen Schottern und Sanden) überlagert. Die sich südlich an die Molasse anschließende helvetische Zone der Alpen (Kreide und Tertiär) tritt ebenfalls nur vereinzelt unter der Quartärbedeckung zu Tage. Die Flysch-Zone ist wesentlich breiter ausgebildet. Die kreidezeitlichen Tiefenwasserbildungen zeichnen sich durch wechsellagernde tonig-mergelige bzw. sandig-kalkige Schichten aus. Den zentralen Teil des Kartenblattes nimmt eine durch Faltung, Verschuppung, Auf- und Überschiebung geprägte Zone ineinander greifender bzw. aneinander grenzender Schollen und Decken ein. Die zur Tirolischen Schubmasse der Kalkalpen zählenden Sedimente der Trias (z. B. Wettersteinkalk, Hauptdolomit, Dachsteinkalk) und des Juras dominieren den Bereich. Zu dem Tirolikum zählen Göllmassiv, Staufen-Höllengebirgs-Decke, Totengebirgsdecke, Warscheneck-Decke, Werfener Schuppenzone und Mandlingschuppe. Ihnen sind andere ostalpine Deckenbausteine eingeschaltet: Bajuvarikum: Allgäu-Decke, Langbath-Scholle, Reichraminger Decke; Berchtesgadener Decke und Dachstein-Decke; Hallstätter Zonen und Deckschollen: Lofer-Reichenhaller Zone, Hallein-Berchtesgadener Zone, Ischl-Ausseer-Zone, Grundlsee-Zone, Lammermasse, Plassen, Mitterndorfer Schollen; Gosau-Becken mit kreidezeitlichen Sand- und Mergelsteinen. Nach Süden schließt sich die Grauwackenzone (paläozoische Grauwacken, Ton- und Kieselschiefer) an. Auch kleinere Einschaltungen von Grünschiefer, Metadiabas, Karbonat und Kieselmarmor treten auf. Am Südrand des Kartenblattes sind metamorphe Gesteine (Schiefer, Phyllite, Gneise, Quarzite) der Zentralalpen erfasst. Von West nach Ost lassen sich die Tauern-Schieferhülle des Penninikums, die Penninisch-Radstädter Mischungszone, der Radstädter Komplex und das Ostalpine Altkristallin abgrenzen. Neben der Legende, die über Alter, Genese und Petrographie der dargestellten Einheiten informiert, verdeutlicht eine tektonische Übersichtskarte die regionalgeologische Gliederung im Kartenausschnitt. Ein geologischer Schnitt gewährt zusätzliche Einblicke in den Aufbau des Untergrundes. Das N-S-Profil kreuzt die Molassesedimente, die Flysch-Zone, die Tirolische Schubmasse der Kalkalpen mit eingelagerter Lammermasse, die Penninisch-Radstädter Mischungszone und endet im Penninikum der Zentralalpen.

Die unbekannte Rolle von Karsteinzugsgebieten für den Kohlenstofftransfer zwischen Kontinent und Atmosphäre

Terrestrisch-aquatische Systeme liefern nicht nur Kohlenstoff vom Land zum Meer, sondern ein bedeutender Teil davon wird in Form von CO2 zurück in die Atmosphäre transportiert. Karstgebiete werden dabei in der Literatur von einigen Studien als Kohlenstoffsenke gesehen, während andere Arbeiten starke CO2 Übersättigungen zeigen. Aufgrund des großen anorganischen Kohlenstoffreservoirs der Kalksteine könnten Bäche und Flüssen in Karstgebieten durchaus eine bedeutende Quelle für CO2 Entgasung einnehmen. Bislang ist allerdings nur wenig über die Rolle von Karst-Einzugsgebieten im globalen Kohlenstoffkreislauf bekannt. Darüber hinaus wurden Auswirkungen tageszeitlicher Änderungen auf die CO2 Entgasung nur selten untersucht. Die jüngsten Entwicklungen bei transportablen laser-basierten Instrumenten erlauben direkte Messungen von Konzentrationen und stabilen Isotopenverhältnissen im Gelände. Diese Messungen ermöglichen Rückschlüsse auf Quellen und Umsetzungsprozesse des freigesetzten Kohlenstoffs. Die Anwendung dieser technischen Neuerungen wird dazu beitragen numerische Modelle zur Quantifizierung von CO2 Ausgasung signifikant zu verbessern. Hauptziel der vorgeschlagenen Studie ist es, die Rolle von Karstgebieten mittlerer Breiten für den Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen. Hierbei soll der Schwerpunkt auf CO2 Ausgasungen aus Flussoberläufen und Quellgebieten liegen. Die Studie soll räumliche und zeitliche Quantifizierungen durch direkte Geländemessungen erfassen, um dadurch die physikalischen und biogeochemischen Prozesse zu entschlüsseln, die für den CO2-Transport in Karstgebieten verantwortlich sind. Hierzu sind detaillierte Untersuchungen des Wiesent-Einzugsgebietes in Nordbayern als Pilotstudie geplant. Direkte Vergleiche zu nahegelegenen Oberläufen eines granitischen und eines im Sedimentgestein gelegenen Einzugsgebietes sind ebenfalls vorgesehen. Regelmäßige monatliche Geländekampagnen sehen Konzentrations- und stabile Isotopenmessungen von CO2 direkt im Gelände vor. Die regelmäßigen Beprobungen werden um saisonale Tag-Nacht-Beprobungen sowie eventbezogene Probenahmen ergänzt. Anschließende Laboranalysen für Konzentrationen und Isotopenverhältnissen der anderen aquatischen Kohlenstoffphasen (DIC, DOC und POC) komplettieren die Untersuchung des Kohlenstoffkreislaufs. Dieser Multi-Parameter-Ansatz eröffnet über die stabilen Isotopen-untersuchungen neue Modellierungsansätze für CO2 Entgasungsmodelle. Diese neuen Ansätze haben das Potenzial, die derzeit abgeschätzten CO2-Transferraten aus terrestrischen aquatischen Systemen in Zukunft deutlich besser bestimmen zu können. Dies könnte die Grundlagen liefern, um Kohlenstofftransferraten zukünftig auch auf regionale oder globale Skalen hoch zu skalieren.

Arsen und Molybdän in marinen Karbonaten: Umverteilung, Bindungsformen und Isotopen Systematik

Spurenelemente in sedimentären Abfolgen können sowohl positive als auch negative Aspekte haben. Positive Aspekte haben Spurenelements, weil (1) ihre Konzentrationsmuster als Proxies für die Rekonstruktion der Umweltbedingungen zum Zeitpunkt der Ablagerung verwendet werden können, (2) sie Informationen über diagenetische Prozesse liefern können und (3) sie abgebaut werden können, um den strategischen Mineralbedarf zu decken. Andererseits können sie aufgrund der Wasser-Gestein-Wechselwirkung in das Grundwasser gelangen, wo sie sich nachteilig auf die betrieblichen und gesundheitlichen Aspekte dieser kritischen Ressource auswirken. Wir wissen erstaunlich wenig über die beiden Spurenelemente As und Mo in karbonatischen Sedimenten. Dies erscheint überraschend, da Karbonate zu den am häufigsten vorkommenden Sedimentgesteinstypen gehören und As und Mo Elemente von erheblichem ökologischen und wissenschaftlichen Interesse sind. Um unser Verständnis zu verbessern, wird das übergeordnete Ziel der vorgeschlagenen Studie sein, die diagenetische Geschichte und die damit einhergehende Umverteilung von As und Mo in der Karbonatmatrix eines Grundwasserleiters zu entschlüsseln. Die Kombination dieser Informationen mit detaillierten mineralogischen Beobachtungen wird gekoppelte chemische Transportmodelle verbessern und dabei helfen, Bereiche, Regionen und Zeitalter potenzieller Kontaminationen zu identifizieren, was die Suche nach sicherem Trinkwasser unterstützen wird. Ein Prozessverständnis der diagenetischen Umverteilung von Mo und seinen Isotopen wird es ermöglichen Mo isotope als Werkzeug für die Rekonstruktion von Paläobedingungen während der Ablagerung von Karbonaten zu nutzen. Somit wird es die Möglichkeit der Paläorekonstruktion, in anderen marinen Umgebungen als euxinischen Becken, geben.

Klima-, Meeresspiegel- und Ökosystementwicklung in triassischen und jurassischen Sauerstoffmangelsystemen

Im Rahmen des SFB 275 (Universität Tübingen) wurden innerhalb der ersten Antragsphase (1995-1997) die Schwarzschiefer des Unteren Toarciums SW-Deutschlands bearbeitet. In der zweiten Antragsphase (1998-2000) wurde/wird die Schwarzschiefer-Genese in verschiedenen Ablagerungsmilieus unterschiedlicher Zeitscheiben untersucht. Eine Förderung von weiteren zwei Jahren wird beantragt, um die Datenbasis stratigraphisch zu erweitern und ein Synthese-Modell für die Schwarzschieferbildung in Trias und Jura zu erarbeiten.

Klimaarchiv Fjorde: Bindeglied zwischen terrestrischen und marinen Sedimentationsräumen

Untersuchungen an Eiskernen auf Grönland zeigen Temperaturschwankungen in Polargebieten von 5 bis 10 Grad C innerhalb weniger Dekaden in den letzten 15000 Jahren. Derartige Schwankungen könnten zukünftig, trotz steigender CO2-Emissionsraten, zu extremen Abkühlungen des Erdklimas führen. Sedimentationsraten von bis zu 20 cm/100 Jahre in den Fjorden, die sowohl marine als auch terrestrische Signale in den Sedimenten archivieren, dokumentieren Ursachen und Konsequenzen dieser rapiden Klima- wechsel. Unter besonderer Berücksichtigung des organischen Kohlenstoffflusses sollen hochauflösende Zeitreihen mit folgenden Zielen erstellt werden: - Charakterisierung und Quantifizierung vertikaler(autochthoner) und lateraler (alochthoner) organischer Stoffflüsse in Fjorden und ihre Erhaltung im Sediment. - Klimagesteuerter Eintrag von organischer Substanz in Fjorde hoher Breiten; hochauflösende Rekonstruktion spätglazialer und holozäner Klimazyklen. - Computersimulation verschiedener Ablagerungsszenarien kohlenstoffreicher Sedimente in Fjorden sowie laterale und vertikale Organo-Faziesveränderungen.

Vereisungsgeschichte der Antarktischen Halbinsel/Westantarktis (Leg 178)

Im Rahmen von ODP-Leg 178 wurden neun Bohrungen auf einem Profil über den pazifischen Kontinentalrand der Antarktischen Halbinsel abgeteuft. Drei Sedimentkerne aus hemipelagischen Driftkörpern vom Kontinentalfuß enthalten eine kontinuierliche Schichtenabfolge seit dem oberen Miozän, aus der mittels zweier unterschiedlicher methodischer Ansätze offene Fragen zur neogenen Umweltentwicklung und der Vereisungsgeschichte der Westantarktis beantwortet werden sollen: (1) Mit Hilfe einer zeitlich hochaufgelösten Dokumentation der Tonmineralvergesellschaftung sollen Transportmechanismen und -pfade rekonstruiert werden, die aufgrund ihrer Verknüpfung mit Paläoozeanographie und Paläoklima Aufschluss über die Entwicklung des Westantarktischen Eisschilds geben werden. (2) Über die Quantifizierung des Opalgehalts im Sediment wird die Geschichte der meereislimitierten Produktivität in der Antarktischen Zone des Bellingshausenmeeres rekonstruiert. Aus der Veränderung der vom glazialen Sedimenteintrag völlig unabhängigen Produktivität werden Hinweise auf paläoozeanographische und paläoklimatische Umweltveränderungen abgeleitet

Känozoische Vereisungen und Meeresspiegelschwankungen der Bellinghausen See (ODP Leg 178)

Hemipelagische Sedimentrücken am west- und ostantarktischen Kontinentalrand, die bei den ODP-Fahrtabschnitten 178 und 188 beprobt wurden bzw. werden, enthalten eine kontinuierliche Schichtenabfolge seit dem Paläogen. Im Rahmen eines Auswerte- projekts sollen mittels eines 'Multiproxy'-Parameteransatzes offene Fragen zur känozoischen Vereisungsgeschichte der West- und Ostantarktis beantwortet werden: (1) Mit Hilfe einer zeitlich hochaufgelösten Dokumentation der Korngrößenvariationen und der mineralogischen Zusammensetzung der Ton- und Grobfraktionen sollen Transportmechanismen und -pfade rekonstruiert werden, die Aufschluss über Volumenänderungen der antarktischen Eisschilde geben werden. (2) Anhand von spektrophotometrischen Daten soll überprüft werden, ob Turbiditsequenzen in antarktischen Kontinentalrandsedimenten synchron auftreten und durch Eisschildfluktuationen bzw. durch Meeresspiegelschwankungen gesteuert werden. (3) Mittels der Bilanzierung von Paläoproduktivitätsindikatoren sollen Eisrandlagen sowie die klimagekoppelte Tiefen- und Bodenwasserzirkulation im Südpolarmeer rekonstruiert werde. (4) Die Ergebnisse fließen ein in die Entwicklung eines Modells, das die känozoische Vereisungsgeschichte von West- und Ostantarktis in ihren wesentlichen Zügen beschreibt

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserleitertypen der oberflächennahen Gesteine

Die Karte zeigt die Grundwasserleitertypen der oberflächennahen Gesteine im Maßstab 1:500 000. Die Gesteinseinheiten der Geologischen Übersichtskarte sind in drei Klassen eingeteilt worden, die die wesentlichen Leitereigenschaften beschreiben: Porengrundwasserleiter, Kluftgrundwasserleiter und Grundwassergeringleiter. - Porengrundwasserleiter Diese nicht verfestigten Sedimentgesteine bestehen überwiegend aus den gröberen Kornkomponenten Kies und Sand und weisen ein zusammenhängendes Hohlraumvolumen auf, das je nach konkreter Zusammensetzung zwischen 10 und 35 % des Gesteinsvolumens beträgt. Das Grundwasser kann sich in diesen Gesteinen gut bewegen, ist relativ gleichmäßig verteilt und bildet eine deutlich ausgeprägte Grundwasseroberfläche aus, die durch Bohrungen gut erschlossen werden kann. - Grundwassergeringleiter Gesteine mit sehr geringen effektiven Hohlraumanteilen und dichten Gesteinsmassen können Grundwasser nur in geringem Maße speichern oder weiterleiten. Als solche Grundwassergeringleiter wirken die feinkörnigen Locker- und Festgesteine (tonig, schluffig), aber auch die kaum geklüfteten dichten Vulkanite und Magmatite. Die tonigen Gesteine weisen zwar eine hohe primäre Porosität von über 30% auf, diese steht aber wegen der in ihnen wirkenden kapillaren Kräfte für die Grundwasserbewegung nicht zur Verfügung. - Kluftgrundwasserleiter Diese verfestigten kompakten Gesteine, die überwiegend durch Diagenese von Sedimenten entstanden sind, sind nachträglich durch tektonische Beanspruchung in unterschiedlichem Maße geklüftet und gestört worden. Dieses sekundäre Hohlraumvolumen nimmt nur einen geringen Teil (wenige %) des gesamten Gesteinsvolumens ein, kann aber eine relativ schnelle Bewegung des Grundwassers begünstigen. Das primäre Hohlraumvolumen ist in diesen Gesteinen durch die Diageneseprozesse erheblich reduziert worden. Die hier vorliegende Karte entstand durch eine Umattributierung der Inhalte der "Geologischen Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000" und berücksichtigt somit in der Regel nur einen Tiefenbereich von ca. 2 m unter Geländeoberkante. Informationen über die Eigenschaften tieferliegender Gesteinsschichten sind aus dieser Karte nicht zu entnehmen.

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