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Die Folgen der starken Emission von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden in die Atmosphäre wurden in den vergangenen Jahrzehnten immer deutlicher erkennbar: Saure Niederschläge gelangen in die Böden und verstärken die Tendenz ihrer Versauerung. Unter den negativen Wirkungen einer starken Bodenversauerung wird toxischer Überschuß von Aluminium-Ionen auf das Pflanzenwachstum besonders untersucht und diskutiert. Zu dieser Frage sind in dem vorliegenden Beitrag Versuchsergebnisse beschrieben worden. die im Rahmen eines Forschungsauftrages mit Gemüsearten als Testpflanzen in den Jahren 1966 bis 1968 erzielt werden konnten.
An der Basis einer Brekzie aus zechsteinzeitlichen Karbonatgesteinen konnten auf dem Hüggel-Horst Sedimente mit mariner Fauna (Ober-Miozän: Langenfelde-Gram) beobachtet werden. Ihre Fossilführung und Petrographie wird beschrieben. Sie sind in Höhlen, die bei Subrosion von Zechstein-Sulfaten entstanden, im küstennahen Bereich des Miozän-Meeres eingespült und abgelagert worden. Sie belegen, daß der Hüggel-Horst schon im Miozän gehoben und bis auf die Zechstein-Gesteine abgetragen worden war.
Ein nördlich von Sulingen (TK 3318 Sulingen) gefundenes Flintkonglomerat wird beschrieben. Es ist ein vermutlich saaleeiszeitliches Geschiebe und wird von Koniferenwurzelresten durchzogen. Die Erhaltungszustände der Wurzeln und deren Verteilung im Gestein weisen das Konglomerat als ein primär durchwurzeltes Sediment aus. Es wird versucht, aufgrund petrographischer, sedimentologischer und paläobotanischer Befunde die Entstehung des wurzelführenden Flintkonglomerates als festländische Bildung skizzenartig zu umreißen. Das Flintkonglomerat wird einer Gruppe ähnlicher Geschiebe zugeordnet, die ØDUMS 1968 sehr detailliert aus Jütland beschrieb. Der Verfasser stellt - aufgrund der Befunde des vorliegenden Flintkonglomerates und einiger Schlußfolgerungen aus Literaturhinweisen bezüglich der primär eingebetteten Fossilien - die Auffassung ØDUMS hinsichtlich der Entstehung des Flintkonglomerates als eines marinen Sedimentes in Frage. Abschließend werden die Ausführungen ØDUMS zur Frage der vermutlichen Lage des Anstehenden und die Angaben KOCHS zur Frage der stratigraphischen Einordnung der Flintkonglomerate als spät-tertiäre Bildungen kurz zusammengefaßt dargelegt.
Der vorliegende Beitrag stellt eine Analyse der Witterung für die Zeitspanne von 1974 bis 1980 dar. Alle Ergebnisse bestätigen die in früheren Jahrzehnten durchgeführten Messungen: Die Landschaft um Osnabrück gehört zum humiden, stark atlantisch beeinflußten Übergangsklima, das durch ein kühles, regenreiches und wechselhaftes Wetter gekennzeichnet ist.
Im Ibbenbürener Tal, das im Süden vom Teutoburger Wald und im Norden vom Schafberg begrenzt wird, wurden an hand von 91 Wasserproben die geohydrologischen Verhältnisse untersucht. Die dabei benutzte Chlorid-Methode ergab, daß an der Oberfläche geogenminerogenes Gruncwasserfehlt und die geogen-ombrogenen Wässer nur mit ca. 18% vorhanden sind. Über 80% der untersuchten Gewässer müssen als anthropogen eingestuft werden. Es wird eine Karte des Ibbenbürener Tales mit der flächenmäßigen Verteilung der einzelnen Wassertypen vorgelegt.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, neben einer Gliederung der Zechstein-Serien im Bereich des Hüggels die Genese der allochthonen Schollen (Silberberg-Großheide-Scholie und Heidberg-Jägerberg-Scholle) in seinem südlichen Vorland zu diskutieren. Die Zechstein-Gesteine liegen in dolomitischer Randfazies vor, die eine geilauere Untergliederung z. Zt, nur bedingt zuläßt. Vermutlich sind während des Werra- und Staßfurt-Zyklus Sulfate (A 1 - A 2) ausgefällt worden, die eine mächtige Anhydrit-Gesteinseinschaltung innerhalb der Zechstein-Serien bildeten. Hinweise auf nennenswerte salinare Bildungen im Bereich des Hüggels gibt es nicht. Die bislang für die Genese der allochthonen Schollen im südlichen Hüggel-Vorland erarbeiteten Modelle (NIENHAUS 1953; LATZE 1953; KELLER 1974) können nicht bestätigt werden. Stattdessen wird versucht, die Bildung der Schollen durch Schub- oder Gleitdeckentektonik zu erklären. Es wird angenommen, daß die Silberberg-Großheide-Scholie aus dem Dachbereich des Hüggel- Horstes stammt. Schubdecken-Modell: Die Heidberg-Jägerberg-Scholle und Kreide-Gesteine in Dolinen nördlich des Hüggels sind Reste einer Schubdecke, die von N kommend beim Übergleiten des Hüggel- Horstes dessen Dach (Silberberg-Großheide-Scholle) in das südliche Hüggel-Vorland schob. Gleitdecken-Modell: Während der Hebung des Hüggel-Horstes kam es an übersteilten Hängen zum gravitativen Abgleiten der beiden Schollen in das südliche Hüggel-Vorland.
Die küstennahe Ausbildung des Osningsandsteins bei Bad Iburg im Liegenden der Osningüberschiebung
(1979)
Vor der Küste der Rheinischen Masse liegen im Gebiet des nordwestlichen Teutoburger Waldes bei Bad Iburg im Querschnitt linsenartige feinkörnige Sandsteinmassen mit einer Mächtigkeit bis zu 260 m. Sie gehören der Unterkreide an und bilden die Fazies des Osningsandsteins. Seitlich und landeinwärts werden sie von wattähnlichen, zum Teil gröberen, mit 15-20 m geringmächtigen und glaukonitführenden, z. T. tonigen Sandsteinen vertreten, in denen im Falle des Dörenberges Anzeichen für eine vom Festland kommende ehemalige Stromrinne völlig fehlen. Der Befund am Hohnsberg spricht dafür, daß er eine durch Tiefenerosion hervorgerufene Rinnenausfüllung, der Form nach Seegatten der friesischen Küste vergleichbar oder mehr noch dem ausgefüllten Bett eines dem Meere zufließenden Stromes, ist. Die bisherige Annahme, in den mächtigen Sandsteinvorkommen ehemalige Flußdelten zu sehen, kann nicht mehr gelten.
Im Tecklenburger Land Nordwestfalens ist wie auch in anderen mitteleuropäischen Felslandschaften die Morphologie im großen und im kleinen durch ältere bruchtektonische und durch jüngere exogene, von der Verwitterung mit der Gravitation getragene Kräfte bestimmt. Sichtbare Zeichen für ihre Auswirkungen sind Lagestörungen im geschlossenen Gesteinskörper und an Felsen. Sie äußern sich in Texturen, bei denen zwischen Zeugen für bruchtektonische und für atektonische, felsmechanische Entstehung zu unterscheiden ist. Die bruchtektonischen Texturen treten als Längs- und Querklüfte und als Auf- und Oberschiebungen hervor, die im gewachsenen Gesteinskörper gebannt sind. Die felsmechanischen Texturen setzen über die heutige Erdoberfläche emporragende Felsen voraus, die in den Dörenther Klippen aus dem nach ihnen benannten Dörenther Sandstein der unterkretazischen Osning-Sandstein-Folge bestehen. Je nach dem Vorhandensein freier Flächen sind die Bewegung auslösenden felsmechanischen Texturen im oder gegen das Schichteinfallen und auch im Streichen angeordnet. Die Gravitation löste die Rißbildung aus und bestimmte den weiteren Verlauf und Zerfall nach Art der Hangzerreißung. Die felsmechanischen Bewegungen knüpfen teilweise an bruchtektonische Texturen an, die in reiner Form unter der Verwitterungszone im festen Gestein des Gravenhorster Sandsteins, ebenfalls der Osningsandstein-Folge zugehörig, erhalten sind. Abschließend wird die Entstehung der bruchtektonischen und der felsmechanischen Texturen in den geologischen Zeitablauf eingegliedert. Die Bruch-Tektonik fällt genetisch mit der Osning-Tektonik zusammen, die in der subherzynischen Faltungsphase am Ausgang der altalpidischen Faltungsära entstand. Die heute vorliegende Felsmechanik dürfte seit dem Abtauen des Saaleeises entstanden sein und bestimmt jetzt und weiter das morphologische Bild der Dörenther Klippen im Tecklenburger Land.
Im Rahmen von Flurbereinigungsmaßnahmen wurde bei Glandorf-Averfehrden
(Bad Laer, Landkreis Osnabrück) am NW-Hang des Hülsberges
ein großer Findling freigelegt (TK 25 Nr. 3913 Ostbevern, R: 342955, H:
577384). Er wurde am 2. Oktober 1979 gehoben und ca. 300 m südsüdwestlich
des Fundortes an der B 475 als Naturdenkmal aufgestellt.
Das Naturwissenschaftliche Museum Osnabrück ist in einer ehemaligen Villa untergebracht, die am Rande der Innenstadt an einer stark befahrenen
Straße liegt. Das dreistöckige Gebäude hat eine Gesamtfläche von
ca. 720 qm. Entsprechend der ursprünglichen Verwendung schwankt
die Raumgröße zwischen 20 und 30 qm.
Die Ausstellungsräume mit einer Gesamtfläche von 325 qm zeigen im
Parterre und 1. Stock Exponate aus den Gebieten der Mineralogie, Geologie
und Zoologie. Die Verwaltung ist im 2. Obergeschoß untergebracht.
Außerdem befindet sich dort die enthomologische Sammlung,
während die geowissenschaftlichen und ornithologischen Sammlungsbestände
im Keller lagern. Außerdem sind Teile der Sammlungsbestände
und die Präparationswerkstatt außerhalb des Hauses, in angemieteten
Räumen untergebracht.
In Sandgruben am Piesberg bei Osnabrück sind Vorschütt-Sedimente, Grundmoräne und Nachschütt-Sedimente der Saale-Eiszeit erschlossen. Einregelungsmessungen länglicher Gerölle in der Grundmoräne ergeben ein differenziertes Bild der Eisbewegung bei der Hauptvorstoßrichtung von N nach S. Die Geröllanalyse zeigt einen dominierenden heimischen Bestand in den Vorschütt-Sedimenten und der Lokal-Grundmoräne sowie einen höheren nordischen Anteil in den Nachschütt-Sedimenten. Bildungen einer Toteislandschaft mit Verzahnungen von Nachschütt-Sedimenten und Grundmoräne werden diskutiert.
Auf dem Piesberg bei Osnabrück konnten Gletscherschrammen beobachtet werden. Sie verlaufen überwiegend von NNE nach SSW. Diese Richtung stimmt gut mit Einregelungsmessungen an Geschiebe-Längsachsen in dem die Schrammenfläche bedeckenden Geschiebelehm überein. Gletscherschrammen und Geschiebelehm haben saalezeitliches Alter (Drenthe-Stadium).
Der Sudenfelder Sattel des Osningsandsteins bei Hagen a.T.W. (Landkreis Osnabrück) : (Teil I)
(1980)
Zur besseren lJbersicht wird an der bewährten Gliederung WEGNERs in den kalkigen oberkreidezeitlichen, vom Münsterland aus betrachtet 1. Teutoburger Wald-Kamm und in den dicht hinter ihm parallel verlaufenden 2. Teutoburger Wald-Kamm, in den sandigen unterkreidezeitlichen Teutoburger Wald-Kamm des Osningsandsteins, festgehalten. Von dieser Gliederung unterscheidet sich der Abschnitt westlich von Bad Iburg bis nach Tecklenburg auffällig derart, daß sich auf einer Längserstreckung von 17 km beide Kämme bis auf 2,5 km voneinander entfernen, um einen Raum mit einem Faltenbau des Osningsandsteins freizugeben.
Wer von Lengerich kommend nach Überquerung des Ober-Kreide-Kalkrückens des Teutoburger Waldes auf dem Hof Herkendorf nach den Herkensteinen fragt, ist überrascht zu erfahren, daß diese an ganz anderer Stelle liegen (Abb. 1). Nur wenigen bekannt, stehen sie im heute zu Tecklenburg gehörenden Ledde-Oberberge und sind vom Hof Herkendorf 2,5 km entfernt.
Bei Osnabrück glazial übertiefter tertiärer geologischer Graben. Im oberen Teil mit pleistozäner Sand- oder Kiesfüllung. Örtlichkeit für einen Stau- oder Grundwassersee? Niederschlags- und Verdunstungsverhältnisse. Oberirdischer Abfluß. Grundwasserspiegelpläne für maximale Grundwasserstände. Bedeutung des unterirdischen Abflusses. Geologisch-hydrologische Voraussetzungen ließen nur Grundwassersee, den heutigen Rubbenbruchsee, zu.
Die mit der Begrenztheit des Naturraumpotentials einhergehenden Zwänge (Rohstoff-, Energieträger-, Wasser-, lokale Nahrungsmittelverknappung, Deponieprobleme) haben zu einer Umorientierung von Teilen der geowissenschaftlichen Forschung geführt. Die prospektive Geologie betreibt vorausschauende Umweltforschung für die Daseinsvorsorge. In Ländern, die wie Niedersachsen trotz des relativen Reichtums an Bodenschätzen wegen der Vielgestaltigkeit und Kompliziertheit ohne Heranziehung entsprechenden Sachverstandes nicht planerisch angemessen geordnet werden können, muß die Geologie (im weiteren Sinne) ihren Platz in der Gesellschaft neu, und zwar weiter vorn als bisher, definieren. Das gilt sowohl für die Planung der akademischen Ausbildung und Forschung als auch für die politische Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnisse. Denn der Wert der Gesellschaftspolitik wird in Zukunft wesentlich durch naturraum- und rohstoffgerechte Wirtschaftspolitik geprägt, das heißt von der geowissenschaftlichen Forschung und ihrer Anwendung entscheidend beeinflußt.
Dr. phil. nat. FRIEDRICH HAMM wurde in Osnabrück, Krahnstraße 1, als Sohn des Sanitätsrates Dr. med. et Dr. phil. HERMANN HAMM und seiner Frau MARIA BRINKMANN-TO BROXEN am 12. April 1891 - einem Sonntag - geboren. Er überlebte seine 5 Geschwister, die alle vor dem Erreichen des 1. Lebensjahres starben.
Am Rande der Westfälischen Bucht liegen bei Versmold und Gütersloh zwei Drumlinfelder. Die zusammen über 60 Rücken, die aus Sand und Geschiebelehm bestehen, wurden durch einen Gletscher des Inlandeises geformt, der aus der Westfälischen Bucht gegen die Randhöhen des Teutoburger Waldes vordrang. Es handelt sich um die Erstbeschreibung von Drumlins im Altmoränengebiet Nordwestdeutschlands.
Numerous reactive volatile organic compounds (VOCs) are emitted into the atmosphere by vegetation. Most biogenic VOCs are highly reactive towards the atmosphere's most important oxidant, the hydroxyl (OH) radical. One way to investigate the chemical interplay between biosphere and atmosphere is through the measurement of total OH reactivity, the total loss rate of OH radicals. This study presents the first determination of total OH reactivity emission rates (measurements via the Comparative Reactivity Method) based on a branch cuvette enclosure system mounted on a Norway spruce (Picea abies) throughout spring, summer and autumn 2011. In parallel separate VOC emission rates were monitored by a Proton Transfer Reaction-Mass Spectrometer (PTR-MS), and total ozone (O3) loss rates were obtained inside the cuvette. Total OH reactivity emission rates were in general temperature and light dependent, showing strong diel cycles with highest values during daytime. Monoterpene emissions contributed most, accounting for 56–69% of the measured total OH reactivity flux in spring and early summer. However, during late summer and autumn the monoterpene contribution decreased to 11–16%. At this time, a large missing fraction of the total OH reactivity emission rate (70–84%) was found when compared to the VOC budget measured by PTR-MS. Total OH reactivity and missing total OH reactivity emission rates reached maximum values in late summer corresponding to the period of highest temperature. Total O3 loss rates within the closed cuvette showed similar diel profiles and comparable seasonality to the total OH reactivity fluxes.
Total OH reactivity fluxes were also compared to emissions from needle storage pools predicted by a temperature-only dependent algorithm. Deviations of total OH reactivity fluxes from the temperature-only dependent emission algorithm were observed for occasions of mechanical and heat stress. While for mechanical stress, induced by strong wind, measured VOCs could explain total OH reactivity emissions, during heat stress they could not. The temperature driven algorithm matched the diel course much better in spring than in summer, indicating a different production and emission scheme for summer and early autumn. During these times, unmeasured and possibly unknown primary biogenic emissions contributed significantly to the observed total OH reactivity flux.
A complete, well-preserved record of the Cenomanian/Turonian (C/T) Oceanic Anoxic Event 2 (OAE-2) was recovered from Demerara Rise in the southern North Atlantic Ocean (ODP site 1260). Across this interval, we determined changes in the stable carbon isotopic composition of sulfur-bound phytane (δ13Cphytane), a biomarker for photosynthetic algae. The δ13Cphytane record shows a positive excursion at the onset of the OAE-2 interval, with an unusually large amplitude (~7‰) compared to existing C/T proto-North Atlantic δ13Cphytane records (3–6‰). Overall, the amplitude of the excursion of δ13Cphytane decreases with latitude. Using reconstructed sea surface temperature (SST) gradients for the proto-North Atlantic, we investigated environmental factors influencing the latitudinal δ13Cphytane gradient. The observed gradient is best explained by high productivity at DSDP Site 367 and Tarfaya basin before OAE-2, which changed in overall high productivity throughout the proto-North Atlantic during OAE-2. During OAE-2, productivity at site 1260 and 603B was thus more comparable to the mid-latitude sites. Using these constraints as well as the SST and δ13Cphytane-records from Site 1260, we subsequently reconstructed pCO2 levels across the OAE-2 interval. Accordingly, pCO2 decreased from ca. 1750 to 900 ppm during OAE-2, consistent with enhanced organic matter burial resulting in lowering pCO2. Whereas the onset of OAE-2 coincided with increased pCO2, in line with a volcanic trigger for this event, the observed cooling within OAE-2 probably resulted from CO2 sequestration in black shales outcompeting CO2 input into the atmosphere. Together these results show that the ice-free Cretaceous world was sensitive to changes in pCO2 related to perturbations of the global carbon cycle.
Nach einem allgemeinen Überblick über Struktur, Genese und Bedeutung der städnschen Wärmeinsel wird die Untersuchungsmethode dargestellt, mit der die räumliche Temperaturverteilung in der Stadt Osnabrück bei strahlungsreichem Hochdruckwetter ermittelt wurde. Die zeitliche und räumliche Entwicklung des Temperaturfeldes wird an Hand von drei aufeinander folgenden Meßfahrten aufgezeigt und abschließend die mittlere Temperaturverteilung dargestellt.
In den vergangenen Jahren gab es verschiedene Initiativen, die auf die unzureichende Fördersituation der Schadstoffbezogenen Umweltwissenschaften in der Bundesrepublik Deutschland aufmerksam gemacht haben. Um eine objektive Analyse über die Fördersituation der Ökotoxikologie und Umweltchemie in Deutschland zu erhalten, wurde eine anonyme Online-Befragung ausgearbeitet. Mit Unterstützung der Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) – German Language Branch und der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) – Fachgruppe für Umweltchemie und Ökotoxikologie wurde eine Einladung zur Teilnahme an der Befragung an alle Mitglieder dieser beiden maßgeblichen Verbände der Ökotoxikologie und Umweltchemie im deutschsprachigen Raum versendet. Nur leitende Mitarbeiter aus den Bereichen Forschung, Behörden und Industrie sollten an der Befragung teilnehmen. Die Befragung gliedert sich in eine Sektion zur sozioökonomischen Charakterisierung der Teilnehmer, eine zur Förderung der Forschung durch die DFG und eine zur Förderung durch andere Geldgeber. Insgesamt haben 71 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in leitenden Positionen aus verschiedenen Sparten an der Befragung teilgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Teilnehmer als sehr leistungsstark eingestuft werden können. 48,5 % der Befragten hatten bereits einen Antrag bei der DFG gestellt. Ein Drittel der Befragten gaben an, eine Förderung durch die DFG erhalten zu haben. 64 % sind mit der Förderung Schadstoffbezogener Umweltwissenschaften durch die DFG nicht zufrieden, nur 7 % sind zufrieden. Es zeigte sich, dass die Anträge insgesamt sehr heterogen auf verschiedene Fachbereiche der DFG verteilt sind. Geowissenschaften, Wasserforschung und Chemie nehmen die ersten Ränge ein, vor Biologie und Ökologie. Im Gegensatz dazu gaben 91,2 % der Befragten an, dass Sie bereits Drittmittelanträge bei anderen Förderinstitutionen (außer der DFG) gestellt haben, und 83,6 % wurden bereits entsprechende Drittmittelanträge bewilligt. 62,3 % der Befragten sind der Meinung, dass sich die Fördersituation für die Schadstoffbezogenen Umweltwissenschaften in den letzten Jahren insgesamt verschlechtert oder sogar deutlich verschlechtert hat. Der überwiegende Anteil der Befragten (60,9 %) ist mit der Fördersituation durch Drittmittelgeber unzufrieden, nur 10,9 % sind damit zufrieden. Auf die Frage „Ist die Forschungsförderung im europäischen Ausland insgesamt besser als in Deutschland?“ antworteten 30 % mit „ja“, 9 % mit „nein“ und 61 % mit „ich weiß nicht“. Zusammenfassend ergab die Befragung, dass die Fördersituation der Ökotoxikologie und Umweltchemie in Deutschland insgesamt als steigerungsbedürftig, bei der DFG jedoch als problematisch zu bewerten ist. Die auffällige Unterrepräsentation der DFG im Vergleich zu anderen Drittmittelgebern verdeutlicht, dass die wichtigste Förderinstitution Deutschlands den Bedürfnissen der Schadstoffbezogenen Umweltwissenschaften nicht hinreichend Rechnung trägt. Insbesondere die Antworten auf die offenen Fragen bezüglich Verbesserungsmöglichkeiten der Forschungsförderung sollten als Grundlage für einen offenen Dialog der Schadstoffbezogenen Umweltforschung mit den Drittmittelgebern DFG, BMBF und DBU bzw. den entsprechenden Institutionen in CH und A genutzt werden.
Im Wiehengebirge (Osnabrücker Bergland) wurden die lithostratigraphisch gegliederten Gesteinsfolgen des Oberjura (Oxford, Kimmeridge, Gigas-Schichten bis Eimbeckhäuser Platten kalk) in zwei Tagesaufschlüssen am Linken-Berg bei Preußisch Oldendorf und am Osterberg bei Wehrendorf mit einer Gamma-Sonde nach dem Scintillometer-Prinzip vermessen. Oie synthetisch erzeugten Gamma- Kurven lassen sich eindeutig mit den Gamma-ray-Kurven der in der Nähe niedergebrachten Bohrungen vergleichen.
A hygroscopicity tandem differential mobility analyzer (HTDMA) was used to measure the water uptake (hygroscopicity) of secondary organic aerosol (SOA) formed during the chemical and photochemical oxidation of several organic precursors in a smog chamber. Electron ionization mass spectra of the non-refractory submicron aerosol were simultaneously determined with an aerosol mass spectrometer (AMS), and correlations between the two different signals were investigated. SOA hygroscopicity was found to strongly correlate with the relative abundance of the ion signal m/z 44 expressed as a fraction of total organic signal (f44). m/z 44 is due mostly to the ion fragment CO2+ for all types of SOA systems studied, and has been previously shown to strongly correlate with organic O/C for ambient and chamber OA. The analysis was also performed on ambient OA from two field experiments at the remote site Jungfraujoch, and the megacity Mexico City, where similar results were found. A simple empirical linear relation between the hygroscopicity of OA at subsaturated RH, as given by the hygroscopic growth factor (GF) or "ϰorg" parameter, and f44 was determined and is given by ϰorg = 2.2 × f44 − 0.13. This approximation can be further verified and refined as the database for AMS and HTDMA measurements is constantly being expanded around the world. The use of this approximation could introduce an important simplification in the parameterization of hygroscopicity of OA in atmospheric models, since f44 is correlated with the photochemical age of an air mass.
A hygroscopicity tandem differential mobility analyzer (HTDMA) was used to measure the water uptake (hygroscopicity) of secondary organic aerosol (SOA) formed during the chemical and photochemical oxidation of several organic precursors in a smog chamber. Electron ionization mass spectra of the non-refractory submicron aerosol were simultaneously determined with an aerosol mass spectrometer (AMS), and correlations between the two different signals were investigated. SOA hygroscopicity was found to strongly correlate with the relative abundance of the ion signal m/z 44 expressed as a fraction of total organic signal (f44). m/z 44 is due mostly to the ion fragment CO2+ for all types of SOA systems studied, and has been previously shown to strongly correlate with organic O/C for ambient and chamber OA. The analysis was also performed on ambient OA from two field experiments at the remote site Jungfraujoch, and the megacity Mexico City, where similar results were found. A simple empirical linear relation between the hygroscopicity of OA at subsaturated RH, as given by the hygroscopic growth factor (GF) or "κorg" parameter, and f44 was determined and is given by κorg=2.2×f44−0.13. This approximation can be further verified and refined as the database for AMS and HTDMA measurements is constantly being expanded around the world. The use of this approximation could introduce an important simplification in the parameterization of hygroscopicity of OA in atmospheric models, since f44 is correlated with the photochemical age of an air mass.
During the measurement campaign FROST 2 (FReezing Of duST 2), the Leipzig Aerosol Cloud Interaction Simulator (LACIS) was used to investigate the influence of various surface modifications on the ice nucleating ability of Arizona Test Dust (ATD) particles in the immersion freezing mode. The dust particles were exposed to sulfuric acid vapor, to water vapor with and without the addition of ammonia gas, and heat using a thermodenuder operating at 250 °C. Size selected, quasi monodisperse particles with a mobility diameter of 300 nm were fed into LACIS and droplets grew on these particles such that each droplet contained a single particle. Temperature dependent frozen fractions of these droplets were determined in a temperature range between −40 °C ≤T≤−28 °C. The pure ATD particles nucleated ice over a broad temperature range with their freezing behavior being separated into two freezing branches characterized through different slopes in the frozen fraction vs. temperature curves. Coating the ATD particles with sulfuric acid resulted in the particles' IN potential significantly decreasing in the first freezing branch (T>−35 °C) and a slight increase in the second branch (T≤−35 °C). The addition of water vapor after the sulfuric acid coating caused the disappearance of the first freezing branch and a strong reduction of the IN ability in the second freezing branch. The presence of ammonia gas during water vapor exposure had a negligible effect on the particles' IN ability compared to the effect of water vapor. Heating in the thermodenuder led to a decreased IN ability of the sulfuric acid coated particles for both branches but the additional heat did not or only slightly change the IN ability of the pure ATD and the water vapor exposed sulfuric acid coated particles. In other words, the combination of both sulfuric acid and water vapor being present is a main cause for the ice active surface features of the ATD particles being destroyed. A possible explanation could be the chemical transformation of ice active metal silicates to metal sulfates. The strongly enhanced reaction between sulfuric acid and dust in the presence of water vapor and the resulting significant reductions in IN potential are of importance for atmospheric ice cloud formation. Our findings suggest that the IN concentration can decrease by up to one order of magnitude for the conditions investigated.
During the measurement campaign FROST 2 (FReezing Of duST 2), the Leipzig Aerosol Cloud Interaction Simulator (LACIS) was used to investigate the influences of various surface modifications on the immersion freezing behavior of Arizona Test Dust (ATD) particles. The dust particles were exposed to sulfuric acid vapor, to water vapor with and without the addition of ammonia gas, and heat using a thermodenuder operating at 250 °C. Size selected, quasi monodisperse particles with a mobility diameter of 300 nm were fed into LACIS and droplets grew on these particles such that each droplet contained a single particle. Temperature dependent frozen fractions of these droplets were determined in a temperature range between −40 °C ≤ T ≤ −28 °C. The pure ATD particles nucleated ice over a~broad temperature range with their freezing behavior being separated into two freezing branches characterized through different slopes in the frozen fraction vs. temperature curves. Coating the ATD particles with sulfuric acid resulted in the particles' IN potential significantly decreasing in the first freezing branch (T > −35 °C) and a slight increase in the second branch (T≤ −35 °C). The addition of water vapor after the sulfuric acid coating caused the disappearance of the first freezing branch and a strong reduction of the IN ability in the second freezing branch. The presence of ammonia gas during water vapor exposure had a negligible effect on the particles' IN ability compared to the effect of water vapor. Heating in the thermodenuder led to a decreased IN ability of the sulfuric acid coated particles for both branches but the additional heat did not or only slightly change the IN ability of the pure ATD and the water vapor exposed sulfuric acid coated particles. In other words, the combination of both sulfuric acid and water vapor being present is a main cause for the ice active surface features of the ATD particles being destroyed. A possible explanation could be the chemical transformation of ice active metal silicates to metal sulfates. From an atmospheric point of view, and here specifically the influences of atmospheric aging on the IN ability of dust particles, the strongly enhanced reaction between sulfuric acid and dust in the presence of water vapor, and the resulting significant reductions in IN potential, are certainly very interesting.
We have sampled atmospheric ice nuclei (IN) and aerosol in Germany and in Israel during spring 2010. IN were analyzed by the static vapor diffusion chamber FRIDGE, as well as by electron microscopy. During the Eyjafjallajökull volcanic eruption of April 2010 we have measured the highest ice nucleus number concentrations (>600 l−1) in our record of 2 yr of daily IN measurements in central Germany. Even in Israel, located about 5000 km away from Iceland, IN were as high as otherwise only during desert dust storms. The fraction of aerosol activated as ice nuclei at −18 °C and 119% rhice and the corresponding area density of ice-active sites per aerosol surface were considerably higher than what we observed during an intense outbreak of Saharan dust over Europe in May 2008.
Pure volcanic ash accounts for at least 53–68% of the 239 individual ice nucleating particles that we collected in aerosol samples from the event and analyzed by electron microscopy. Volcanic ash samples that had been collected close to the eruption site were aerosolized in the laboratory and measured by FRIDGE. Our analysis confirms the relatively poor ice nucleating efficiency (at −18 °C and 119% ice-saturation) of such "fresh" volcanic ash, as it had recently been found by other workers. We find that both the fraction of the aerosol that is active as ice nuclei as well as the density of ice-active sites on the aerosol surface are three orders of magnitude larger in the samples collected from ambient air during the volcanic peaks than in the aerosolized samples from the ash collected close to the eruption site. From this we conclude that the ice-nucleating properties of volcanic ash may be altered substantially by aging and processing during long-range transport in the atmosphere, and that global volcanism deserves further attention as a potential source of atmospheric ice nuclei.
Explosive volcanism affects weather and climate. Primary volcanic ash particles which act as ice nuclei (IN) can modify the phase and properties of cold tropospheric clouds. During the Eyjafjallajökull volcanic eruption we have measured the highest ice nucleus number concentrations (>600 L) in our record of 2 years of daily IN measurements in central Germany. Even in Israel, located about 5000 km away from Iceland, IN were as high as otherwise only during desert dust storms. These measurements are the only ones available on the properties of IN in the Eyjafjallajökull plume. The measured high concentrations and high activation temperature (−8 °C) point to an important impact of volcanic ash on microphysical and radiative properties of clouds through enhanced glaciation.
This paper compares measurements of gaseous and particulate emissions from a wide range of biomass-burning plumes intercepted by the NASA DC-8 research aircraft during the three phases of the ARCTAS-2008 experiment: ARCTAS-A, based out of Fairbanks, Alaska, USA (3 April to 19 April 2008); ARCTAS-B based out of Cold Lake, Alberta, Canada (29 June to 13 July 2008); and ARCTAS-CARB, based out of Palmdale, California, USA (18 June to 24 June 2008). Approximately 500 smoke plumes from biomass burning emissions that varied in age from minutes to days were segregated by fire source region and urban emission influences. The normalized excess mixing ratios (NEMR) of gaseous (carbon dioxide, acetonitrile, hydrogen cyanide, toluene, benzene, methane, oxides of nitrogen and ozone) and fine aerosol particulate components (nitrate, sulfate, ammonium, chloride, organic aerosols and water soluble organic carbon) of these plumes were compared. A detailed statistical analysis of the different plume categories for different gaseous and aerosol species is presented in this paper.
The comparison of NEMR values showed that CH4 concentrations were higher in air-masses that were influenced by urban emissions. Fresh biomass burning plumes mixed with urban emissions showed a higher degree of oxidative processing in comparison with fresh biomass burning only plumes. This was evident in higher concentrations of inorganic aerosol components such as sulfate, nitrate and ammonium, but not reflected in the organic components. Lower NOx NEMRs combined with high sulfate, nitrate and ammonium NEMRs in aerosols of plumes subject to long-range transport, when comparing all plume categories, provided evidence of advanced processing of these plumes.
This paper compares measurements of gaseous and particulate emissions from a wide range of biomass-burning plumes intercepted by the NASA DC-8 research aircraft during the three phases of the ARCTAS-2008 experiment: ARCTAS-A, based out of Fairbanks, Alaska USA (3 April to 19 April 2008); ARCTAS-B based out of Cold Lake, Alberta, Canada (29 June to 13 July 2008); and ARCTAS-CARB, based out of Palmdale, California, USA (18 June to 24 June 2008). Extensive investigations of boreal fire plume evolution were undertaken during ARCTAS-B, where four distinct fire plumes that were intercepted by the aircraft over a range of down-wind distances (0.1 to 16 hr transport times) were studied in detail. Based on these analyses, there was no evidence for ozone production and a box model simulation of the data confirmed that net ozone production was slow (on average 1 ppbv h−1 in the first 3 h and much lower afterwards) due to limited NOx. Peroxyacetyl nitrate concentrations (PAN) increased with plume age and the box model estimated an average production rate of ~80 pptv h−1 in the first 3 h. Like ozone, there was also no evidence for net secondary inorganic or organic aerosol formation. There was no apparent increase in aerosol mass concentrations in the boreal fire plumes due to secondary organic aerosol (SOA) formation; however, there were indications of chemical processing of the organic aerosols. In addition to the detailed studies of boreal fire plume evolution, about 500 smoke plumes intercepted by the NASA DC-8 aircraft were segregated by fire source region. The normalized excess mixing ratios (i.e. ΔX/ΔCO) of gaseous (carbon dioxide, acetonitrile, hydrogen cyanide, toluene, benzene, methane, oxides of nitrogen (NOx), ozone, PAN) and fine aerosol particulate components (nitrate, sulfate, ammonium, chloride, organic aerosols and water soluble organic carbon) of these plumes were compared.
A suite of diagnostics is applied to in-situ aircraft measurements and one Chemistry-Climate Model (CCM) data to characterize the vertical structure of the Tropical Tropopause Layer (TTL). The diagnostics are based on vertical tracer profiles and relative vertical tracer gradients, using tropopause-referenced coordinates, and tracer-tracer relationships in the tropical Upper Troposphere/Lower Stratosphere (UT/LS).
Observations were obtained during four tropical campaigns performed from 1999 to 2006 with the research aircraft Geophysica and have been compared to the output of the ECHAM5/MESSy CCM. The model vertical resolution in the TTL (~500 m) allows for appropriate comparison with high-resolution aircraft observations and the diagnostics used highlight common TTL features between the model and the observational data.
The analysis of the vertical profiles of water vapour, ozone, and nitrous oxide, in both the observations and the model, shows that concentration mixing ratios exhibit a strong gradient change across the tropical tropopause, due to the role of this latter as a transport barrier and that transition between the tropospheric and stratospheric regimes occurs within a finite layer. The use of relative vertical ozone and carbon monoxide gradients, in addition to the vertical profiles, helps to highlight the region where this transition occurs and allows to give an estimate of its thickness. The analysis of the CO-O3 and H2O-O3 scatter plots and of the Probability Distribution Function (PDF) of the H2O-O3 pair completes this picture as it allows to better distinguish tropospheric and stratospheric regimes that can be identified by their different chemical composition.
The joint analysis and comparison of observed and modelled data allows to state that the model can represent the background TTL structure and its seasonal variability rather accurately. The model estimate of the thickness of the interface region between tropospheric and stratospheric regimes agrees well with average values inferred from observations. On the other hand, the measurements can be influenced by regional scale variability, local transport processes as well as deep convection, that can not be captured by the model.
A suite of diagnostics is applied to in-situ aircraft measurements and one Chemistry-Climate Model (CCM) data to characterize the vertical structure of the Tropical Tropopause Layer (TTL). The diagnostics are based on the vertical tracers profiles, relative vertical tracers gradients, and tracer-tracer relationships in the tropical Upper Troposphere/Lower Stratosphere (UT/LS), using tropopause coordinates.
Observations come from the four tropical campaigns performed from 1998 to 2006 with the research aircraft Geophysica and have been directly compared to the output of the ECHAM5/MESSy CCM. The model vertical resolution in the TTL allows for appropriate comparison with high-resolution aircraft observations and the diagnostics used highlight common TTL features between the model and the observational data.
The analysis of the vertical profiles of water vapour, ozone, and nitrous oxide, in both the observations and the model, shows that concentration mixing ratios exhibit a strong gradient change across the tropical tropopause, due to the role of this latter as a transport barrier and that transition between the tropospheric and stratospheric regimes occurs within a finite layer. The use of relative vertical ozone gradients, in addition to the vertical profiles, helps to highlight the region where this transition occurs and allows to give an estimate of its thickness. The analysis of the CO-O3 and H2O-O3 scatter plots and of the Probability Distribution Function (PDF) of the H2O-O3 pair completes this picture as it allows to better distinguish tropospheric and stratospheric regimes that can be identified, first, by their differing chemical composition.
The joint analysis and comparison of observed and modelled data allows us to evaluate the capability of the model in reproducing the observed vertical structure of the TTL and its variability, and also to assess whether observations from particular regions on a monthly timescale can be representative of the fine scale mean structure of the Tropical Tropopause Layer.
Am 3. September 1770 fand bei Alfhausen im westlichen Niedersachsen ein Erdbeben statt. In der wissenschaftlichen Literatur wird es erstmals von SIEBERG(1940) erwähnt. Eine erste Abschätzung seiner Maximalintensität erfolgte durch AHoRNERu. a. (1970) mit I = VII (MSK). Danach würde das Erdbeben von Alfhausen zu den stärksten nachweisbaren seismischen Ereignissen im Norddeutschen Tiefland gehören. SIEBERG,der Ausgangspunkt für bisherige Intensitätsabschätzungen ist, gibt über die Herkunft der Quellen, die seiner Information zugrunde liegen, keine Auskunft. MEIER& GRÜNTHALfanden ein zeitgenössisches Dokument, das kurze Zeit nach dem Ereignis vom 3. September 1770 niedergeschrieben und am 3. November 1770 in: "Nützlicher Beylagen zum Osnabrückischen Intelligenz Blate" veröffentlicht wurde. Der Autor unterzeichnete seinen Artikel mit den Initialen J. H. B. P. (P in Antiqua), die mit Hilfe des Niedersächsischen Staatsarchivs in Osnabrück als J. H. BUCK,evangelischer Pastor von Neuenkirchen, identifiziert werden konnten. Die Aufzeichnungen von BUCKenthalten eine recht genaue Beschreibung der makroseismischen Erscheinungen des Alfhausen-Ereignisses. Ihre Analyse erlaubt, eine Neubewertung dieses Erdbebens und ermöglicht, die Angaben von SIEBERG(1940) und die darauf fußenden nachfolgenden Abschätzungen zu überprüfen. Die Ergebnisse der Analyse werden mitgeteilt, der seismologische Befund in den regionalgeologischen Rahmen eingeordnet und die mögliche Ursache für das Beben kurz dargestellt.
Schwermetall-Untersuchungen entlang der Düte und der Hase zeigen die starke Belastung der Auenböden jeweils unterhalb der Städte Georgsmarienhütte bzw. Osnabrück. In den Böden beider Auen erreichen Blei, Zink und Cadmium beträchtliche, die Bodenwerte der AbfKlärVO (1992) z.T. erheblich überschreitende Werte. In den Böden entlang der Hase tritt zudem Kupfer mit besonders hohen Werten auf. Diese Unterschiede stehen in Zusammenhang mit der Art der jeweiligen Industriestandorte (Eisenhütte bzw. Metaliverarbeitung).
Bei Damme, Gehrde und Rieste, 30 km nordöstlich von Osnabrück, kommt ein marin-sedimentäres, stratiformes Eisenerzlager vor, das aus Brauneisenerz-Geröllen und mergelig-glaukonitischer Matrix besteht und meist 2-7 m mächtig ist. Dieses Erzlager tritt in fünf unterschiedlich großen, linsenförmigen Zonen auf, die in 70-400 m Tiefe unter Gelände auf den flach einfallenden Flügeln einer 35 km langen und 10km breiten Oberkreide-Mulde liegen. Es gehört stratigraphisch dem Oberen Unter-Campan an und transgrediert auf tonige Gesteine der Unterkreide. In seinem Hangenden liegen Sedimentgesteine des Ober-Campan, Tertiär und Quartär. Das Erzlager entstand als marine Seife durch Abtragung, Umlagerung und Oxidation von Siderit-Konkretionen aus den tonigen Gesteinen der Unterkreide im Liegenden und in der Umgebung des Erzvorkommens. Von 1944-1967 ist das Erzlager in der jetzt auflässigen Grube Damme abgebaut worden. Dort erzeugte man aus Roherz mit 30-32 % Fe und 0,6-0,7% P durch naßmechanische Aufbereitung ein Konzentrat (versandfertiges Produkt) mit 46-47 % Fe und 0,8% P, das im Ruhrgebiet verhüttet wurde. Insgesamt wurden rund 9,2 Mio. t Roherz gefördert und 5,1 Mio. t Konzentrat erzeugt. Die Grube Damme ist aus wirtschaftlichen Gründen stillgelegt worden. Das Erz ist gegenwärtig nicht abbauwürdig. Deshalb sind die Erzvorräte noch nicht vollständig erkundet.
Über Bernstein
(1991)
Etwa 7 km südlich des Teutoburger Waldes bei Bad Iburg liegt im Gebiet der Laerer Heide ein großer, langgestreckter Hügelzug aus fluvioglazialen Kiesen und Sanden, der von KELLER(1951) als Kames-Bildung gedeutet worden ist. Aufgrund der durch großräumigen Abbau gekennzeichneten Aufschlußlage ergab sich im vergangenen Jahrzehnt wiederholt die Möglichkeit, die Lagerungsverhältnisse der Sedimente zu studieren. Dabei wurden, vor allem in einem im Frühjahr 1990 vorübergehend aufgeschlossenen Profil, sekundäre Lagerungsveränderungen beobachtet, deren Deutung den bisherigen Vorstellungen zur Entstehung des Kies-Sand-Rückens einige neue Aspekte hinzufügt.
Die Schwefelquellen von Bad Iburg, von denen früher eine balneologisch genutzt wurde, sind mit Hilfe von hydrophysikalisch-hydrochemischen Untersuchungen und Schwefel-Isotopenbestimmungen hydrogeologisch bearbeitet worden. Das für die mikrobielle Sulfatreduktion notwendige Sulfat ist auf gipshaltige Horizonte im Münder Mergel zurückzuführen. Die für die Schwefelbakterien entscheidende organische Substanz entstammt bituminösen Einschaltungen des Serpulits bzw. kohligen Lagen der Bückeberg-Folge.
Bei Driehausen, ca. 13 km nordöstlich von Osnabrück, werden saalezeitliche Schmelzwassersande abgebaut, die wegen der Überlagerung durch Grundmoräne als "Vorschüttsande" anzusprechen sind. Die Grundmoräne läßt sich in einen Setztill und einen Ausschmelztill untergliedern. Aus Messungen der Geschiebeeinregelung ergeben sich für den unteren Teil der Grundmoräne Eisbewegungen nach Südwesten und Westen, für den oberen Schubrichtungen nach Süden. Nach dem südschwedisch geprägten Leitgeschiebeinhalt der Grundmoräne scheint es sich hier um den ersten saalezeitlichen Eisvorstoß in NW-Deutschland zu handeln. An der Basis der ca. 10-15 m mächtigen Schmelzwassersande treten wiederum stärker tonige Sedimente und auch Geschiebe auf, die auf eine ältere, vermutlich elsterzeitliche Grundmoräne hinweisen.
In einer Sandgrube östlich des Ortes Buer fand sich eine knapp 2 m mächtige Schichtfolge aus Torf, Mudde und humosem Schluff, unterlagert von Beckenschluff, Geschiebelehm und kieshaitigen Schmelzwassersanden aus dem Orenthe-Stadium der Saale-Kaltzeit. Überlagert werden die organischen Schichten von Beckenschluff und Lößlehm der Weichsel- Kaltzeit. Die pollenanalytischen Ergebnisse zeigen, daß die 30 cm mächtige Torfschicht im Hangenden des Beckenschluffs mit Sicherheit in das frühe Eem-Interglazial zu stellen ist. Die typischen Pollenabschnitte liegen in sehr komprimierter Form vor, lassen aber gleichwohl die kontinuierliche Abfolge der charakteristischen Waldzeiten erkennen. Besonders bemerkenswert sind die im Vergleich zu anderen Eem-Vorkommen des norddeutschen Flachlandes hohen Ulmen-Werte. Wegen seiner vegetationsgeschichtlichen Besonderheiten und da das Profil das einzige in einem Tagesaufschluß zugängliche Eem-Interglazial-Vorkommen Niedersachsens ist, wurde beantragt, es als geologisches Naturdenkmal unter Naturschutz zu stellen.
Beim Bau eines Regenrückhaltebeckens am Roten Berg in Hasbergen traten zwei kleine Erdfälle auf. Sie werden auf Karsterscheinungen in lösungsfähigen Gesteinen des Zechsteins zurückgeführt. Zechsteinzeitliche Sulfatgesteine sind in einer Tiefe von etwa 70-100 m unter der Baugrubensohle zu vermuten. Es gibt keine Hinweise auf einen Zusammenhang der Bildung dieser Erdfälle mit dem in der Nähe umgegangenen Bergbau. Auch wenn das Gebiet des Roten Berges außerhalb der ehemaligen Bergbaugebiete nicht sehr erdfallgefährdet erscheint, sollten bei Baumaßnahmen in diesem Gebiet vorsorglich einige technisch-konstruktive Sicherungsmaßnahmen getroffen werden.
Das Oberjura-Profil im Erdgasgraben bei Hitzhausen (Westliches Wiehengebirge, Nordwestdeutschland)
(1996)
Im Sommer 1995 war beim Bau einer Erdgasleitung im Wiehengebirge nordöstlich Osnabrück kurzfristig die gesamte Schichtenfolge vom tiefen Oxford bis zur Tithon-Basis aufgeschlossen. Die Gesteinsansprache ermöglichte unter Berücksichtigung der Mikrofauna eine feinstratigraphische Gliederung. Die Sedimente wurden außerdem mit einer Gamma-Sonde nach dem Scintillometer-Prinzip vermessen und daraus eine Gamma-ray-Kurve erstellt.