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[Nachruf] Manfred Faßler
(2021)
[Nachruf] Klaus Weltner
(2021)
[Nachruf] Julia Zernack
(2021)
[Nachruf] Hubert Ivo
(2021)
Although overexpression and hyperactivity of protein kinases are causative for a wide range of human cancers, protein kinase inhibitors currently approved as cancer drugs address only a limited number of these enzymes. To identify new chemotypes addressing alternative protein kinases, the basic structure of a known PLK1/VEGF-R2 inhibitor class was formally dissected and reassembled. The resulting 7-(2-anilinopyrimidin-4-yl)-1-benzazepin-2-ones were synthesized and proved to be dual inhibitors of Aurora A kinase and VEGF receptor kinases. Crystal structures of two representatives of the new chemotype in complex with Aurora A showed the ligand orientation in the ATP binding pocket and provided the basis for rational structural modifications. Congeners with attached sulfamide substituents retained Aurora A inhibitory activity. In vitro screening of two members of the new kinase inhibitor family against the cancer cell line panel of the National Cancer Institute (NCI) showed antiproliferative activity in the single-digit micromolar concentration range in the majority of the cell lines.
Auf 24 Jahre ist das Akademieprojekt angelegt, das der Frankfurter Judaist Prof. Dr. Christian Wiese Ende 2020 eingeworben hat. Das ist eine lange Perspektive, doch es handelt sich auch um eine echte Mammutaufgabe: Der unvorstellbar umfangreiche Briefwechsel Martin Buber mit den unterschiedlichsten Persönlichkeiten soll erschlossen und kommentiert werden. Allein in Jerusalem gibt es 40 000 handgeschriebene Briefe von und an Buber, weitere 2000 wurden bisher an anderen Orten aufgefunden.
Popular media now often present 3D printing as a widely employed technology for the production of dental prostheses. This article aims to show, based on factual information, to what extent 3D printing can be used in dental laboratories and dental practices at present. It attempts to present a rational evaluation of todays´ applications of 3D printing technology in the context of dental restorations. In addition, the article discusses future perspectives and examines the ongoing viability of traditional dental laboratory services and manufacturing processes. It also shows which expertise is needed for the digital additive manufacturing of dental restorations.
Introduction: The treatment of carious lesions is one of the most fundamental competencies in daily dental practice. However, many commercially available training models lack in reality regarding the simulation of pathologies such as carious lesions. 3D printed models could provide a more realistic simulation. This study provides an exemplary description of the fabrication of 3D printed dental models with carious lesions and assesses their educational value compared to commercially available models in conservative dentistry.
Materials and Methods: A single-stage, controlled cohort study was conducted within the context of a curricular course. A stereolithographic model was obtained from an intraoral scan and then printed using fused deposition modelling. These models were first piloted by experts and then implemented and compared against commercial models in a conservative dentistry course. Experts and students evaluated both models using a validated questionnaire. Additionally, a cost analysis for both models was carried out.
Results: Thirteen dentists and twenty-seven 5th year dental students participated in the study. The 3D printed models were rated significantly more realistic in many test areas. In particular, the different tactility and the distinction in colour was rated positively in the 3D printed models. At 28.29€ (compared to 112.36€), the 3D printed models were exceptionally cost-efficient.
Conclusions: 3D printed dental models present a more realistic and cost-efficient alternative to commercial models in the undergraduate training of conservative dentistry.
The SARS-CoV-2 virus is the cause of the respiratory disease COVID-19. As of today, therapeutic interventions in severe COVID-19 cases are still not available as no effective therapeutics have been developed so far. Despite the ongoing development of a number of effective vaccines, therapeutics to fight the disease once it has been contracted will still be required. Promising targets for the development of antiviral agents against SARS-CoV-2 can be found in the viral RNA genome. The 5′- and 3′-genomic ends of the 30 kb SCoV-2 genome are highly conserved among Betacoronaviruses and contain structured RNA elements involved in the translation and replication of the viral genome. The 40 nucleotides (nt) long highly conserved stem-loop 4 (5_SL4) is located within the 5′-untranslated region (5′-UTR) important for viral replication. 5_SL4 features an extended stem structure disrupted by several pyrimidine mismatches and is capped by a pentaloop. Here, we report extensive 1H, 13C, 15N and 31P resonance assignments of 5_SL4 as the basis for in-depth structural and ligand screening studies by solution NMR spectroscopy.
The SARS-CoV-2 (SCoV-2) virus is the causative agent of the ongoing COVID-19 pandemic. It contains a positive sense single-stranded RNA genome and belongs to the genus of Betacoronaviruses. The 5′- and 3′-genomic ends of the 30 kb SCoV-2 genome are potential antiviral drug targets. Major parts of these sequences are highly conserved among Betacoronaviruses and contain cis-acting RNA elements that affect RNA translation and replication. The 31 nucleotide (nt) long highly conserved stem-loop 5a (SL5a) is located within the 5′-untranslated region (5′-UTR) important for viral replication. SL5a features a U-rich asymmetric bulge and is capped with a 5′-UUUCGU-3′ hexaloop, which is also found in stem-loop 5b (SL5b). We herein report the extensive 1H, 13C and 15N resonance assignment of SL5a as basis for in-depth structural studies by solution NMR spectroscopy.
The stem-loop (SL1) is the 5'-terminal structural element within the single-stranded SARS-CoV-2 RNA genome. It is formed by nucleotides 7–33 and consists of two short helical segments interrupted by an asymmetric internal loop. This architecture is conserved among Betacoronaviruses. SL1 is present in genomic SARS-CoV-2 RNA as well as in all subgenomic mRNA species produced by the virus during replication, thus representing a ubiquitous cis-regulatory RNA with potential functions at all stages of the viral life cycle. We present here the 1H, 13C and 15N chemical shift assignment of the 29 nucleotides-RNA construct 5_SL1, which denotes the native 27mer SL1 stabilized by an additional terminal G-C base-pair.
Epoxyeicosatrienoic acids (EET) facilitate regeneration in different tissues, and their benefit in dermal wound healing has been proven under normal conditions. In this study, we investigated the effect of 11,12 EET on dermal wound healing in diabetes. We induced diabetes by i.p. injection of streptozotocin 2 weeks prior to wound creation on the dorsal side of the mouse ear. 11,12 EET was applied every second day on the wound, whereas the control groups received only solvent. Epithelialization was monitored every second day intravitally up to wound closure. Wounds were stained for VEGF, CD31, TGF-β, TNF-α, SDF-1α, NF-κB, and Ki-67, and fibroblasts were counted after hematoxylin-eosin stain on days 3, 6, 9, and 16 after wounding. After induction of diabetes, wounds closed on day 13.00 ± 2.20 standard deviation (SD). Local 11,12 ETT application improved wound closure significantly to day 8.40 ± 1.39 SD. EET treatment enhanced VEGF and CD31 expression in wounds on day 3. It also seemed to raise TNF-α level on all days investigated as well as TGF-β level on days 3 and 6. A decrease in NF-κB could be observed on days 9 and 16 after EET application. The latter findings were not significant. SDF-1α expression was not influenced by EET application, and Ki-67 was significantly less in the EET group on day 9 after EET application. The number of fibroblasts was significantly increased on day 9 after the 11,12 EET application. 11,12 EET improve deteriorated wound healing in diabetes by enhancing neoangiogenesis, especially in the early phase of wound healing. Furthermore, they contribute to the dissolution of the initial inflammatory reaction, allowing the crucial transition from the inflammatory to proliferative phase in wound healing.
The term structure of interest rates is crucial for the transmission of monetary policy to financial markets and the macroeconomy. Disentangling the impact of monetary policy on the components of interest rates, expected short rates, and term premia is essential to understanding this channel. To accomplish this, we provide a quantitative structural model with endogenous, time-varying term premia that are consistent with empirical findings. News about future policy, in contrast to unexpected policy shocks, has quantitatively significant effects on term premia along the entire term structure. This provides a plausible explanation for partly contradictory estimates in the empirical literature.
This study explores how ‘gatherings’ turn into ‘encounters’ in a virtual world (VW) context. Most communication technologies enable only focused encounters between distributed participants, but in VWs both gatherings and encounters can occur. We present close sequential analysis of moments when after a silent gathering, interaction among participants in a VW is gradually resumed, and also investigate the social actions in the verbal (re-)opening turns. Our findings show that like in face-to-face situations, also in VWs participants often use different types of embodied resources to achieve the transition, rather than rely on verbal means only. However, the transition process in VWs has distinctive characteristics compared to the one in face-to-face situations. We discuss how participants in a VW use virtually embodied pre-beginnings to display what we call encounter-readiness, instead of displaying lack of presence by avatar stillness. The data comprise 40 episodes of video-recorded team interactions in a VW.
The study of (anti-)deuteron production in pp collisions has proven to be a powerful tool to investigate the formation mechanism of loosely bound states in high energy hadronic collisions. In this paper the production of (anti-)deuterons is studied as a function of the charged particle multiplicity in inelastic pp collisions at s√=13 TeV using the ALICE experiment. Thanks to the large number of accumulated minimum bias events, it has been possible to measure (anti-)deuteron production in pp collisions up to the same charged particle multiplicity (dNch/dη∼26) as measured in p-Pb collisions at similar centre-of-mass energies. Within the uncertainties, the deuteron yield in pp collisions resembles the one in p-Pb interactions, suggesting a common formation mechanism behind the production of light nuclei in hadronic interactions. In this context the measurements are compared with the expectations of coalescence and Statistical Hadronisation Models (SHM).
The internet has often been considered a 'technology of freedom' – a nearly revolutionary tool believed to flatten social hierarchies and democratize access to media by 'giving voice' to everybody equally. Contradictory to this point of view, research has shown the existence of a 'digital divide,' the phenomenon that access to and use of the internet, as well as the outcomes derived from this use, correlate with pre-existing inequalities.
Based on ethnographic fieldwork among activists in Dakar, Senegal, this thesis analyzes how inequalities shape and are shaped by the relationships between activists and smartphones. Do smartphones indeed flatten social hierarchies, or are inequalities rather reproduced – or even reinforced – through them?
'Skelettfund' im Keller
(2021)
Bei der Identifizierung einer unbekannten, stark verwesten Leiche oder eines Skelettes ohne Hinweise auf die Identität durch die Auffindesituation spielt die Erstellung des sog. biologischen Profils eine entscheidende Rolle. Vorgestellt wird ein Leichenfund in einem mehr oder weniger frei zugänglichen Kellerabteil eines Mehrfamilienhauses. Der Leichnam war weitgehend skelettiert, das Skelett jedoch durch mumifizierte Weichteilreste noch nahezu vollständig zusammengehalten. Bei den Hinweisen auf die Identität ergaben sich insbesondere in der Altersschätzung scheinbare Widersprüche, die jedoch zufällig eine relativ genau zutreffende Schätzung lieferten. Die Überreste konnten mittels forensischer DNA-Analyse einer seit 4 Jahren vermissten 49-Jährigen zugeordnet werden. Als Todesursache wurde ein Kältetod diskutiert.
Der Fall wies eine außergewöhnliche Auffindesituation auf, die an Bilder von „Skelettfunden“ in Kriminalverfilmungen erinnerte. Derartige Befunde dürften jedoch in der Realität wohl nur sehr selten vorkommen. Darüber hinaus werden die Wichtigkeit und die Probleme der forensisch-osteologischen Untersuchungen bei der Identifizierung eines stark verwesten, unbekannten Leichnams demonstriert.
Downy mildews caused by obligate biotrophic oomycetes result in severe crop losses worldwide. Among these pathogens, Pseudoperonospora cubensis and P. humuli, two closely related oomycetes, adversely affect cucurbits and hop, respectively. Discordant hypotheses concerning their taxonomic relationships have been proposed based on host–pathogen interactions and specificity evidence and gene sequences of a few individuals, but population genetics evidence supporting these scenarios is missing. Furthermore, nuclear and mitochondrial regions of both pathogens have been analyzed using microsatellites and phylogenetically informative molecular markers, but extensive comparative population genetics research has not been done. Here, we genotyped 138 current and historical herbarium specimens of those two taxa using microsatellites (SSRs). Our goals were to assess genetic diversity and spatial distribution, to infer the evolutionary history of P. cubensis and P. humuli, and to visualize genome-scale organizational relationship between both pathogens. High genetic diversity, modest gene flow, and presence of population structure, particularly in P. cubensis, were observed. When tested for cross-amplification, 20 out of 27 P. cubensis-derived gSSRs cross-amplified DNA of P. humuli individuals, but few amplified DNA of downy mildew pathogens from related genera. Collectively, our analyses provided a definite argument for the hypothesis that both pathogens are distinct species, and suggested further speciation in the P. cubensis complex.
Background: To investigate patients’ perspectives on polypharmacy and the use of a digital decision support system to assist general practitioners (GPs) in performing medication reviews. Methods: Qualitative interviews with patients or informal caregivers recruited from participants in a cluster-randomized controlled clinical trial (cRCT). The interviews were transcribed verbatim and analyzed using thematic analysis. Results: We conducted 13 interviews and identified the following seven themes: the patients successfully integrated medication use in their everyday lives, used medication plans, had both good and bad personal experiences with their drugs, regarded their healthcare providers as the main source of medication-related information, discussed medication changes with their GPs, had trusting relationships with them, and viewed the use of digital decision support tools for medication reviews positively. No unwanted adverse effects were reported. Conclusions: Despite drug-related problems, patients appeared to cope well with their medications. They also trusted their GPs, despite acknowledging polypharmacy to be a complex field for them. The use of a digital support system was appreciated and linked to the hope that reasons for selecting specific medication regimens would become more comprehensible. Further research with a more diverse sampling might add more patient perspectives.
This article departs from the hypothesis that Alexander von Humboldt used ‘Big Data’ in order to bring new scientific evidence into the open. His method of measuring and combining temperature, humidity, altitude and magnetism in a geographical environment must be regarded as innovative, indeed, as the foundation of modern science. Although Humboldt lived in an analogue world and used the instruments of his time, his way of assembling information was not so different from what we are seeing in today's digitalised world. Information has no value unless it is shared. It does not say anything unless it is linked with other data. It cannot remain isolated but must be compared and interpreted. The generation of ʻBig Dataʼ was a pathway to Humboldt's concept of ʻKosmosʼ in much the same way as ʻBig Dataʼ today is the pathway to a virtual world. In this sense, Humboldt not only laid the foundation of modern science but anticipated the existence of a world where data and information are the source of everything when it comes to understanding the interconnectivity of the physical and the virtual world.
While Freud regularly discusses the Oedipus complex in the context of the Sophoclean tragedy, the founding document of the psychoanalytic theory of narcissism lacks any trace of the mythological substrate. Both Narcissus, who contributed no less than his name to the psychic phenomenon of narcissism, and Ovid, in whose Metamorphoses the most elaborate and effective elaboration of the myth of Narcissus is laid down, form a conspicuous blank space in Freud's 'Introduction to Narcissism'. This article will attempt to explain this lack of tradition and, in addition, discuss the figure of Pygmalion as a productive form of narcissism that can supplement Freud's theory.
Deutschland hat in der Pandemie von seinem Gesundheitssystem profitiert – darin sind sich Experten von Goethe-Universität und Universitätsklinikum Frankfurt einig. Sie sehen allerdings in einigen Bereichen dringenden Nachholbedarf, etwa in der Struktur des Gesundheitssystems und bei der Digitalisierung. Nur so können wir uns gegen kommende Krisen wie den Klimawandel wappnen.
Der Erfolg einer nationalen Forschungsdateninfrastruktur hängt von der Einbindung der gesamten Wissenschaftsgemeinschaft und -infrastruktur ab. In zahlreichen Bundesländern existieren Landesinitiativen für Forschungsdatenmanagement oder ähnliche Einrichtungen, die dazu beitragen können, diese Einbindung zu erreichen. Das gemeinsame Papier von Vertretern aus verschiedenen Bundesländern argumentiert, dass eine enge Verknüpfung der Landesinitiativen mit dem NFDI e.V. erfolgen sollte, um die Potentiale der Zusammenarbeit zu nutzen.
Der NFDI e. V. wird einen bedeutsamen Beitrag für einen besseren Umgang mit Forschungsdaten leisten, doch der Erfolg der nationalen Forschungsdateninfrastruktur ist letztlich von einer Einbindung der gesamten Wissenschaftsgemeinschaft und -infrastruktur abhängig. Die vielfältigen Forschungseinrichtungen einzubinden, erfordert Koordination auf vielen Ebenen. Speziell Hochschulen haben eine tragende Rolle für sowohl disziplinäre und interdisziplinäre Forschung als auch wissenschaftliche Ausbildung in Deutschland und sind damit zentrale Akteure für die fachübergreifende Forschungsdateninfrastruktur. Durch die Förderung von Kooperationen und Koordination auf Ebene von Ländern oder Länderverbünden lässt sich die Entwicklung der nationalen Forschungsdateninfrastruktur unterstützen. Landesinitiativen für Forschungsdatenmanagement (FDM) oder ähnliche koordinierende Einrichtungen können die digitale Transformation in der Forschung durch Information, den Aufbau von Kooperationen und die Qualifikation von Personal unterstützen. Ihre Einrichtung, dauerhafte Etablierung und Einbeziehung in die Arbeit des NFDI e. V. ist ein wichtiger Beitrag zur Schaffung einer nationalen Forschungsdateninfrastruktur.
Im Jahr 1866 veröffentlicht Theodor Storm im Verlag Gebrüder Paetel in Berlin seinen Band Drei Märchen. Dieser erfährt von seinen sonst mehr als eifrigen Rezensenten so wenig Beachtung, dass Storm am 2. Februar 1873 in einem Brief an die Verleger zur geplanten Neuauflage des Bandes klagt: »Bei der Antipathie des Publicums gegen das Wort ›Märchen‹ – die Leute wittern dann gleich wirkliche, pure Poësie, wovor sie eine unglaubliche Angst haben –, hätte das Buch einen anderen Titel haben sollen« (Berbig 2006, S. 52). Die geplante Titeländerung setzt Storm dann auch konsequent um und wiederholt die Klage über den schlechten Ruf des Märchens auch im Vorwort des von ihm programmatisch umgetauften Märchenbandes, der jetzt Geschichten aus der Tonne heißt (vgl. Conrad 2018)...
Kriegslärm und seine Wirkungen auf die ‚Akteure‘ sind für die Antike ein noch ungenutzter Betrachtungsgegenstand. „Sensory History“ darf als innovativer Beitrag zur Geschichtswissenschaft insgesamt gelten. Schlachtbeschreibungen thematisieren Sinneseindrücke aller Art: Die Geräusche des Krieges gehören zu den lautesten, die sich in der Menschheitsgeschichte finden lassen, der Kampf war eine multisensorische Angelegenheit mit Geschrei und Musik. Im Beitrag soll die Aufmerksamkeit auf diese Phänomene und ihre literarische Verarbeitung gelegt werden. Was bedeuteten Geräusche und Eindrücke des Krieges für die Beteiligten? Die in der Antike verbreitete Auffassung, dass „in jeder Schlacht zuerst die Augen erliegen würden“ (Tac. Germ. 43,5), ist zu relativieren! Die Kakophonie der Schlacht blieb nicht ohne Wirkung: sie bedeutete "terror" und konnte Menschen paralysieren!
Die Fähigkeit der spezifischen und kontextabhängigen zellulären Adaption auf intrinsische und/oder extrinsische Signale ist das Fundament zellulärer Homöostase. Verschiedene Signale werden von Membranrezeptoren oder intrazellulären Rezeptoren erkannt und ermöglichen die molekulare Anpassung zellulärer Prozesse. Komplexe, ineinandergreifende Proteinnetzwerke sind dabei elementar in der Regulation der Zelle. Proteine und deren Funktionen werden dabei nach Bedarf reguliert und unterliegen einem ständigen proteolytischen Umsatz.
Die stimulusabhängige Gentranskription und/oder Proteintranslation nimmt hier eine zentrale Stellung ein, da die zugrundeliegende Maschinerie die Komposition und Funktion der Proteinnetzwerke entsprechend anpassen kann. Zusätzlich zur Regulation der Proteinabundanz werden Proteine posttranslational modifiziert, um deren Eigenschaften rasch zu ändern. Zu posttranslationalen Modifikationen zählen die Ubiquitinierung und/oder Phosphorylierung, welche die Proteinfunktionen hochdynamisch regulieren. Deregulierte Proteinnetzwerke werden oft mit Neurodegeneration und Autoimmun- oder Krebserkrankungen assoziiert. Auch Infektionen mit humanpathogenen Bakterien greifen stark in den Regulierungsprozess von Proteinnetzwerken und deren Funktionen ein. Die zelluläre Homöostase wird dadurch herausgefordert.
Bakterien der Gattung Salmonella sind zoonotische, gramnegative, fakultativ intrazelluläre Pathogene, welche weltweit millionenfach Salmonellen-erkrankungen hervorrufen. Von besonderer Bedeutung ist dabei Salmonella enterica serovar Typhimurium (hiernach Salmonella), welches im Menschen, meist durch mangelnde Hygienemaßnahmen, Gastroenteritis auslöst.
Immunität in Epithelzellen wird über das angeborene Immunsystem vermittelt und dient der Pathogenerkennung und -bekämpfung. Die Toll-like Rezeptoren (TLR) gehören zu den Mustererkennungsrezeptoren (pattern recognition receptors), welche spezifische mikrobielle Strukturen detektieren und eine kontextabhängige zelluläre Antwort generieren. Danger-Rezeptoren erkennen hingegen nicht direkt das Pathogen, sondern zelluläre Perturbationen, welche durch Zellschäden oder bakterielle Invasionen verursacht werden. Die intrinsische Fähigkeit der Wirtszelle, sich gegen Infektionen/Gefahren zu wehren wird dabei als zellautonome Immunität bezeichnet. Dabei nehmen induzierte proinflammatorische Signalwege und zelluläre Stressantworten eine wichtige Stellung ein. Die zelluläre Stressantwort aktiviert unter anderem die selektive Autophagie. Diese kann spezifisch aberrante Organelle, Proteine und invasive Pathogene abbauen. Ein weiterer Stresssignalweg ist die integrated stress response (ISR), welche eine selektive Proteintranslation erlaubt und damit die Auflösung des proteintoxischen Stresses ermöglicht.
Zur Penetration von Epithelzellen benötigt Salmonella ein komplexes System an Virulenzfaktoren, welches die bakterielle Internalisierung und Proliferation in der Wirtszelle ermöglicht. Salmonella nutzt dazu ein Typ-III-Sekretionssystem. Das System sekretiert bakterielle Virulenzfaktoren in die Zelle, sodass eine hochspezifische Modulierung des Wirtes erzwungen wird.
Die Virulenzfaktoren SopE und SopE2 spielen dabei eine Schlüsselrolle, da sie die Pathogenität von Salmonella maßgeblich vermitteln. Durch molekulare Mimikry von Wirts GTP (Guanosintriphosphat) -Austauschfaktoren aktivieren SopE und SopE2 die Rho GTPasen CDC42 und Rac1. GTP-geladenes CDC42 und Rac1 wiederum aktivieren das Aktinzytoskelett und stimulieren die Polymerisierung von Aktinfilamenten über den Arp2/3-Komplex an der Invasionsstelle. Das Pathogen wird dadurch in ein membranumhülltes Vesikel, die sogenannte Salmonella-containing Vakuole (SCV), aufgenommen. Die SCV stellt eine protektive, replikative, intrazelluläre Nische des Pathogens dar und wird permanent durch verschiedene Virulenzfaktoren moduliert.
Im Allgemeinen führt die Aktivierung von Mustererkennungsrezeptoren und Danger-Rezeptoren also zu einer zellulären Stressantwort und Entzündungsreaktion, wodurch es zur Bekämpfung der Infektion kommt. Inflammatorische Signalwege werden meist über den zentralen Transkriptionsfaktor NF-κB (nuclear factor 'kappa-light-chain-enhancer' of activated B-cells) vermittelt. NF-κB bewirkt die Induktion von proinflammatorischen Effektoren und Stressgenen. Zellautonome Immunität wird zusätzlich durch antibakterielle Autophagie ermöglicht, wobei Salmonella selektiv über das lysosomale System abgebaut werden. Das bakterielle Typ-III-Sekretionssystem verursacht an einigen wenigen SCVs Membranschäden, sodass Salmonella das Wirtszytosol penetrieren. Zytosolische Bakterien werden dabei spezifisch ubiquitiniert. Dies erlaubt die Erkennung durch die Autophagie-Maschinerie.
In der vorliegenden Arbeit wurde die zellautonome Immunität von Epithelzellen während einer akuten Salmonella Infektion durch quantitative Proteomik untersucht...
"Imara – Moscheen und Umweltschutz" : Moscheegemeinden als Akteurinnen nachhaltiger Entwicklung
(2021)
Paläoklimarekonstruktionen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, Klima-Mensch Interaktionen auf lange Zeitreihen betrachtet zu erforschen, nehmen begünstigt durch die aktuell intensiv geführte Klimadebatte, einen immer größer werdenden Stellenwert in der öffentlichen und wissenschaftlichen Wahrnehmung ein. Denn trotz aller wissenschaftlicher Fortschritte, die in den vergangenen Jahrzehnten im Bereich der modernen Klimaforschung gemacht wurden, bleibt die zuverlässige Vorhersage und Modellierung von zukünftigen Klimaveränderungen noch immer eine der größten Herausforderungen unser heutigen Zeit. Betrachtet man die Karibik exemplarisch in diesem Rahmen, dann prognostizieren viele Modellrechnungen, infolge steigender Ozeantemperaturen, ein deutlich häufigeres Auftreten von tropischen Stürmen und Hurrikanen sowie eine Verschiebung hin zu höheren Sturmstärken. Dieser Trend stellt für die Karibik und viele daran angrenzende Staaten eine der größten Gefahren des modernen Klimawandels dar, den es wissenschaftlich über einen langen Zeitrahmen zu erforschen gilt.
Klimaprognosen stützen sich meist vollständig auf hoch-aufgelöste instrumentelle Datensätze. Diese sind aber alle durch einen wesentlichen Aspekt limitiert. Aufgrund ihrer eingeschränkten Verfügbarkeit (~150 Jahre) fehlt ihnen die erforderliche Tiefe, um die auf langen Zeitskalen operierenden Prozesse der globalen Klimadynamik adäquat abbilden zu können. Betrachtet man das Holozän in seiner Gesamtheit, so wurde die globale Klimadynamik über die vergangenen ~11,700 Jahre von periodisch auftretenden Prozessen und Abläufen gesteuert. Diese wirken grundsätzlich über Zeiträume von mehreren Jahrzehnten, teilweise Jahrhunderten und in einigen Fällen sogar Jahrtausenden. Viele dieser natürlichen Prozesse, können in der kurzen Instrumentellen Ära nicht gänzlich identifiziert und angemessen in Klimamodellen berücksichtig werden. Die alleinige Berücksichtigung der Instrumentellen Ära bietet daher nur eine eingeschränkte Perspektive, um die Ursachen und Abläufe von vergangenen sowie mögliche Folgen von zukünftigen Klimaveränderungen zu verstehen. Um diese Einschränkung zu überwinden, ist es somit erforderlich, dass die geowissenschaftliche Forschung mit Proxymethoden ein zusammenfassendes und mechanistisches Verständnis über alle Holozänen Klimaveränderungen erlangt.
Wenn man sich diese Limitierung, die ansteigenden Ozeantemperaturen und das in der Karibik in den vergangen 20 Jahren vermehrte Auftreten von starken tropischen Zyklonen ins Gedächtnis ruft, ist es nachvollziehbar, dass im Rahmen dieser Doktorarbeit ein zwei Jahrtausende langer und jährlich aufgelöster Klimadatensatz erarbeitet werden soll, der spät Holozäne Variationen von Ozeanoberflächenwasser-temperaturen (SST) und daraus resultierende lang-zeitliche Veränderungen in der Häufigkeit tropischer Zyklone widerspiegelt. In Zentralamerika wird das Ende der Maya Hochkultur (900-1100 n.Chr.) mit drastischen Umweltveränderungen (z.B. Dürren) assoziiert, die während der Mittelalterlichen Warmzeit (MWP; 900-1400 n.Chr.) durch eine globale Klimaveränderung hervorgerufen wurde. Die aus einem „Blue Hole“ abgeleiteten Informationen über Klimavariationen der Vergangenheit können als Referenz für die gegenwärtige Klimakriese verwendet werden.
Als „Blue Hole“ wird eine Karsthöhle bezeichnet, die sich subaerisch während vergangener Meeresspiegeltiefstände im karbonatischen Gerüst eines Riffsystems gebildet hat und in Folge eines Meeresspiegelanstiegs vollständig überflutet wurde. In einigen wenigen marinen „Blue Holes“ treten anoxische Bodenwasserbedingungen auf. Die in diesen anoxischen Karsthöhlen abgelagerten Abfolgen mariner Sedimente können als einzigartiges Klimaarchiv verwendet werden, da sie aufgrund des Fehlens von Bioturbation eine jährliche Schichtung (Warvierung) aufweisen.
In dieser kumulativen Dissertation über das „Great Blue Hole“ werden die Ergebnisse eines 3-jährigen Forschungsprojekts vorgestellt, dass das Ziel verfolgte einen wissenschaftlich herausragenden spät Holozänen Klimadatensatz für die süd-westliche Karibik zu erzeugen. Beim „Great Blue Hole“ handelt es sich um ein weltweit einzigartiges marines Sedimentarchiv für diverse spät Holozäne Klima-veränderungen, das im Zuge dieser Dissertation sowohl nach paläoklimatischen als auch nach sedimentologischen Fragestellungen untersucht wurde. Die vorliegende Doktorarbeit befasst sich im Einzelnen mit (1) der Ausarbeitung eines jährlich aufgelösten Archives für tropische Zyklone, (2) der Entwicklung eines jährlich aufgelösten SST Datensatzes und (3) einer kompositionellen Quantifizierung der sedimentären Abfolgen sowie einer faziell-stratigraphischen Charakterisierung von Schönwetter-Sedimenten und Sturmlagen. Zu jedem dieser drei Aspekte, wurde jeweils ein Fachartikel bei einer anerkannten wissenschaftlichen Fachzeitschrift mit „peer-review“ Verfahren veröffentlicht.
Der insgesamt 8.55 m lange Sedimentbohrkern („BH6“), der für diese Dissertation untersucht wurde, stammt vom Boden des 125 m tiefen und 320 m breiten „Great Blue Holes“, das sich in der flachen östlichen Lagune des 80 km vor der Küste von Belize (Zentralamerika) gelegenen „Lighthouse Reef“ Atolls befindet. Durch seine besondere Geomorphologie wirkt das, innerhalb des atlantischen „Hurrikan Gürtels“ positionierte, „Great Blue Hole“ wie eine gigantische Sedimentfalle. Die unter Schönwetter-Bedingungen kontinuierlich abgelagerten Abfolgen feinkörniger karbonatischer Sedimente, werden von groben Sturmlagen unterbrochen, die auf „over-wash“ Prozesse von tropischen Zyklonen zurückzuführen sind.
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