550 Geowissenschaften
Refine
Year of publication
Document Type
- Article (902)
- Doctoral Thesis (194)
- Contribution to a Periodical (32)
- Book (26)
- Working Paper (22)
- Part of Periodical (21)
- Conference Proceeding (18)
- Part of a Book (9)
- Diploma Thesis (8)
- diplomthesis (7)
- Other (5)
- Report (5)
- Master's Thesis (4)
- Review (4)
- Periodical (3)
- Bachelor Thesis (2)
- Habilitation (2)
- Preprint (2)
Language
Keywords
- climate change (11)
- Klima (8)
- Climate change (7)
- Klimaänderung (7)
- Modellierung (7)
- COSMO-CLM (6)
- Klimawandel (6)
- Palaeoclimate (6)
- precipitation (6)
- Atmospheric chemistry (5)
Institute
- Geowissenschaften (778)
- Geowissenschaften / Geographie (144)
- Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) (62)
- Geographie (61)
- Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft (56)
- Präsidium (44)
- Extern (28)
- Biowissenschaften (22)
- Institut für Ökologie, Evolution und Diversität (10)
- Physik (8)
Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des Forschungsprojekts „Integrierte Analyse von mobilen, organischen Fremdstoffen in Fließgewässern“ (INTAFERE) am Institut für Physische Geographie an der Goethe-Universität Frankfurt erstellt. In INTAFERE wurde das Gefährdungspotenzial von mobilen, organischen Fremdstoffen (MOF) für aquatische Ökosysteme und die natürlichen Wasserressourcen in integrierter und partizipativer Art und Weise untersucht. MOF sind chemische Substanzen, die in Alltagsprodukten enthalten sind und durch unterschiedliche Eintragsfade in unbekannten Mengen in Oberflächengewässer eingetragen werden. Problematisch sind aus Umweltgesichtspunkten ihre Eigenschaften: sie besitzen im Wasser eine hohe Mobilität und sind schwer abbaubar. Dies führt zu einer Persistenz über lange Zeiträume. Für einige dieser Substanzen wurde zudem gezeigt, dass sie in sehr geringen Konzentrationen biologisch aktiv sind und für aquatische Ökosysteme eine Gefahr darstellen. In INTAFERE wurden drei zentrale Ziele verfolgt: Charakterisierung des Problemfeldes MOF, Erzeugung von praxisrelevantem Wissen für das Management von MOF und Entwicklung einer Softwareanwendung, die gesellschaftliche Aushandlungsprozesse durch eine transparente Darstellung der Wirkungszusammenhänge im Problemfeld unterstützt. Um einen Beitrag für die Erfüllung der Ziele zu leisten, war es die Aufgabe der Verfasserin, eine Akteursanalyse und -modellierung durchzuführen sowie Zukunftsszenarien im Bereich der MOF zu entwickeln. Dafür existierte keine adäquate Methodik, daher verfolgt die Dissertation zum einen die Entwicklung einer Methodik und zum anderen deren Anwendung im Kontext des Projektes INTAFERE. Da im Forschungsprozess die Durchführung von Analysen, die wissenschaftliche und gesellschaftliche Sichtweise der Problematik sowie die Erarbeitung von praktischen Lösungen im Mittelpunkt standen, wurde eine transdisziplinäre Herangehensweise gewählt. Ziel war es, eine Methodik zu entwerfen, die sowohl eine Entwicklung von Szenarien als auch eine Modellierung von Handlungsentscheidungen umfasst. Eine Modellierung und Visualisierung von Handlungsentscheidungen ist notwendig, um Strategien für ein Umweltproblem für verschiedene Szenarien zu ermitteln, und damit einen Lernprozess der Stakeholder zu initiieren. Dies wurde mit der transdisziplinären Methode „Akteursbasierte Modellierung“ umgesetzt. Hierbei wurden insbesondere Aspekte der Problemwahrnehmung von Akteuren und deren Darstellung, der partizipativen Szenarienentwicklung sowie der semi-quantitativen Modellierung von Handlungsentscheidungen berücksichtigt. Die Verfasserin hat mit der semi-quantitativen akteursbasierten Modellierung eine Methode erarbeitet und getestet, die bisher unverbundene Komponenten (wie die Software Dynamic Actor Network Analysis (DANA) und die Szenarienentwicklung) zusammenführt. Um Handlungsentscheidungen unter verschiedenen Szenarien zu modellieren hat die Autorin eine sequentielle Modellierung entwickelt, die mit der Software DANA durchgeführt werden kann. Die dafür notwendige Weiterentwicklung von DANA wurde von Dr. Pieter Bots (TU Delft) umgesetzt. Die akteursbasierte Modellierung läuft in drei methodischen Schritten ab: 1. Modellierung von Akteurs-Sichtweisen in Form von Wahrnehmungsgraphen und deren Analyse, aufbauend auf Ergebnissen von qualitativen, leitfaden-gestützten Expertengesprächen (= Akteursmodellierung), 2. partizipative Szenarienentwicklung mit den Akteuren und 3. Zusammenführung der Ergebnisse der Akteursmodellierung und der Szenarienentwicklung und darauf aufbauend eine sequentielle Modellierung von Handlungsentscheidungen und deren Auswirkungen auf Schlüsselfaktoren. Im Zuge der Anwendung auf das Problemfeld der MOF wurde für folgende Akteure jeweils ein Wahrnehmungsgraph modelliert: Obere Wasserbehörde, Umweltbundesamt, Umwelt- und Verbraucherschutzorganisationen, Wasserversorger sowie für die Hersteller von verschiedenen MOF, weiterhin für die European Flame Retardants Association und die Weiterverarbeitende Industrie. Das Ergebnis der Szenarienentwicklung waren vier Szenarien: ein Gesundheitsszenario, unter der Annahme von hohen lokalen Umweltstandards durch nachhaltigkeitsorientierte KonsumentInnen, ein Umweltszenario, in dem eine starke Regulierung und nachhaltigkeitsorientierter Konsum Hand in Hand gehen, ein Globalisierungsszenario, in dem Wirtschaftsmacht und preisbewusste KonsumentInnen statt staatliche Regulierung vorherrschen und ein Technikszenario, unter der Annahme, dass Kläranlagen, bedingt durch eine starke Regulierung, aufgerüstet werden. Bei der Modellierung von Handlungsentscheidungen wurden die Wahrnehmungsgraphen und die vier Szenarien miteinander verknüpft. Pro Substanz wurde ein Modell entwickelt, welches die wichtigsten Systemkomponenten in einer angemessenen Komplexität umfasst und die von den Akteuren gemeinsam getragene Einschätzung der Wirkungsbeziehungen darstellt. Insgesamt wurden 16 Modelle entwickelt. Basierend auf den simulierten Akteurshandlungen wurden relativen Veränderungen der Schlüsselfaktoren Produktion, Import und Leistungsfähigkeit der Kläranlagen für die vier genannten Szenarien berechnet. In Zusammenarbeit mit Pieter Bots konnten algorithmische Beiträge zur Analyse- und Modellierungssoftware DANA getestet und verbessert werden. Da keine vollständige und zugleich leicht verständliche Einführung zu DANA vorlag, wurde für Nutzer im Rahmen dieser Dissertation eine Anleitung verfasst, die die Modellierung von Wahrnehmungsgraphen und deren Analyse sowie alle Schritte der akteursbasierten Modellierung mit DANA erläutert.
Von den früher zahlreichen Braunkohlen-Tagebaubetrieben im Stadtgebiet von Halle (vgl. KRUMBIEGEL 1974) ist der Osendorfer See mit dem umliegenden Gelände ein wertvolles Zeugnis der Industriegeschichte. Über mehrere Jahrzehnte erfolgten nachhaltige Eingriffe mit überaus dramatischen Folgen in der Landschaft und im Naturhaushalt, die auch jetzt noch in vielen Punkten nicht zu übersehen sind (Abb. 1 u. 3). Nach dem Ende des Bergbaus und nachfolgenden Rekultivierungen sind größere Abschnitte des Geländes im Zustand des ausgelaufenen Kohleabbaus erhalten geblieben. Auf den vorerst vegetationsfreien Flächen aus überwiegend geschütteten Bodensubstraten haben sich in den folgenden Jahrzehnten zahlreich verschiedene Pflanzenarten und unterschiedliche Pflanzengesellschaften spontan angesiedelt (Abb. 2 u. 3). Dabei zeichnet sich ab, dass der bisherige Stand der Besiedlung auch in absehbarer Zeit längst noch nicht abgeschlossen sein wird. Das Gelände bietet sich damit langzeitlich für landschaftsökologische Studien an, bei denen die weitere Entwicklung und die Sukzessionen innerhalb des Grünflächen-Gürtels von Halle an einem besonders günstig gelegenen Objekt verfolgt werden können. In dem vorliegenden Beitrag soll ein Überblick über das Gelände, die bisher angesiedelten Pflanzenarten und die Pflanzengesellschaften gegeben werden. Dazu werden in Grundzügen die bisher erkennbaren Biotopstrukturen abgegrenzt und in einer Karte dargestellt (Abb. 2). Mit dieser Ersterfassung wollen wir eine Grundlage für spätere Untersuchungen legen.
Contribution of sulfuric acid and oxidized organic compounds to particle formation and growth
(2012)
Lack of knowledge about the mechanisms underlying new particle formation and their subsequent growth is one of the main causes for the large uncertainty in estimating the radiative forcing of atmospheric aerosols in global models. We performed chamber experiments designed to study the contributions of sulfuric acid and organic vapors to the formation and early growth of nucleated particles. Distinct experiments in the presence of two different organic precursors (1,3,5-trimethylbenzene and α-pinene) showed the ability of these compounds to reproduce the formation rates observed in the low troposphere. These results were obtained measuring the sulfuric acid concentrations with two chemical ionization mass spectrometers confirming the results of a previous study which modeled the sulfuric acid concentrations in presence of 1,3,5-trimethylbenzene.
New analysis methods were applied to the data collected with a condensation particle counter battery and a scanning mobility particle sizer, allowing the assessment of the size resolved growth rates of freshly nucleated particles. The effect of organic vapors on particle growth was investigated by means of the growth rate enhancement factor (Γ), defined as the ratio between the measured growth rate in the presence of α-pinene and the kinetically limited growth rate of the sulfuric acid and water system. The observed Γ values indicate that the growth is already dominated by organic compounds at particle diameters of 2 nm. Both the absolute growth rates and Γ showed a strong dependence on particle size, supporting the nano-Köhler theory. Moreover, the separation of the contributions from sulfuric acid and organic compounds to particle growth reveals that the organic contribution seems to be enhanced by the sulfuric acid concentration. Finally, the size resolved growth analysis indicates that both condensation of oxidized organic compounds and reactive uptake contribute to particle growth.
Es kann als eine wichtige Aufgabe angesehen werden, die klimatischen Bedingungen, d. h. die langfristigen Gesetzmäßigkeiten des Wettergeschehens herauszuarbeiten und sinnvoll zusammenzufassen. Der vorliegende Beitrag enthält die Ergebnisse meteorologischer Beobachtungen in Osnabrück-Haste für den 20jährigen Zeitabschnitt von 1954-1973. Da sehr enge Beziehungen bestehen zwischen Vegetation und Klima, wird auf dessen Bedeutung für unsere Kulturpflanzen besonders hingewiesen.
Im Zusammenhang mit der Planung des Rubbenbruchsees in Osnabrück waren hydrogeologische Untersuchungen erforderlich, die in den Jahren 1959-1961 durchgeführt wurden. Der zunächst als Stauanlage vorgesehene See sollte in geologischer Hinsicht einen allseits möglichst dichten Untergrund zur Voraussetzung haben, während sich die hydrologischen Untersuchungen mit der Wasserbilanz des Sees in mehreren Größen auseinandersetzten.
Für 103 langperiodisch Veränderliche werden B-R, im wesentlichen aus
AAVSO-Material, in Diagrammen dargestellt. Ein Zusammenhang zwischen Form der lichtkurve und Entwicklung der B-R besteht offenbar nicht. Möglicherweise sind geringe Streuung und ausgeprägte Zickzackform der B-R Indikatoren sprunghafter Periodenänderungen.
Selbstbedienung im Museum
(1974)
Aus 4 Profilen durch den Laerer Sinterkalk wurden 33 Proben pollenanalytisch untersucht. Zwei Zähltabellen geben für jede einzelne dieser Proben den Gehalt an Pollen und Sporen. Zwei Diagramme stellen die Ergebnisse dieser qualitativen und quantitativen Analysen graphisch dar. Neben den Pollenkörnern der gebräuchlichen 11 Baumarten wurden 24 verschiedene Nichtbaumpollen-Gruppen ausgewertet. Als ältester Zeitabschnitt ließ sich die mindestens 10000 Jahre alte sog. "Jüngste Dryaszeit" feststellen, gekennzeichnet durch eine subarktische Tundra. Die darauf folgenden Zeitabschnitte Präboreal, Boreal, Atlantikum, Subboreal und Subatlantikum konnten in einem oder mehreren der Profile gefaßt werden. In günstig gelagerten Fällen wurden darüber hinaus Beziehungen angedeutet, die zwischen der Bildung dieses Sinterkalklagers und der Besiedlung durch den Menschen bestehen.
Im Jahre 1871 wurde durch den Naturwissenschaftlichen Verein Osnabrück (gegründet 1870) eine meteorologische Station eingerichtet. Sie hatte ihren Standort am Sommerhaus des damaligen Obergerichtsrats JOHANN-VOLLRATH KETTLER,Osnabrück, Ziegelstraße 7. KETTLER hat 1872 im 1. Jahresbericht des . Naturwissenschaftlichen Vereins über die "Entstehung, Einrichtung und die ersten Ergebnisse" berichtet. Dieser Bericht ist hier wiedergegeben, legt er uns dar, daß alle Messungen exakt und gewissenhaft durchgeführt wurden.
Unter den Geschieben des Kies-Sand-Rückens ,Laer-Heide' (Landkreis Osnabrück) fand sich ein Geschiebe des ,grünlich-grauen Graptolithengesteins' mit Calymene orthomarginata SCHRANK 1970 und Leonaspis mutica (EMMRICH 1844) aus dem baltischen Silur. Es stammt vermutlich aus dem Gebiet der "North Mid-Sea Bank" SSW von Gotland und ESE der Südspitze Ölands. Stratigraphisch ist es dem Bereich des Unterwenlock bis unteren Oberwen lock zuzuordnen. Nach einem kurzen Überblick über den Fossilinhalt des Geschiebes und der systematischen Einordnung der gefundenen Trilobitentaxa werden folgende Larvalstadien von Trilobiten beschrieben: 1 Paraprotaspis-Stadium eines Odontopleuriden, das wahrscheinlich Leonaspis mutica zuzuordnen ist, 1 nahezu vollständiges frühes Meraspis-Stadium und eine Reihe frühmeraspider und spätmeraspider Cranidien und Pygidien, die Calymene orthomarginata zugeordnet werden. Abschließend werden einige Beobachtungen zur Ontogenie von Calymene orthomarginata während der meraspiden Phase dargelegt.
In drei Aufschlüssen am Schafberg ist die Basis der Zechstein-Ablagerungen (Oberperm) mit "Zechsteinkonglomerat" und "Kupferschiefer" untersucht worden (Petrographie, Mineralogie, Geochemie). Im Zechsteinkonglomerat ist das Auftreten von windgeschliffenen Geröllen bemerkenswert. Der Kupferschiefer erreicht am W-Rand des Schafbergs mit mehr als 2,5 m eine ungewöhnlich hohe Mächtigkeit. Sein Metallgehalt liegt deutlich über den für "normale" Tonsteine üblichen Werten, erreicht aber keine wirtschaftlich interessanten Konzentrationen. Zechsteinkonglomerat und Kupferschiefer wurden am S-Rand des zechstelnzeitltchen Meeres im Bereich der "Hunte-Schwelle" abgelagert.
This paper investigates the value of observed river discharge data for global-scale hydrological modeling of a number of flow characteristics that are e.g. required for assessing water resources, flood risk and habitat alteration of aquatic ecosystems. An improved version of the WaterGAP Global Hydrology Model (WGHM) was tuned against measured discharge using either the 724-station dataset (V1) against which former model versions were tuned or an extended dataset (V2) of 1235 stations. WGHM is tuned by adjusting one model parameter (γ) that affects runoff generation from land areas in order to fit simulated and observed long-term average discharge at tuning stations. In basins where γ does not suffice to tune the model, two correction factors are applied successively: the areal correction factor corrects local runoff in a basin and the station correction factor adjusts discharge directly the gauge. Using station correction is unfavorable, as it makes discharge discontinuous at the gauge and inconsistent with runoff in the upstream basin. The study results are as follows. (1) Comparing V2 to V1, the global land area covered by tuning basins increases by 5% and the area where the model can be tuned by only adjusting γ increases by 8%. However, the area where a station correction factor (and not only an areal correction factor) has to be applied more than doubles. (2) The value of additional discharge information for representing the spatial distribution of long-term average discharge (and thus renewable water resources) with WGHM is high, particularly for river basins outside of the V1 tuning area and in regions where the refined dataset provides a significant subdivision of formerly extended tuning basins (average V2 basin size less than half the V1 basin size). If the additional discharge information were not used for tuning, simulated long-term average discharge would differ from the observed one by a factor of, on average, 1.8 in the formerly untuned basins and 1.3 in the subdivided basins. The benefits tend to be higher in semi-arid and snow-dominated regions where the model is less reliable than in humid areas and refined tuning compensates for uncertainties with regard to climate input data and for specific processes of the water cycle that cannot be represented yet by WGHM. Regarding other flow characteristics like low flow, inter-annual variability and seasonality, the deviation between simulated and observed values also decreases significantly, which, however, is mainly due to the better representation of average discharge but not of variability. (3) The choice of the optimal sub-basin size for tuning depends on the modeling purpose. While basins over 60 000 km2 are performing best, improvements in V2 model performance are strongest in small basins between 9000 and 20 000 km2, which is primarily related to a low level of V1 performance. Increasing the density of tuning stations provides a better spatial representation of discharge, but it also decreases model consistency, as almost half of the basins below 20 000 km2 require station correction.
Long-term average groundwater recharge, which is equivalent to renewable groundwater resources, is the major limiting factor for the sustainable use of groundwater. Compared to surface water resources, groundwater resources are more protected from pollution, and their use is less restricted by seasonal and inter-annual flow variations. To support water management in a globalized world, it is necessary to estimate groundwater recharge at the global scale. Here, we present a best estimate of global-scale long-term average diffuse groundwater recharge (i.e. renewable groundwater resources) that has been calculated by the most recent version of the WaterGAP Global Hydrology Model WGHM (spatial resolution of 0.5° by 0.5°, daily time steps). The estimate was obtained using two state-of-the-art global data sets of gridded observed precipitation that we corrected for measurement errors, which also allowed to quantify the uncertainty due to these equally uncertain data sets. The standard WGHM groundwater recharge algorithm was modified for semi-arid and arid regions, based on independent estimates of diffuse groundwater recharge, which lead to an unbiased estimation of groundwater recharge in these regions. WGHM was tuned against observed long-term average river discharge at 1235 gauging stations by adjusting, individually for each basin, the partitioning of precipitation into evapotranspiration and total runoff. We estimate that global groundwater recharge was 12 666 km3/yr for the climate normal 1961–1990, i.e. 32% of total renewable water resources. In semi-arid and arid regions, mountainous regions, permafrost regions and in the Asian Monsoon region, groundwater recharge accounts for a lower fraction of total runoff, which makes these regions particularly vulnerable to seasonal and inter-annual precipitation variability and water pollution. Average per-capita renewable groundwater resources of countries vary between 8 m3/(capita yr) for Egypt to more than 1 million m3/(capita yr) for the Falkland Islands, the global average in the year 2000 being 2091 m3/(capita yr). Regarding the uncertainty of estimated groundwater resources due to the two precipitation data sets, deviation from the mean is 1.1% for the global value, and less than 1% for 50 out of the 165 countries considered, between 1 and 5% for 62, between 5 and 20% for 43 and between 20 and 80% for 10 countries. Deviations at the grid scale can be much larger, ranging between 0 and 186 mm/yr.
Irrigation is the most important water use sector accounting for about 70% of the global freshwater withdrawals and 90% of consumptive water uses. While the extent of irrigation and related water uses are reported in statistical databases or estimated by model simulations, information on the source of irrigation water is scarce and very scattered. Here we present a new global inventory on the extent of areas irrigated with groundwater, surface water or non-conventional sources, and we determine the related consumptive water uses. The inventory provides data for 15 038 national and sub-national administrative units. Irrigated area was provided by census-based statistics from international and national organizations. A global model was then applied to simulate consumptive water uses for irrigation by water source. Globally, area equipped for irrigation is currently about 301 million ha of which 38% are equipped for irrigation with groundwater. Total consumptive groundwater use for irrigation is estimated as 545 km3 yr−1, or 43% of the total consumptive irrigation water use of 1277 km3 yr−1. The countries with the largest extent of areas equipped for irrigation with groundwater, in absolute terms, are India (39 million ha), China (19 million ha) and the USA (17 million ha). Groundwater use in irrigation is increasing both in absolute terms and in percentage of total irrigation, leading in places to concentrations of users exploiting groundwater storage at rates above groundwater recharge. Despite the uncertainties associated with statistical data available to track patterns and growth of groundwater use for irrigation, the inventory presented here is a major step towards a more informed assessment of agricultural water use and its consequences for the global water cycle.
Irrigation is the most important water use sector accounting for about 70% of the global freshwater withdrawals and 90% of consumptive water uses. While the extent of irrigation and related water uses are reported in statistical databases or estimated by model simulations, information on the source of irrigation water is scarce and very scattered. Here we present a new global inventory on the extent of areas irrigated with groundwater, surface water or non-conventional sources, and we determine the related consumptive water uses. The inventory provides data for 15 038 national and sub-national administrative units. Irrigated area was provided by census-based statistics from international and national organizations. A global model was then applied to simulate consumptive water uses for irrigation by water source. Globally, area equipped for irrigation is currently about 301 million ha of which 38% are equipped for irrigation with groundwater. Total consumptive groundwater use for irrigation is estimated as 545 km3 yr−1, or 43% of the total consumptive irrigation water use of 1 277 km3 yr−1. The countries with the largest extent of areas equipped for irrigation with groundwater, in absolute terms, are India (39 million ha), China (19 million ha) and the United States of America (17 million ha). Groundwater use in irrigation is increasing both in absolute terms and in percentage of total irrigation, leading in places to concentrations of users exploiting groundwater storage at rates above groundwater recharge. Despite the uncertainties associated with statistical data available to track patterns and growth of groundwater use for irrigation, the inventory presented here is a major step towards a more informed assessment of agricultural water use and its consequences for the global water cycle.
In dieser Arbeit werden Schmelz- und Anreicherungsprozesse des Erdmantels, sowie Kristallisationsereignisse der Erdkruste zweier ausgewählter Gebiete in Namibia und Spanien mithilfe geochemischer Methoden rekonstruiert und in einen zeitlichen Zusammenhang gebracht. Ein Vergleich der gewonnenen Ergebnisse beider Kompartimente soll dabei weitere Informationen liefern inwieweit Prozesse des Erdmantels und der Erdkruste miteinander verknüpft waren. Insbesondere soll ein weitere Beitrag zur aktuellen Diskussion geliefert werden, bei der sich das sogenannte „pulsed growth“ und „steady accumulation“ Modell gegenüberstehen (siehe Zusammenstellung Pearson et al., 2007). Zudem tragen die neu gewonnenen Daten dazu bei, die regionalen geologischen Gegebenheiten im besonderen Hinblick auf die geotektonische Geschichte besser zu verstehen.
Das Gibeon Kimberlit Feld befindet sich in der tektonischen Einheit des Rehoboth Terranes in Namibia und ist gekennzeichnet von Vulkanismus vor etwa 72.5 Ma (Davies et al., 2001), der Granat Peridotite und krustale Xenolithe mit an die Oberfläche beförderte. Eine klare Einordnung des Rehoboth Terranes in die Gesamtheit des Süd Afrikanischen Plattenverbunds ist noch nicht vollständig geklärt.
Die Südöstliche vulkanische Provinz in Spanien (SEVP) mit besonderem Hinblick auf die Region um Casas de Tallante stellt das zweite Probengebiet für diese Arbeit dar. Vor etwa 2.6 Ma (Bellon et al., 1983) kam es zur Extrusion von alkali-basaltischen Schmelzen, die zahlreiche Spinell / Plagioklas Peridotite mit sich brachten. Tufflagen, sowie die Matrix der Basalte ermöglichen einen Einblick in die untere Kruste der Region.
Untersuchungen der Erdmantelproben aus Namibia auf ihre Haupt- und Spurenelementchemie, sowie Lu-Hf und Sm-Nd Isotopie zeigten, dass zwei verschiedene Manteltypen vorliegen („N“ und „σ“ Typ), die zu einem Zeitpunkt um etwa 850 Ma („N“) und 1.9 Ga („σ“) angereichert wurden. Eine letzte Anreicherung beider Typen fand vermutlich während der Pan–Afrikanischen Orogenese um etwa 450 Ma statt. Die Reinterpretation eines zuvor publizierten Datensatzes (Pearson et al., 2004), suggeriert, dass es zu einer ersten Verarmung der σ Peridotite um etwa 2.9 Ga kam.
Untersuchungen der U-Pb und Hf Isotopie an Zirkonen aus der unteren Kruste des Probengebiets in Namibia ergaben, dass es zur Bildung von juvenilem Krustenmaterial vermutlich bereits im Archaikum kam (wie bereits vorgeschlagen durch z.B. Hoal et al., 1995; Franz et al., 1996), sowie in den Zeiträumen von 2.3 bis 2.7 und 1.5 bis 1.6 Ga, mit jeweils anschließendem krustalem Recycling und Krustenmischung. Eine Übereinstimmung von Mantel- und Krustenevents konnte für die Zeiträume von etwa 1.8, 0.8 - 0.9 Ga und 0.4 – 0.5 Ga gefunden werden. Eine mögliche erste Verarmung des σ Mantels wird bestätigt durch Zirkonalter im Bereich von 2.7 bis 2.9 Ga.
Die Analyse ausgewählter Spinell / Plagioklas Peridotite aus der SEVP, ergaben, dass ein heterogener Mantel mit mindestens 3 verschiedenen Typen vorliegt. Eine Korrelation der Lu-Hf Isotopie von 3 Proben dieses Probensatzes, sowie den Hf Isotopien einer weiteren Probe von Bianchini et al. (2011) suggerieren, dass es eventuell zu einem Verarmungsereignis zu einem Zeitpunkt von etwa 550 Ma kam. Sr Isotopien von Klinopyroxenen und Plagioklasen im Vergleich ergaben, dass die Sr Isotopie der Plagioklase, im Gegensatz zu den Klinopyroxenen, von denen der Alkali Basalte überprägt wurden.
Zirkonanalysen aus Lokalitäten innerhalb der SEVP (U-Pb, Hf) ergaben ein weitreichendes Altersspektrum, beginnend bei etwa 2-3 Ma bis hin ins Archaikum (2.7 bis 2.9 Ga) mit Provenance Ursprung aus Gondwana und dem Arabisch-Nubischen Schild. Die Kombination der U-Pb Altersinformationen mit den entsprechenden Hf Isotopien, zeigten, dass es vermutlich bereits im Archaikum zu juveniler Krustenbildung kam. Zirkone > 100 µm datieren den Zeitpunkt der Eruption der Alkali Basalte mit Altern um etwa 2.6 Ma und Hf Isotopien, die einem leicht verarmten Mantel entsprechen. Ein mögliches Verarmungsereignis im Erdmantel zu einem Zeitpunkt von etwa 550 Ma, ist im Einklang mit Krustenrecycling zu selbigem Zeitpunkt.
Die neugewonnenen Daten dieser Arbeit unterstützten das „pulsed growth“ Modell.
Literatur
Bellon, H., Bordet, P. and Montenat, C., 1983. Chronology of the Neogene Magmatism from Betic Ranges (Southern Spain). Bulletin De La Societe Geologique De France, 25(2): 205-217.
Bianchini, G., Beccaluva, L., Nowell, G.M., Pearson, D.G. and Siena, F., 2011. Mantle xenoliths from Tallante (Betic Cordillera): Insights into the multi-stage evolution of the south Iberian lithosphere. Lithos, 124(3-4): 308-318.
Davies, G.R., Spriggs, A.J. and Nixon, P.H., 2001. A non-cognate origin for the Gibeon kimberlite megacryst suite, Namibia: Implications for the origin of Namibian kimberlites. Journal of Petrology, 42(1): 159-172.
Franz, L., Brey, G.P. and Okrusch, M., 1996b. Steady state geotherm, thermal disturbances, and tectonic development of the lower lithosphere underneath the Gibeon Kimberlite Province, Namibia. Contributions to Mineralogy and Petrology, 126(1-2): 181-198.
Hoal, B.G., Hoal, K.E.O., Boyd, F.R. and Pearson, D.G., 1995. Age constraints on crustal and mantle lithosphere beneath the Gibeon kimberlite field, Namibia. South African Journal of Geology, 98(2): 112-118.
Pearson, D.G., Irvine, G.J., Ionov, D.A., Boyd, F.R. and Dreibus, G.E., 2004. Re-Os isotope systematics and platinum group element fractionation during mantle melt extraction: a study of massif and xenolith peridotite suites. Chemical Geology, 208(1-4): 29-59.
Pearson, D.G., Parman, S.W. and Nowell, G.M., 2007. A link between large mantle melting events and continent growth seen in osmium isotopes. Nature, 449(7159): 202-205.
Sesquiterpenes (C15H24) are semi-volatile organic compounds emitted by vegetation and are of interest in atmospheric research because they influence the oxidative capacity of the atmosphere and contribute to the formation of secondary organic aerosols. However, little is known about their emission pattern and no established parameterisation is available for global emission models. The aim of this study is to investigate a Central European spruce forest and its emission response to meteorological and environmental parameters, looking for a parameterisation that incorporates heat and oxidative stress as the main driving forces of the induced emissions. Therefore, a healthy ca. 80 yr old Norway spruce (Picea abies) tree was selected and a dynamical vegetation enclosure technique was applied from April to November 2011. The emissions clearly responded to temperature changes with small variations in the β-factor along the year (βspring = 0.09 ± 0.01, βsummer = 0.12 ± 0.02, βautumn = 0.11 ± 0.02). However, daily calculated values revealed a vast amount of variability in temperature dependencies ((0.02 ± 0.002) < β < (0.27 ± 0.04)) with no distinct seasonality.
By separating the complete dataset in 10 different ozone regimes, we found that in moderately or less polluted atmospheric conditions the main driving force of sesquiterpene emissions is the temperature, but when ambient ozone mixing ratios exceed a critical threshold of (36.6 ± 3.9) ppbv, the emissions become primarily correlated with ozone. Considering the complete dataset, cross correlation analysis resulted in highest correlation with ambient ozone mixing ratios (CCO3 = 0.63 ± 0.01; CCT = 0.47 ± 0.02 at t = 0 h for temperature) with a time shift 2–4 h prior to the emissions. An only temperature dependent algorithm was found to substantially underestimate the induced emissions (20% of the measured; R2 = 0.31). However, the addition of an ozone dependent term improved substantially the fitting between measured and modelled emissions (81% of the modelled emissions could be explained by the measurements; R2 = 0.63), providing confidence about the reliability of the suggested parameterisation for the spruce forest site investigated.
Die Wechselwirkung zwischen zwei verschiedenartigen Wellenphänomenen in einer Höhe von ca. 10 bis 100 km, der mittleren Atmosphäre, ist das zentrale Thema der vorliegenden Arbeit. Schwerewellen entstehen durch Oszillationen der Luft in einer stabil geschichteten Atmosphäre. Durch die Vielzahl von Schwerewellen-Paketen, die in der Troposphäre durch Gebirge, Gewitter, Fronten und andere dynamische Prozesse angeregt werden, wird Energie und Impuls in die mittleren Atmosphäre transportiert. Durch den turbulenten Zerfall von brechenden Schwerewellen wird auf die mittlere Strömung eine Kraft ausgeübt, welche im Bereich der Mesopause bei ca. 90 km maximal wird. Daraus resultiert die sogenannte interhemispherische residuelle Zirkulation, die in der Mesosphäre den Sommer- mit dem Winterpol verbindet und die beeindruckend kalte Sommer-Mesopause mit Temperaturen von unter −140°C verursacht. Thermische Gezeiten sind ein weiterer wichtiger Teil in der Dynamik der mittleren Atmosphäre. Sie werden durch die Erwärmung der Tagseite der Erde angeregt und sind globale Schwingungen mit Perioden von 24 Stunden und harmonischen Vielfachen. Mit Wind- und Temperatur-Amplituden von bis zu 50 m/s und 30 K dominieren sie die Tagesvariabilität im Mesopausen-Bereich.
In der Mesosphäre wird die Wechselwirkung zwischen Schwerewellen und thermischen Gezeiten wichtig. Dort wird durch die Gezeitenwinde das Brechen von Schwerewellen zeitlich moduliert und eine periodische Kraft erzeugt, welche auf die Gezeiten rückwirkt. Doch selbst unter Zuhilfenahme modernster Hochleistungsrechner kann in komplexen Zirkulationsmodellen nur ein Bruchteil des turbulenten sowie des Wellen-Spektrums aufgelöst werden. Der Effekt der nichtaufgelösten Skalen, wie Turbulenz und Schwerewellen, muss somit in effizienter Weise parametrisiert werden. Üblicherweise wird in Schwerewellen-Parametrisierungen die horizontale und zeitliche Variation des Hintergrundmediums vernachlässigt. Es entsteht eine vertikale Säule, in der sich stationäre Schwerewellen-Züge instantan nach oben ausbreiten. Es ist jedoch äußerst fraglich, inwieweit eine solche Beschreibung, auf der ein Großteil früherer Untersuchungen basiert, für das Ergründen der Schwerewellen-Gezeiten-Wechselwirkung hinreicht. Für diese Arbeit wurde deswegen das Ziel gesetzt, die Defizite der konventionellen Beschreibung der Schwerewellen-Ausbreitung in realistischen Gezeiten zu quantifizieren.
Die "Ray Tracing"-Methode wird auf die Problemstellung der Schwerewellen-Gezeiten-Wechselwirkung angewendet. In der "Ray Tracing"-Methode werden Schwerewellen-Pakete entlang ihrer Ausbreitungspfade explizit verfolgt und Veränderungen der Schwerewellen-Eigenschaften durch den Einfluss der Hintergrundströmung berücksichtigt. Vom Autor wurde das globale "Ray Tracing"-Modell RAPAGI (RAy PArameterization of Gravity-wave Impacts) entwickelt und mit realistischen Gezeitenfeldern aus dem Zirkulationsmodell HAMMONIA (HAmburg MOdel of the Neutral and Ionized Atmosphere) betrieben. In verschiedenen "Ray Tracing"-Experimenten wird für ein einfaches Schwerewellen-Ensemble gezeigt, wie horizontale Gradienten des Hintergrundmediums sowie dessen Zeitabhängigkeit wesentlichen Einfluss auf die Ausbreitung und Dissipation von Schwerewellen nehmen. Zum einen führt die durch Gezeitenwellen hervorgerufene Transienz zu einer tageszeitlichen Modulation der absoluten Schwerewellen-Frequenz.
Die dadurch induzierten Variationen der horizontalen Phasengeschwindigkeit der Schwerewellen können die anfängliche Phasengeschwindigkeit um bis zu eine Größenordnung übertreffen und folgen dem Verlauf des Hintergrundwindes. Die kritische Filterung von Schwerewellen wird durch diese Modulation abgeschwächt, was im Vergleich zu konventionellen Schwerewellen-Parametrisierungen zu einer im Mittel um 30 % geringeren Kraftwirkung auf die Gezeiten führt. Zum anderen werden durch horizontale Gradienten in der gesamten Hintergrundströmung Schwerewellen-Pakete horizontal abgelenkt. Wellen, die gegen die Hintergrundströmung laufen, werden in der Stratosphäre in die Maxima der Wind-Jets hineingeführt. Durch dieses Verhalten wird analog zum Fermatschen Prinzip der geometrischen Optik die Laufzeit der Schwerewellen in der mittleren Atmosphäre minimiert. Es entsteht eine Fokussierung von Schwerewellen-Feldern, bei gleichzeitiger Zunahme der horizontalen Wellenzahl in den Experimenten im Mittel um ca. 10 %. Dadurch reduziert sich der Schwerewellen-Impulsfluss und die mittlere und ebenfalls die periodische Kraft auf die Hintergrundströmung im Mittel um weitere 20 % bis 30 %. Konventionelle Schwerewellen-Parametrisierungen scheinen somit die Kraftwirkung von brechenden Schwerewellen zu uberschätzen. Aus den Ergebnissen der Arbeit wird klar, dass Schwerewellen-Parametrisierungen nicht "blind" für jede Untersuchung genutzt werden können. Alle Annahmen und Näherungen in Parametrisierungen müssen je nach Zielstellung neu getestet werden.
Sesquiterpenes (C15H24) are semi-volatile organic compounds emitted by vegetation and are of interest in atmospheric research because they influence the oxidative capacity of the atmosphere and contribute to the formation of secondary organic aerosols. However, little is known about their emission pattern and no established parameterization is available for global emission models. The aim of this study is to investigate a Central European spruce forest and its emission response to meteorological and environmental parameters, looking for a parameterization that incorporates heat and oxidative stress as the main driving forces of the induced emissions. Therefore, a healthy ca. 80 yr old Norway spruce (Picea abies) tree was selected and a dynamical vegetation enclosure technique was applied from April to November 2011. The emissions clearly responded to temperature changes with small variations in the β-factor along the year (βspring=0.09 ± 0.01, βsummer=0.12 ± 0.02, βautumn=0.11 ± 0.02). However, daily calculated values revealed a vast amount of variability in temperature dependencies ((0.02 ± 0.002)< β<(0.27 ± 0.04)) with no distinct seasonality.
By separating the complete dataset in 10 different ozone regimes, we found that in moderately or less polluted atmospheric conditions the main driving force of sesquiterpene emissions is the temperature, but when ambient ozone mixing ratios exceed a~critical threshold of (36.6 ± 3.9) ppbv, the emissions become primarily correlated with ozone. Considering the complete dataset, cross correlation analysis resulted in highest correlation with ambient ozone mixing ratios (CCO3=0.63 ± 0.01; CCT=0.47 ± 0.02 at t=0 h for temperature) with a time shift 2–4 h prior to the emissions. An only temperature dependent algorithm was found to substantially underestimate the induced emissions (20 % of the measured; R2=0.31). However, the addition of an ozone dependent term improved substantially the fitting between measured and modeled emissions (81 % of the measured; R2=0.63), providing confidence about the reliability of the suggested parameterization for the spruce forest site investigated.
Projections from coarse-grid global circulation models are not suitable for regional estimates of water balance or trends of extreme precipitation and temperature, especially not in complex terrain. Thus, downscaling of global to regionally resolved projections is necessary to provide input to integrated water resources management approaches for river basins like the Upper Danube River Basin (UDRB) and the Upper Brahmaputra River Basin (UBRB).
This paper discusses the application of the regional climate model COSMO-CLM as a dynamical downscaling tool. To provide accurate data the COSMO-CLM model output was post-processed by statistical means. This downscaling chain performs well in the baseline period 1971 to 2000. However, COSMO-CLM performs better in the UDRB than in the UBRB because of a longer application experience and a less complex climate in Europe.
Different climate change scenarios were downscaled for the time period 1960–2100. The projections show an increase of temperature in both basins and for all seasons. The values are generally higher in the UBRB with the highest values occurring in the region of the Tibetan Plateau. Annual precipitation shows no substantial change. However, seasonal amounts show clear trends, for instance an increasing amount of spring precipitation in the UDRB. Again, the largest trends for different precipitation statistics are projected in the region of the Tibetan Plateau. Here, the projections show up to 50% longer dry periods in the months June to September with a simultaneous increase of about 10% for the maximum amount of precipitation on five consecutive days. For the Assam region in India, the projections also show an increase of 25% in the number of consecutive dry days during the monsoon season leading to prolonged monsoon breaks.
We have analysed the microseismic activity within the Rwenzori Mountains area in the western branch of the East African Rift. Seismogram recordings from a temporary array of up to 27 stations reveal approximately 800 events per month with local magnitudes ranging from –0.5 to 5.1. The earthquake distribution is highly heterogeneous. The majority of located events lie within faults zones to the east and west of the Rwenzoris with the highest seismic activity observed in the northeastern area, where the mountains are in contact with the rift shoulders. The hypocentral depth distribution exhibits a pronounced peak of seismic energy release at 15 km depth. The maximum extent of seismicity ranges from 20 to 32 km and correlates well with Moho depths that were derived from teleseismic receiver functions. We observe two general features: (i) beneath the rift shoulders, seismicity extends from the surface down to ca. 30 km depth; (ii) beneath the rift valley, seismicity is confined to depths greater than 10 km. From the observations there is no indication for a crustal root beneath the Rwenzori Mountains. The magnitude frequency distribution reveals a b-value of 1.1, which is consistent with the hypothesis that part of the seismicity is caused by magmatic processes within the crust. Fault plane solutions of 304 events were derived from P-polarities and SV/P amplitude ratios. More than 70 % of the source mechanisms exhibit pure or predominantly normal faulting. T-axis trends are highly uniform and oriented WNW–ESE, which is perpendicular to the rift axis and in good agreement with kinematic rift models. At the northernmost part of the region we observe a rotation of the T-axis trends to NEN–SWS, which may be indicative of a local perturbation of the regional stress field.
Assessing the uncertainties of simulation results of ecological models is becoming of increasing importance, specifically if these models are used to estimate greenhouse gas emissions at site to regional/national levels. Four general sources of uncertainty effect the outcome of process-based models: (i) uncertainty of information used to initialise and drive the model, (ii) uncertainty of model parameters describing specific ecosystem processes, (iii) uncertainty of the model structure and (iv) accurateness of measurements (e.g. soil-atmosphere greenhouse gas exchange) which are used for model testing and development.
The aim of our study was to assess the simulation uncertainty of the process-based biogeochemical model LandscapeDNDC. For this we set up a Bayesian framework using a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method, to estimate the joint model parameter distribution. Data for model testing, parameter estimation and uncertainty assessment were taken from observations of soil fluxes of nitrous oxide (N2O), nitric oxide (NO), and carbon dioxide (CO2) as observed over a 10 yr period at the spruce site of the Höglwald Forest, Germany. By running four independent Markov Chains in parallel with identical properties (except for the parameter start values), an objective criteria for chain convergence developed by Gelman et al. (2003) could be used.
Our approach showed that by means of the joined parameter distribution, we were able not only to limit the parameter space and specify the probability of parameter values, but also to assess the complex dependencies among model parameters used for simulating soil C and N trace gas emissions. This helped to improve the understanding of the behaviour of the complex LandscapeDNDC model while simulating soil C and N turnover processes and associated C and N soil-atmosphere exchange.
In a final step the parameter distribution of the most sensitive parameters determining soil-atmosphere C and N exchange were used to obtain the parameter-induced uncertainty of simulated N2O, NO and CO2 emissions. These were compared to observational data of the calibration set (6 yr) and an independent validation set of 4 yr.
The comparison showed that most of the annual observed trace gas emissions were in the range of simulated values and were predicted with a high certainty (Residual mean squared error (RMSE) NO: 2.5 to 21.3 g N ha−1 d−1, N2O: 0.2 to 21.4 g N ha−1 d−1, CO2: 5.8 to 12.6 kg C ha−1 d−1). However, LandscapeDNDC simulations were sometimes limited to accurately predict observed seasonal variations in fluxes.
Assessing the uncertainties of simulation results of ecological models is becoming increasingly important, specifically if these models are used to estimate greenhouse gas emissions on site to regional/national levels. Four general sources of uncertainty effect the outcome of process-based models: (i) uncertainty of information used to initialise and drive the model, (ii) uncertainty of model parameters describing specific ecosystem processes, (iii) uncertainty of the model structure, and (iv) accurateness of measurements (e.g., soil-atmosphere greenhouse gas exchange) which are used for model testing and development.
The aim of our study was to assess the simulation uncertainty of the process-based biogeochemical model LandscapeDNDC. For this we set up a Bayesian framework using a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method, to estimate the joint model parameter distribution. Data for model testing, parameter estimation and uncertainty assessment were taken from observations of soil fluxes of nitrous oxide (N2O), nitric oxide (NO) and carbon dioxide (CO2) as observed over a 10 yr period at the spruce site of the Höglwald Forest, Germany. By running four independent Markov Chains in parallel with identical properties (except for the parameter start values), an objective criteria for chain convergence developed by Gelman et al. (2003) could be used.
Our approach shows that by means of the joint parameter distribution, we were able not only to limit the parameter space and specify the probability of parameter values, but also to assess the complex dependencies among model parameters used for simulating soil C and N trace gas emissions. This helped to improve the understanding of the behaviour of the complex LandscapeDNDC model while simulating soil C and N turnover processes and associated C and N soil-atmosphere exchange. In a final step the parameter distribution of the most sensitive parameters determining soil-atmosphere C and N exchange were used to obtain the parameter-induced uncertainty of simulated N2O, NO and CO2 emissions. These were compared to observational data of an calibration set (6 yr) and an independent validation set of 4 yr. The comparison showed that most of the annual observed trace gas emissions were in the range of simulated values and were predicted with a high certainty (Root-mean-squared error (RMSE) NO: 2.4 to 18.95 g N ha−1 d−1, N2O: 0.14 to 21.12 g N ha−1 d−1, CO2: 5.4 to 11.9 kg C ha−1 d−1). However, LandscapeDNDC simulations were sometimes still limited to accurately predict observed seasonal variations in fluxes.
Towards the goal to understand the role of land-surface processes over the Indian sub-continent, a series of soil-moisture sensitivity simulations have been performed using a non-hydrostatic regional climate model COSMO-CLM. The experiments were driven by the lateral boundary conditions provided by the ERA-Interim (ECMWF) reanalysis. The simulation results show that the pre-monsoonal soil moisture has a significant influence on the monsoonal precipitation. Both, positive and negative soil-moisture precipitation (S-P) feedback processes are of importance. The negative S-P feedback process is especially influential in the western and the northern parts of India.
Der Cornbrash (sandige Fazies des Bathonien) setzt sich im zentralen Teil des Niedersächsischen Beckens aus insgesamt 5 Teilschüttungen zusammen. Zwei Sandschüttungen erfolgten im Unter-Bathonien (Obere Württembergica-Sandsteine); im Ober-Bathonien können insgesamt drei Sandschüttungen ausgehalten werden (Aspidoides-Sandsteine). Während der Einschüttung der Württembergica-Sandsteine sowie der unteren Abteilung des Aspidoides-Sandsteins bildete der Bereich etwa östlich der Linie Steinhuder Meer-Minden eine stabile Plattform, auf der sich von Osten nach Westen Deltas vorbauten (obere Abteilung des Oberen Württembergica-Sandsteins) bzw. hochenergetische Sandplaten zur Ablagerung kamen (untere Abteilung des Oberen Württembergica-Sandsteins sowie des Aspidoides-Sandsteins). Westlich dieser Plattform kam es im Bereich des Wesertroges dagegen zu einem phasenweisen Absinken des Untergrundes. Dementsprechend wechselhaft ist hier die Sedimentation: tonige Schelfablagerungen, deckenförmige Sande eines flach-tiefen Subtidals, hochenergetische Sandplatenbildungen sowie tonige, Bryozoen- und Onkoiden-führende Tone eines geschützten Litorals bilden im höheren Dogger insgesamt 3 regressive Sedimentationszyklen ab. Den insgesamt N-S verlaufenden Beckenkonturen entsprechend war im offenen Schelfbereich (Weser-Wiehengebirge) während des Bathonien ein zum Beckenrand parallel vertautendescnach Norden gerichtetes - Meeresströmungssystem ausgebildet. In Beckenrandbereichen (Süntel) erzeugte dagegen die auflaufende Gezeitenwelle ein senkrecht zum Beckenrand orientiertes, E-W gerichtetes Strömungsmuster. Im höheren Ober-Bathonien erfolgte eine tiefgreifende Umgestaltung der südlichen Beckenteile. Verstärkte Hebungsvorgänge im Bereich der Westfälisch-Lippischen Schwelle führten zu Sandeinschüttungen aus südlichen Richtungen, gleichzeitig verloren die östlichen Liefergebiete an Bedeutung. Sandschüttungen aus Norden, die vermutlich während des gesamten Bathonien erfolgten, haben den Südrand des Niedersächsischen Beckens zu keiner Zeit erreicht.
Es werden einige Aufschlüsse auf dem Sonnenkamp in der Gemeinde Beim, 5 km östlich Osnabrück, beschrieben. Sie lassen erkennen, daß der drenthestadiale Vorstoß des Osnabrücker Gletschers hier eine lokale West-Ost-Richtung hatte. Zugleich lassen sie das Oszillieren einer Eisrandlage vermuten, die mit der Geschiebe-Akkumulation am Gattberg in Verbindung steht.
Die im Gebiet des mittleren Teutoburger Waldes auftretenden Sedimentationsanomalien der turbiditischen "Rothenfelder Grünsande" und der "submarinen Großgleitung im Raum Halle" werden in das Ober-Turon gestellt und feinstratigraphisch neu gedeutet. Dabei können die "Rothenfelder Grünsande" erstmals mit einer Lage im Steinbruch Foerth, Halle/ Westf., nachgewiesen werden. Unbekannt war auch bisher das Vorkommen einer submarinen Gleitung im Steinbruch Anneliese, Bad Laer, in der ein weiterer Turbidit eingeschaltet ist. Die turbiditischen Rothenfelder Grünsande gehören lithostratigraphisch in die hohe "Untere Plänerkalk-Einheit (Iower limestone unit)" (ERNST& WOOD& RASEMANN 1984), biostratigraphisch in die untere Subprionocyclus normalis - Ammonitenzone und in die untere Inoceramus aff. frechi & Inoceramus cf. websteri - Inoceramen-Faunenzone. Eventstratigraphisch sind sie durch ihre Lage von einigen Metern über dem Tuff F und dem Micraster-Event gekennzeichnet. Die Untergrenzen der submarinen Gleitungen von HalielWestf. und vom Steinbruch Anneliese, Bad Laer, befinden sich lithostratigraphisch in der "Grauweißen Wechselfolge" (WOOD& ERNST& RASEMANN 1984). Im Steinbruch Foerth, HalLe/Westf., liegt die Basis der submarinen Gleitungen nur knapp über dem Beginn der Grauweißen Wechselfolge. In den verrutschten Gesteinsmassen läßt sich eine stratigraphische Abfolge vom hohen Ober-Turon bis in das Mittel-Coniac erkennen. Die Basis der submarinen Gleitung von Bad Laer liegt einige Meter höher als in HalielWestf. Ihre Mächtigkeit beträgt nur 5 m im Gegensatz zu der weit über 100 m mächtigen Rutschung von Halle/Westf.
Durch sechs Bohrungen am S-Hang des Silberberges wurde der südliche Rand der "Silberberg-Großheide-Scholle" geologisch untersucht. Die Ergebnisse bestätigen im wesentlichen das von NIENHAUS (1953), LOTZE (1953), KELLER (1974) und HARMS (1981) gegebene Bild über den geologischen Aufbau dieses Gebietes: Die aus Zechstein- und Trias-Gesteinen aufgebaute Silberberg-Großheide-Scholieliegt schlüsselförmigauf einer geschlossenen Unterlage aus Jura-Tonstein.
16 moderne Gesteinsanalysen aus den z. T. eisenerzhaitigen Zechstein-Serien (Mutterflöz, Kupferschiefer und Zechsteinkalk) des Hüggels werden vorgestellt. Sie werden durch ältere Analysen von Gesteinen des "höheren" Zechsteins ("Plattiger- und Massiger- Dolomit") aus dem südlich des Hüggels gelegenen Silberberg-Gebiet ergänzt.
Dargestellt werden die Veränderungen eines Podsol-Braunerde-Standortes unter Wald hinsichtlich der Bodeneigenschaften und Vegetation nach ca. 20jähriger Verregnungvon Abwässern einer Stärkefabrik. Bei den chemischen Bodenparametern zeigten sich als Folge der Abwasserverregnung in sich schlüssige und z. T. extreme Auswirkungen auf die Acidität, die Kationengehalte, di~ Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorvorräte sowie die Mineralisationsdynamik. Die Überdüngung und Eutrophierung des Standortes wurde außerdem durch Vegetationsaufnahmen, die Auswertung ihrer mittleren ökologischen Zeigerwerte sowie Vegetationsanalysen belegt. Die hier beobachteten Folgewirkungen der Abwasserverregnung im Wald als auch die Auswertung entsprechender Berichte aus der Literatur lassen die Verwendung von Waldflächen zur Abwasserbeseitigung grundsätzlich bedenklich erscheinen.
Am 27. Januar 1981 verstarb an den Folgen eines tragischen Verkehrsunfalls das Ehrenmitglied des Naturwissenschaftlichen Vereins Osnabrück, Prof. Dr. GERHARD KELLER aus Ibbenbüren in seinem 77. Lebensjahr. Der Naturwissenschaftliche Verein Osnabrück gedenkt des Geologen und Naturwissenschaftlers GERHARD KELLER in seinem weit gespannten wissenschaftlichen Wirkungskreis und der besonderen Hinwendung zur Geologie seiner näheren Heimat, dem Osnabrücker Bergland und Teutoburger Wald.
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.
Seit nunmehr 20 Jahren findet regelmäßig alle zwei Jahre das Symposium "Tektonik — Strukturgeologie — Kristallingeologie" (TSK) statt. Die Tagung soll insbesondere jungen Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit bieten, ihre Ergebnisse zu diskutieren und einem breiten Fachpublikum vorzustellen. Dies ist natürlich besonders attraktiv, wenn auch die ‚alten Hasen‘ der Zunft eifrig dabei sind.
In diesem Jahr wird schon TSK 11 — nach Tübingen, Erlangen, Graz, Frankfurt, Salzburg, Freiberg, Freiburg und Aachen nun zum zweiten Mal nach 1994 wieder in Göttingen durchgeführt. Wir freuen uns, auch dieses Mal wieder ein vielseitiges Tagungsprogramm präsentieren zu können. Die vorgestellten Arbeiten befassen sich mit Geländebeobachtungen, Laboranalysen und -experimenten bis hin zu Computermodellierungen. Im Maßstab reichen sie vom submikroskopischen Bereich bis hin zu ganzen Orogenen. Dabei werden sowohl duktile als auch spröde Deformationsprozesse beleuchtet. Regionale Geologie ist ebenso Thema wie auch eher angewandte Fragestellungen.
Um die einzelnen Beiträge schnell auffinden zu können, wurden diese alphabetisch nach Erstautoren geordnet. Aus Zeitgründen konnte nur der kleinere Teil der mehr als einhundert eingegangen Beiträge in das Vortragsprogramm aufgenommen werden. Auf parallele Vortragssitzungen haben wir bewusst verzichtet. Besonderen Raum für anregende Diskussionen sollen auch die thematisch zusammengestellten Postersitzungen bieten, für die wir spezielle Zeiten eingeräumt haben. Hierzu werden Poster jeweils vorher im Plenum kurz vorgestellt.
Die eingegangenen Manuskripte wurden, wie bei TSK üblich, für die Publikation keinem Gutachterverfahren unterzogen. Daher sind die jeweiligen Autoren allein für den Inhalt verantwortlich. ...
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.
Geoprax : Newsletter
(1999)
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.
Mit dem mathematischen Werkzeug zur Filterung von Lärmprozessen, die für die Praktizierung der numerischen Wettervorhersage in ihrer Anfangszeit eine große Rolle gespielt hat, wird an den linearisierten Gleichungen für ein barotropes Flachwassermodell im β-Format die Frage behandelt, wie sich der Rossby-förmige Wellenmodus entwickelt, wenn gleichzeitige Trägheitsschwerewellenmoden infolge von veränderlichen filternden Gleichungen unterdrückt werden.
Zunächst werden einige analytische Grundbeziehungen einer lärmfreien Adjustierung von Anfangsfeldern ausgeführt. Dann richtet sich die Untersuchung auf lärmfilternde prognostische Modellgleichungen (Absch. 5, 6, 7). Aus dieser Analysis in Abhängigkeit von der Filterstufe findet man im Vergleich mit der konventionellen synoptisch-skaligen Rossby-Formel, die der Filterstufe Null entspricht, zum Teil erweiterte Wellengeschwindigkeiten der Rossby-förmigen Physik. Dabei treten sogar unerwartete neue Effekte auf, die wohl primär im Langwellenspektrum zählen.
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.
Recently, new soil data maps were developed, which include vertical soil properties like soil type. Implementing those into a multilayer Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer (SVAT) scheme, discontinuities in the water content occur at the interface between dissimilar soils. Therefore, care must be taken in solving the Richards equation for calculating vertical soil water fluxes. We solve a modified form of the mixed (soil water and soil matric potential based) Richards equation by subtracting the equilibrium state of soil matrix potential ψE from the hydraulic potential ψh. The sensitivity of the modified equation is tested under idealized conditions. The paper will show that the modified equation can handle with discontinuities in soil water content at the interface of layered soils.
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.
In Oppenwehe, ca. 2 km östlich der Stemweder Berge, befindet sich zwischen dem Oppenweher Moor im Norden und dem Großen Dieckfluß im Süden eine ca. 3 km lange und 1 km breite Erhebung. Sie überragt das umgebende Flachland um ca. 5-6 m und bildet vermutlich das nordwestliche Ende einer bei Hille westlich von Minden verlaufenden saalezeitlichen Stauchungsstruktur, die sich anscheinend in einer Reihe von Rücken bis nach Oppenwehe fortsetzt. In der seit Herbst 1995 am Ostrand von Oppenwehe bestehenden Abgrabung der Fa. Lindemann, Lemförde, konnten detaillierte Beobachtungen zum inneren Aufbau und damit zum Entstehungsablauf dieser Struktur gewonnen werden. Es liegt hier eine glaziäre Abfolge ("Serie") von Vorschüttsanden, Grundmoräne und Nachschüttbildungen vor, die verfaltet und verschuppt ist. Daraus läßt sich eine zweimalige Überfahrung dieses Raumes durch das saalezeitliche Inlandeis ableiten. Eine wenige Meter südlich der Sandgrube abgeteufte Rammkernbohrung erbrachte darüber hinaus Aufschluß über den tieferen Teil der Schichtenfolge des Quartärs. Sie umfaßt holsteinzeitliche Ablagerungen und endet mit einer elsterzeitlichen Grundmoräne, die unmittelbar auf Tonsteinen der Unterkreide liegt.
Ein neues Bajocium-Profil (Mittlerer Jura) im Osnabrücker Bergland (Niedersachsen) : mit 2 Tabellen
(1990)
In den Jahren 1984-1986 wurde südöstlich von Osnabrück beim Bau der Autobahn (A 33) ein großer Aufschluß im Bajocium und Bathonium geschaffen. Mit Hilfe der horizontiert aufgesammelten Ammoniten konnte das Bajocium im Osnabrücker Bergland entsprechend den Standard-Zonen und -Subzonen der nordwesteuropäischen Faunenprovinz untergliedert werden.
The theoretical basis for the link between the leaf exchange of carbonyl sulfide (COS), carbon dioxide (CO2) and water vapour (H2O) and the assumptions that need to be made in order to use COS as a tracer for canopy net photosynthesis, transpiration and stomatal conductance, are reviewed. The ratios of COS to CO2 and H2O deposition velocities used to this end are shown to vary with the ratio of the internal to ambient CO2 and H2O mole fractions and the relative limitations by boundary layer, stomatal and internal conductance for COS. It is suggested that these deposition velocity ratios exhibit considerable variability, a finding that challenges current parameterizations, which treat these as vegetation-specific constants. COS is shown to represent a better tracer for CO2 than H2O. Using COS as a tracer for stomatal conductance is hampered by our present poor understanding of the leaf internal conductance to COS. Estimating canopy level CO2 and H2O fluxes requires disentangling leaf COS exchange from other ecosystem sources/sinks of COS. We conclude that future priorities for COS research should be to improve the quantitative understanding of the variability in the ratios of COS to CO2 and H2O deposition velocities and the controlling factors, and to develop operational methods for disentangling ecosystem COS exchange into contributions by leaves and other sources/sinks. To this end, integrated studies, which concurrently quantify the ecosystem-scale CO2, H2O and COS exchange and the corresponding component fluxes, are urgently needed.
We investigate the potential of carbonyl sulfide (COS) for being used as a tracer for canopy net photosynthesis, transpiration and stomatal conductance by examining the theoretical basis of the link between leaf COS, carbon dioxide (CO2) and water vapour (H2O) exchange. Our analysis identifies several limitations that need to be overcome to this end, however at present we lack appropriate ecosystem-scale field measurements for assessing their practical significance. It however appears that COS represents a better tracer for CO2 than H2O. Concurrent measurements of ecosystem scale COS, CO2 and H2O exchange are advocated.
Sedimentologie und Verwitterungsbeständigkeit des Wellenkalks
(Unterer Muschelkalk) von Osnabrück
(1993)
Die Sedimentologie und Verwitterungsbeständigkeit des Osnabrücker Weilenkalks (Unterer Muschelkalk) werden an Mauersteinen aus zwei Gebäuden in Osnabrück und an Proben aus dem Steinbruch im Botanischen Garten Osnabrück untersucht. Es lassen sich 6 Mikrofaziestypen (A-F) unterscheiden, die ausführlich beschrieben werden. Ihre Analyse erlaubt detaillierte Aussagen zum Sedimentationsraum und zur Entstehung. Darauf aufbauend werden die in der Schichtenfolge beobachtbaren Sedimentationszyklen auf Meeresspiegeländerungen zurückgeführt. Es lassen sich deutliche Unterschiede in der Verwitterungsbeständigkeit der verschiedenen Mikrofaziestypen erkennen. Am verwitterungsbeständigsten sind die Mikrofaziestypen A und B, durch Sturmfluten entstandene Lagen im unteren und oberen Teil des Oolithbank-Members der Wellenkalk-Formation. Die Mikrofaziestypen A und B sind so verwitterungsbeständig., da sie nicht feingeschichtet sind und freiwillige Wasseraufnahme, Schurecht-Ratio (= freiwillige Wasseraufnahme geteilt durch effektive Porosität) sowie der Gehalt an salzsäureunlöslichem Rückstand relativ gering sind.