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"Influence of vibroseismic sound waves on the behavior of blue whales"

Schall ist das sensorische Signal, das sich am weitesten im Ozean ausbreitet. Es wird von der Meeresfauna verwendet, um die Meeresumwelt zu erfassen und für die intra- und interspezifische Kommunikation bei Meerestieren, von Wirbellosen bis hin zu Großwalen. Vormals unberührte Regionen wie die Arktis unterliegen derzeit einem schnellen Wandel, der durch anthropogene Nutzung und globale Erwärmung getrieben wird. Die Arktis ist für viele Meeresorganismen von zentraler Bedeutung, beispielsweise für die nahrungssuchende Blauwale. Da intensive Schallemissionen wie sie bei der Öl- und Gasexploration vorkommen, große Auswirkungen auf Meeressäuger haben können, ist es wichtig, nach alternativen Schallquellen zu suchen. Ziel des Projekts ist es, die Reaktionen von Blauwalen auf synthetisch erzeugte akustische Signale von Marine Vibratoren (MV) in ihren Nahrungsgründen zu untersuchen. Das Verhalten von Blauwalen wurde mit akustischen und bewegungsbasierten Aufnahmegeräten gemessen, die den empfangenen Schallpegel am Tier sowie dessen Tauchparameter aufzeichneten. Ein Unterwasserlautsprecher (Argotec-Schallquelle, SS-2) wurde verwendet, um die Tiere tieffrequenten Geräuschen ähnlich denen von MVs auszusetzen, während die Verhaltensreaktionen an den besenderten Tieren gemessen wurden. Darüber hinaus wurden visuelle Beobachtungen und akustische Bojen verwendet, um weitere Verhaltensreaktionen aufzuzeichnen. Der Quellschallpegel des Lautsprechers betrug 180-188 dB re 1 MikroPa in 1 m Entfernung, wobei die gemessenen Empfangspegel in verschiedenen Bereichen während der kontrollierten Expositionsversuchen analysiert wurden. Der maximale Abstand zum Lautsprecher, in der Verhaltensreaktionen einschließlich akustischer Reaktionen erwartet werden, wurde gemäß dem NMFS (2022) Verhaltensreaktionskriterium für Meeressäuger von 120 dB re 1 MikroPa auf 11,1 km modelliert. Während der Schallexposition wurden Veränderungen im Verhalten der Blauwale in Bezug auf die an der Oberfläche verbrachte Zeit (< 2 m Wassertiefe) für die Dauer des Tauchgangs und die Zeit nach dem Tauchgang festgestellt. Besenderte Tiere suchten vor der Schallexposition kontinuierlich nach Nahrung, stoppten die Nahrungssuche jedoch kurzzeitig während sie dem MV-Schall ausgesetzt warenund zeigten in dieser Zeit Tauchgänge ohne Nachrungssuchverhalten. Wir beobachteten, dass Blauwale die Amplitude, Dauer, Wiederholungsrate und Frequenz ihres Rufsignals veränderten, was als Kompensationsmechanismus für erhöhte Umgebungsgeräusche interpretiert werden kann. Diese Fähigkeit, Maskierungsgeräusche durch Anpassung ihrer Vokalisierung zu überwinden, ist von entscheidender Bedeutung um trotz des Vorhandenseins von vibroseismischen Schallsignalen zu kommunizieren. Diese Reaktionen traten bei Walen innerhalb des 11-km-Reaktionsradius auf. Trotz des Fehlens direkter Vergleichsstudien kann davon ausgegangen werden, dass die Reaktionen der Blauwale auf MVs wahrscheinlich weniger schwerwiegend sind als bei anderen Schallquellen (wie z.B. Airguns) die für die Öl- und Gasexploration eingesetzt werden. Diese Studie unterstreicht aber auch, dass beim Einsatz von MVs in geringerer Entfernung von Blauwalen mit Vorsicht vorgegangen werden muss. Quelle: Forschungsbericht

Sub project: Pressure coring, in-situ cores, core transfer under pressure

Das Projekt "Sub project: Pressure coring, in-situ cores, core transfer under pressure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Mechanik, Fachgebiet Kontinuumsmechanik und Materialtheorie durchgeführt. A core sample, recovered from beneath the land or sea floor, is no longer in pristine condition, due to the enormous pressure change while moving it to the surface, from great depths to atmospheric conditions. As a result mechanical, physical, and chemical properties as well as living conditions for microorganisms of the deep biosphere are significantly altered. In order to investigate highly instable gas hydrates, which decompose under pressure and temperature change, a system to recover and investigate pressure cores under in-situ conditions has been developed within an EU funded project since 1997: HYACE -HYdrate Autoclave Coring Equipment. The next logical step of development is extending the applicability of the pressure coring system to pressure related phenomena other than gas hydrates. Possible future applications include, but are not limited to, research in shales and other tight formations, CO2-sequestration, oil and gas exploration, coalbed methane, and microbiology of the deep biosphere. In order to meet the corresponding requirements and to incorporate the experiences from previous expeditions it is necessary to: First, redesign the pressure coring system in order to adapt it to the new applications. Second, utilize synergy effects with the ongoing Project COMPOSE and Third, manufacture and test the new system.

Quellen und Auswirkungen von Unterwasserlärm in Nord- und Ostsee auf Meeresökosysteme

Das Projekt "Quellen und Auswirkungen von Unterwasserlärm in Nord- und Ostsee auf Meeresökosysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioConsult SH GmbH & Co. KG durchgeführt. A) Problemstellung: Unterwasserlärm ist neben gefährlichen Stoffen und Nährstoffen eine der Verschmutzungsquellen des Meeres. Im Gegensatz zu den stofflichen Verschmutzungen sind die Auswirkungen des Unterwasserlärms nicht gut untersucht. Bisherige Erkenntnisse beziehen sich vornehmlich auf Schnabelwale und militärischen Unterwasserlärm. Derzeitige deutsche Forschungen fokussieren auf Schweinswale und Offshorewindanlagenlärm. Wichtig ist auch die Bewertung des Lärms von akustischen Forschungsgeräten und dessen Auswirkungen auf Wale. Weitere Lärmquellen von vergleichbarer Lautstärke treten bei der Öl- und Gasexploration und beim Schiffsverkehr auf. Eine vergleichende Quantifizierung dieser Lärmquellen hinsichtlich Frequenz, Energiegehalt, Impulslänge usw. steht bisher aus. Der Vorsorgegrenzwert des UBA für Emissionen ist nicht weiter hinsichtlich dieser Größen spezifiziert. B) Handlungsbedarf: Für die nationale und Europäische Meeresstrategie ist es wichtig, die fachliche Grundlage für die Beurteilung aller potentiellen Lärmquellen im Meer zu erstellen. Dabei sollten in einer Literaturstudie sämtliche Unterwasserlärmquellen vergleichend gegenübergestellt werden. Die Auswirkungen des Lärms auf das Meeresökosystem (Wale, Robben, Reptilien, Knochenfische, Knorpelfische, Tintenfische) sind entsprechend der Literatur zu recherchieren und der Grenzbereich zur Erlangung einer TTS (temporary threshold shift, temporären Gehörschwellenverschiebung) ist für die Artengruppen zu definieren. Dabei sollten die Emissionsgrenzwerte hinsichtlich Frequenz, Energiegehalt, Impulslänge etc. spezifiziert werden. C) Ziel des Vorhabens: Das Ziel des Vorhabens ist die Ableitung von Emissionsgrenzwerten für die verschiedenen Geräte/Arbeiten, die in der Forschung, Windenergie, Öl- und Gasindustrie, Schifffahrt und Militär zum Einsatz kommen um den Schutz der Meeresumwelt vor Unterwasserlärm zu gewährleisten.

Vorhaben: B3- Erschließung von Gashydrat-Lagerstätten, B3-1 Konzepte zur Erschließung von Methanhydrat-Lagerstätten

Das Projekt "Vorhaben: B3- Erschließung von Gashydrat-Lagerstätten, B3-1 Konzepte zur Erschließung von Methanhydrat-Lagerstätten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institute of Subsurface Energy Systems durchgeführt. Ziel dieses Teilvorhabens ist es Erschließungsmöglichkeiten zu suchen, mit denen die Vorgänge in der Gashydratlagerstätte bei der CO2-Einspeisung und dem CH4- Abbau numerisch simuliert werden können. Eine wirtschaftliche Bewertung von Investitionen ist allerdings nur möglich, wenn diese wiederum in Relation zu den tatsächlichen Kosten einer konkreten Technologie gesetzt werden. Hierbei ist zu ermitteln, ob eine Technologie unter den gesetzten Randbedingungen eingesetzt werden kann und ob der ermittelte Investitionsrahmen eingehalten werden kann. Der Inhalt des geplanten Projektes ist die grundlegende Ermittlung von Erschließungsmöglichkeiten und deren Machbarkeit sowie die Bohrlochintegrität solcher Konzepte. Die Arbeiten beginnen mit der konzeptionellen Konstruktion des Gesamtkonzeptes. Dabei werden die einzelnen Konstruktionsmodule und die Schnittstellen definiert. Lastenhefte für die einzelnen Module erstellt und gegenseitige Abhängigkeiten herausgearbeitet. Die TU Clausthal koordiniert das Teilprojekt B3 und wird zum Erreichen der genannten B3-Ziele die die hier aufgeführten Arbeiten durchführen.

Vorhaben: A1 - Lokalisierung und Überwachung von Gashydrat- Lagerstätten; A1-1 - Nachweis von Gaseinträgen in die Wassersäule mit Hilfe von Fächerecholoten

Das Projekt "Vorhaben: A1 - Lokalisierung und Überwachung von Gashydrat- Lagerstätten; A1-1 - Nachweis von Gaseinträgen in die Wassersäule mit Hilfe von Fächerecholoten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wärtsilä ELAC Nautik GmbH durchgeführt. Die WCI-Visualisierungssoftware, die im SUGAR I Teilprojekt A1 erstellt wurde, soll hinsichtlich der Performance optimiert werden. Außerdem sollen die Möglichkeiten der Objektvisualisierung erweitert werden. Auch die Algorithmen zur automatischen Objekterkennung sollen optimiert werden, um Gas Flares zuverlässig identifizieren zu können. Ergänzend zu den WCI-Daten sollen hochaufgelöste Sidescan-Daten für die Erkennung von Gas Flares hinzugezogen werden. Für eine verbesserte volumetrische Interpretation sollen die abgestrahlten Schallfächer der Fächerlote nutzerseitig schwenkbar gemacht werden. Darüber hinaus soll die WCI-Technologie auf 30 kHz-Fächerlotsysteme ausgeweitet werden, wodurch ein breiteres Frequenzspektrum und ein größerer Wassertiefenbereich abgedeckt werden. Folgende Arbeitspakete sind geplant: (1) Verbesserung der Performance des HydroStar WCI Viewers durch eine geeignete Multi-Threading-Architektur sowie durch Einbindung der Suchfenster für die Bodenfindung. (2) Schaffung der Möglichkeit, nicht nur die Objekte des aktuellen Pings, sondern auch die Objekte benachbarter Pings geeignet darzustellen. (3) Optimierung der Algorithmen zur automatischen Objekterkennung hinsichtlich Online-Performance und verbesserter Fehldetektionsrate. (4) Einsatz einer mobilen Fächerlotanlage mit 30 kHz Trägerfrequenz. (5) Verbesserung des Sidescan-Algorithmus. (6) Manuelles Schwenken der Sendefächer. (7) und (8) Verifikation der Ergebnisse und Optimierung (9) Finale Validierung.

Vorhaben: B3 - Erschließung von Gashydrat-Lagerstätten; B3-3 Anpassung konventioneller Coiled Tubing Bohrtechnik zur Erschließung von Gashydratvorkommen

Das Projekt "Vorhaben: B3 - Erschließung von Gashydrat-Lagerstätten; B3-3 Anpassung konventioneller Coiled Tubing Bohrtechnik zur Erschließung von Gashydratvorkommen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bochum, Bochum University of Applied Sciences, Institut für Wasser und Umwelt, Labor für Geothermie und Umwelttechnik durchgeführt. Das übergeordnete Projektziel der Hochschule Bochum besteht in der Anpassung von konventioneller Coiled-Tubing Bohrtechnik aus dem Erdöl-/Erdgasbereich an die besonderen Rahmenbedingungen bei der Erkundung und Erschließung von Gashydratreservoirs. Hierzu zählen Komponentenentwicklungen bei a) der Antriebstechnik (Motoren, Hämmer), b) der CT-basierten Stimulationstechnik und c) der Rohre. Ein wichtiges Augenmerk liegt dabei auch auf dem Sektor neuer Werkstoffe (z.B. Thermoplastic Composite Pipes). Die Entwicklungen sollen im Übergangsbereich vom Labor- zum Technikumsmaßstab (Demonstrator) erfolgen. Dazu werden die angepassten oder neu entwickelten CT-Komponenten unter betriebsnahen Bedingungen im in-situ Labor der Hochschule Bochum getestet. Beim Einsatz von Coiled Tubing Bohrtechnik zur Erschließung von Gashydratlagerstätten werden viel Know-how und technische Neuerungen / Weiterentwicklungen aus den Disziplinen Coiled Tubing drilling, Coil Materialien und deren Herstellung, hydraulische DTH Mudhammertechnik, Mud Motoren, und Bohrtechnik eingefordert und symbiotisch miteinander gekoppelt. Insbesondere der Einsatz neuer Materialien für Coils, hier z.B. TCP (Thermoplaste, Komposite), und deren Verhalten beim Bohren incl. der Erschließung von Gashydratlagerstätten mittels Druck, Dampf, Chemikalien etc. stehen unter anderem im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes.

Vorhaben: Strategien und Techniken zur Förderung von Erdgas aus Methanhydrat-Lagerstätten durch CO2-Injektion

Das Projekt "Vorhaben: Strategien und Techniken zur Förderung von Erdgas aus Methanhydrat-Lagerstätten durch CO2-Injektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR) durchgeführt. In den Teilprojekten B1 und B2 werden Technologien und Strategien entwickelt, um Erdgas aus Gashydraten zu produzieren und CO2 in Gashydraten zu speichern. In den Teilprojekten B1 und B2 wird ein technisches Verfahren zur Erdgasproduktion mittels CO2-Injektion sowie ein wirtschaftliches Konzept zur Erschließung eines Gashydratfeldes entwickelt. Hierzu werden in den am GEOMAR aufgebauten Hochdrucklaboren Experimente von mikroskopischer bis kleintechnischer Skala durchgeführt und die Erkenntnisse in numerischen Simulationen auf Lagerstätten-Skala umgesetzt.

Vorhaben: B3 - Erschließung von Gashydratlagerstätten; B3-2 - Technologische Ansätze für die Erschließung von Methanhydrat und die Sequestrierung von Kohlendioxid

Das Projekt "Vorhaben: B3 - Erschließung von Gashydratlagerstätten; B3-2 - Technologische Ansätze für die Erschließung von Methanhydrat und die Sequestrierung von Kohlendioxid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau durchgeführt. Das Ziel des Projektes SUGAR II - Teilprojekt B3 - Erschließung der Gashydratlagerstätte ist es, technologische Ansätze für die Erschließung von und Förderung von Methan aus Methanhydratlagerstätten bei gleichzeitiger Einlagerung von CO 2 zu finden und hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu bewerten. Gashydratlagerstätten weisen einige Besonderheiten auf, die ihre Erschließung zu einer wissenschaftlich-technischen Herausforderung machen. So ist Methanhydrat nur in einem engen Druck- und Temperaturfenster stabil, welches während des Bohrprozesses nicht verlassen werden darf. Außerdem liegen die Lagerstätten meist relativ dicht unter dem Meeresboden und sind nur von einer geringmächtigen Schicht lockeren Sediments bedeckt, welches keine Dichtwirkung gegenüber Methan aufweist. Deshalb spielen die Sicherheit im Bohr- und Förderbetrieb sowie der Umweltschutz bei ihrer Erschließung eine große Rolle. Die Arbeiten der TUBAF werden mit einer ausführlichen Literaturrecherche beginnen. Man wird mögliche Abbaukonzepte ermitteln (Bohrtechnologien mittels Marktanalyse, Bohrlochfluide laborativ untersuchen/bewerten/entwickeln, Bohr-und Förderkonzept), bewerten und in Zusammenarbeit mit dem Teilprojekt A1 optimieren. Dabei wird großes Augenmerk auf die Umsetzbarkeit der gashydratspezifischen Sicherheits- und Umweltschutzanforderungen gelegt. Es wird einen Zwischen- und einen Endbericht geben.

Vorhaben: Optimierung des Gashydratabbaus und der simultanen CO2-Speicherung

Das Projekt "Vorhaben: Optimierung des Gashydratabbaus und der simultanen CO2-Speicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Im Projekt sollen der Abbau von Methanhydrat und die Speicherung von Kohlendioxid betrachtet werden. Im Teilprojekt B1 wird durch die Entwicklung der Simulationssoftware CMG STARS und SUGAR-HyReS für die Simulation des vollständigen Abbauprozesses von Hydrat die Basis der Technologiebewertung gelegt. Im Teilprojekt B2 werden experimentelle Untersuchungen im Drucklabor zum Verhalten von Hydrat im Sediment durchgeführt, sowie Speichermengen an CO2 und die Ausbeute bei der Methangasgewinnung ermittelt. Die Modellierung wird auf konkrete Fallbeispiele realer Hydratlagerstätten angewendet. Insbesondere sollen dabei die Interaktion zwischen Bohrloch und Lagerstätte simuliert und geomechanische Aussagen integriert werden. Anhand erweiterter Simulationsmodelle werden neben einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Risiken abgeschätzt und sicherheitsrelevante Prozesse evaluiert. In enger Kooperation mit Teilprojekt B3 wird an der Entwicklung einer Technologie zur Erschließung einer Hydratlagerstätte gearbeitet. In einer Sedimentmatrix wird bei einer Kombination von Wasser- und CO2-Injektion die Zersetzung von Methanhydrat und die Bildung von CO2-Hydrat hinsichtlich der möglichen Speichermenge und des Einflusses auf die Ausbeute bei der Methangasgewinnung untersucht. Dabei werden kalorische Daten in einem Druckreaktor ermittelt. In Versuchen zur Fluidisierung des Sedimentes sollen der Wärmetransport und das Verhalten des Sedimentes und entsprechende Rückhaltemethoden untersucht werden.

Fokussierende Ultraschallverfahren für die zerstörungsfreie Prüfung von Bauwerken und Komponenten aus dem Bereich der kerntechnischen Sicherheit für den Kompetenzerhalt in der Kerntechnik - KEK

Das Projekt "Fokussierende Ultraschallverfahren für die zerstörungsfreie Prüfung von Bauwerken und Komponenten aus dem Bereich der kerntechnischen Sicherheit für den Kompetenzerhalt in der Kerntechnik - KEK" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität (TU) Bergakademie Freiberg, Institut für Geophysik und Geoinformatik durchgeführt. Moderne zerstörungsfreie Prüfverfahren sind in der Kerntechnik unerlässlich. Dies gilt auch für die Prüfung von Bauwerken aus Stahlbeton und ihrer Komponenten. Dieser Projektantrag zum Forschungsschwerpunkt 'Komponentensicherheit und Qualitätssicherung' soll zu einer verbesserten zerstörungsfreien Prüfung und Bewertung von Bauwerkstrukturen (Integritätsprüfung, strukturmechanisches Verhalten, Dauerhaftigkeit) beitragen, um so eine fundierte Sicherheitsbeurteilung dieser Komponenten und damit der gesamten Anlage zu ermöglichen. Eine Erweiterung auf druckführende Komponenten ist möglich. Das Ziel des vorliegenden Projektantrags ist die Adaption und Anwendung von modernen seismischen Abbildungsverfahren aus der Erdöl-/Erdgasexploration auf die zerstörungsfreie Prüfung von Bauwerken/Komponenten aus dem Bereich der kerntechnischen Sicherheit. Hierbei sollen insbesondere fokussierende seismische Abbildungsverfahren zum Einsatz kommen und deren Möglichkeit zur hochauflösenden Abbildung des Innern von z.B. Betonkörpern (inkl. potentieller Risse und Inhomogenitäten) sowohl mit Hilfe von Computersimulationen als auch zusammen mit dem Kooperationspartner BAM durch Ultraschallmessungen an großformatigen Probekörpern im Labormaßstab sowie darüber hinaus an einem realen Anwendungsfall untertage in Morsleben (ERAM) detailliert untersucht und validiert werden. Dabei wird insbesondere die Möglichkeit der verbesserten Strukturabbildung durch Kombination von Messungen an der Oberfläche des Körpers mit solchen in Bohrlöchern innerhalb des Körpers genauer studiert werden, um eine optimale Untersuchungsgeometrie und Charakterisierung des Bauwerks einschließlich seiner Integrität auch im Fall von limitierten Messgeometrien zu ermöglichen.

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