Das Ziel des hier vorgeschlagenen LOBSTER Projektes im Rahmen des SPP 4D-MB umfasst zum einen den Einsatz eines deutsch-französischen Netzwerkes von Ozeanbodenseismometern (OBS) in der Ligurischen See als marine Komponente des seismischen Netzwerkes von AlpArray und zum anderen die Bereitstellung von korrigierten und prozessierten marinen seismologischen Daten, die kompatibel mit den Landdaten sind. AlpArray ist eine europäische Initiative mit dem Ziel, ein enges Netzwerk an Breitbandstationen im alpinen Orogen einzusetzen, um Untergrundstrukturen in hoher Auflösung abzubilden. Die marine Komponente von AlpArray und SPP 4D-MB umfasst den Einsatz von 33 Breitbandstationen aus Frankreich und Deutschland in der Ligurischen See. Der Einsatz der deutschen Stationen wird hier beantragt. Dahingehend haben die französischen Kollegen für 2017 Schiffszeit zum Ausbringen der Stationen sichern können, während in Deutschland zeitgleich ein Antrag auf Schiffszeit auf FS Merian/Meteor eingereicht und für 18 Tage Anfang 2018 bewilligt wurde. Damit können die Schiffszeiten für das Ausbringen und Bergen der Stationen zwischen den beiden Nationen geteilt werden. Die OBS-Daten sind essentiell für die Identifikation von Untergrundstrukturen im Übergang der westlichen Alpen zum Apennin und für unser Verständnis der dreidimensionalen Geometrie des tektonischen Systems. OBS-Geräte unterscheiden sind grundsätzlich von Landstationen aufgrund ihres maritimen Einsatzbereiches und somit gilt gleiches auch für die registrierten Daten. Die Hauptaufgabe im Rahmen von LOBSTER wird es daher sein, eine Kompatibilität zwischen den marinen Daten und den Landdaten herzustellen. Die kombinierte Analyse der beiden Datensätze im Rahmen von SPP 4D-MB setzt eine zeitnahe Korrektur und Bereitstellung des marinen Datensatzes voraus, so dass beide Datensätze zusammengeführt werden können. Die dafür notwendigen Bearbeitungsschritte sollen im Zeitraum zwischen den Ausfahrten aufgesetzt und vorbereitet werden. Um Kompatibilität zu erreichen, ist zunächst eine Zeitkorrektur notwendig. Ohne Verbindung zur Außenwelt ist eine Synchronisation z.B. mit GPS erst nach der Bergung möglich. Bis dahin entstandene Zeitfehler können durch Kreuzkorrelation des seismischen Umgebungsrauschens (ambient noise) behoben werden. Da OBS autark abgesetzt werden, ist ihre Orientierung am Meeresboden zunächst nicht bekannt und muss z.B. aus Messungen von Airgun-Schüssen ermittelt werden. Als letzten Bearbeitungsschritt im Projekt sehen wir eine Charakterisierung des Spektralverhaltens der OBS mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsdichte-Verteilungen der spektralen Leistungsdichte vor, um Aussagen über die Entstehung und Ausbreitung des seismischen Umgebungsrauschens in der Ligurischen See treffen zu können.
Im Rahmen des Transregionalen Sonderforschungsbereiches TR32 wurden erfolgreich Muster in Bodentypen mit geophysikalische Messmethoden identifiziert. Wir erweitern diese lokalen Analysen auf einen größeren Bereich, indem wir sie mit weiteren regional vorhandenen Daten kombinieren. Wir entwickeln und verwenden neuartige Methoden, um Bodenmuster zu charakterisieren und daraufhin auf einem größeren räumlichen Bereich zu simulieren und mit zusätzlichen Messungen zu testen, um schlussendlich einen Beitrag zu Prozesssimulationen bis zum Umfang von Wassereinzugsgebieten leisten zu können.
The Northern Eurasia Earth Science Partnership Initiative, or NEESPI, is a currently active, yet strategically evolving program of internationally-supported Earth systems science research, which has as its foci issues in northern Eurasia that are relevant to regional and Global scientific and decision-making communities (see NEESPI Mission Statement). This part of the globe is undergoing significant changes - particularly those changes associated with a rapidly warming climate in this region and with important changes in governmental structures since the early 1990s and their associated influences on land use and the environment across this broad expanse. How this carbon-rich, cold region component of the Earth system functions as a regional entity and interacts with and feeds back to the greater Global system is to a large extent unknown. Thus, the capability to predict future changes that may be expected to occur within this region and the consequences of those changes with any acceptable accuracy is currently uncertain. One of the reasons for this lack of regional Earth system understanding is the relative paucity of well-coordinated, multidisciplinary and integrating studies of the critical physical and biological systems. By establishing a large-scale, multidisciplinary program of funded research, NEESPI is aimed at developing an enhanced understanding of the interactions between the ecosystem, atmosphere, and human dynamics in northern Eurasia. Specifically, the NEESPI strives to understand how the land ecosystems and continental water dynamics in northern Eurasia interact with and alter the climatic system, biosphere, atmosphere, and hydrosphere of the Earth. The contemporaneous changes in climate and land use are impacting the biological, chemical, and physical functions of the northern Eurasia, but little data and fewer models are available that can be used to understand the current status of this expansive regional system, much less the influence of the northern Eurasia region on the Global climate. NEESPI seeks to secure the necessary financial and related institutional support from an international cadre of sponsors for developing a viable understanding of the functioning of northern Eurasia and the impacts of extant changes on the regional and Earth systems. Many types of ground and integrative (e.g., satellite; GIS) data will be needed and many models must be applied, adapted or developed for properly understanding the functioning of this cold and diverse regional system. Mechanisms for obtaining the requisite data sets and models and sharing them among the participating scientists are essential and require international and active governmental participation. (abridged text)
Dieses Projekt ist für die Verwaltung der zentralen Mittel und die Organisation und Koordination SFB-interner und nach außen gerichteter Aktivitäten verantwortlich. Diese Aktivitäten umfassen u.a. die Unterstützung von Gastwissenschaftlern, Kolloquien, Arbeitstagungen, Publikationen, Gleichstellungsmaßnahmen und Graduiertenausbildung. Die Graduiertenausbildung wird in Zusammenarbeit mit den Graduiertenschulen der Geowissenschaften (GSGS) und der Biologie (GSfBS) durchgeführt.
Böden als Habitat und Reservoir für Pflanzen und Mikroorganismen interagieren äußerst sensitiv mit den unterschiedlichen Lebenswesen, insbesondere unter extremen Bedingungen. Im Rahmen des Projektes gilt es, (i) die organische Materie in Bodenprofilen, sowie entlang potentieller Ausbreitungskorridore zu identifizieren und qualifizieren, (ii) das Vorkommen organischer Materie, Veränderungen des Nährstoffhaushaltes sowie physikalischer Bodeneigenschaften entlang Trajektorien des Mikroklimas und der gegenwärtigen sowie historischen Verbreitung in Verbindung zu bringen und (iii) die Veränderungen der Eigenschaften organischer Materie, des Nährstoffgehalts und stöchiometrischer Dynamiken im Boden mit einer rasch steigenden Wasserverfügbarkeit, zu erörtern.
Wasser-Nahrungsmittel-Energie Nexus ist zentral für eine nachhaltige Entwicklung. Deswegen benötigt die Gesellschaft ein besseres Umweltverständnis, um eine effiziente und sichere Interaktion bereitzustellen und Allgemeinwohl und Nachhaltigkeit im Ressourcenmanagement zu maximieren. Simulationen der genau kalibrierten Modelle bieten eine einzigartige Möglichkeit das Verhalten der nicht linearen Strömungen in geologischen Formationen, wie z.B. Multi-Phasen Fluss im zerklüfteten porösen Medium, gekoppelte Hydrosystem Modelle und Multi-Komponenten reaktive Transport im porösen Medium vorherzusagen. Aufgrund der Rauheit oder Fehlen der vorhandenen Daten und hohen Kosten der numerischen Simulation stellt diese Problemklasse nach wie vor eine Herausforderung auch für moderne Methoden der Quantifizierung der Unsicherheiten und maschinellen Lernens (ML) dar. Das vorliegende Projekt beabsichtigt sich mit dieser Herausforderung am Beispiel der Modellierung von Kohlenstoffdioxidspeicherung (CO2) in geologischen Formationen zu befassen. Die Problematik der CO2-Speicherung ist äußerst repräsentativ für eine große Klasse von Untergrundproblemen aufgrund der Struktur der involvierten Mehrphasenströmung. Weit verbreiteten ML Methoden scheinen geeignet zu sein, solche nicht linearen Probleme zu lösen. Klassische ML Methoden erfordern jedoch immense Datenmengen, sowohl die der Modelparameter als auch die der Model Response. Unglücklicherweise können viele Anwendungen in den Geowissenschaften nur eine limitierte Anzahl an Datensätzen bereitstellen. Im aktuellen Projekt beabsichtigen wir eine ML Methode zu entwickeln, welche dazu in der Lage sein wird die lokale Nichtlinearität des physikalischen Problems auch im Falle der nur geringen Menge der verfügbaren Daten adaptiv zu approximieren. Das Projekt beabsichtigt die Relation zwischen der Bayes'schen Inferenz und Informationstheorie in ihrer Zielorientierten Ausprägung zu nutzen, um die Nichtlinearität des physikalischen Problems unter Verwendung der Beobachtungsdaten und Simulationsergebnisse adaptiv zu lokalisieren. Dabei folgen wir dem aktuellen Trend in der stochastischen Modellreduktion und trainieren eine mathematisch optimale Response Surface unter Verwendung von limitierten Informationsmenge von dem ursprünglichen CO2 Modell in Bezug auf Beobachtungsdaten. Wir beabsichtigen eine Multi-Adaptivität Methode für polynomielles Chaos zu entwickeln, welche eine sparse, auf Bayes'schen Theorie basierende Rekonstruktion mit informationstheoretischen Argumenten erweitert. Kombination von Bayes'schen Inferenz mit Informationstheorie wird helfen die Response Surface adaptiv zu verbessern, dabei werden die relevanten Informationen iterativ in die adaptive Response Surface integriert. Wir erwarten, dass die vorgeschlagene Bayes'sche sparse2 Multi-Adaptivität Konzept einen physikalisch-basierten Weg für andere ML Methoden eröffnet, und äußerst nützlich für verschiedene umweltwissenschaftliche Probleme sein wird.
Das EarthShape Programm definiert vier überprüfbare Hypothesen, mit denen der Einfluss von Biota auf Erdoberflächenprozesse quantifiziert werden soll. Hierzu haben wir einen einzigartigen und interdisziplinären Forschungsansatz entwickelt, der die traditionellen Disziplinen der Geowissenschaften, der Biologie und Ökologie, sowie der Geomorphologie umfasst. Das hier vorgelegte Koordinationsprojekt umfasst mehrere administrative Aufgaben, die der Überprüfung der wissenschaftlichen Hypothesen und der Entwicklung eines interdisziplinären Umfelds für zukünftige Forschung im Bereich der Erdoberflächenprozesse in Deutschland dienen. Diese Aufgaben beinhalten: a) Bereitstellen grundlegender Feldkampagnen, Messinstrumente und Datensätze, die für viele EarthShape-Einzelprojekte Voraussetzung sind; b) Koordination von Geländearbeit, Genehmigungen und internationalen Kollaborationen in entlegenen Gebieten Chiles; c) Förderung der Weiterentwicklung und Mobilität der Teilnehmer als Forscher in einem interdisziplinären Umfeld mit Hilfe von Tagungen zur Ergänzung von Fähigkeiten für junge Wissenschaftler, Gleichstellungsmaßnahmen und Projektseminare. Neue Hauptziele des EarthShape Projektes, die die Koordinatoren und der Lenkungsausschuss aus den Resultaten von SPP Phase 1 als Bestandteile eines erfolgreichen Programms für die zweiten drei Jahre identifiziert haben, sind neue Arbeiten zur Biosphäre, Geophysik, und Critical Zone Prozessen der tieferen Erdoberfläche. Das Koordinationsprojekt enthält deshalb den finanziellen und logistischen Rahmen für ein koordiniertes Bohrprogramm der 'Critical Zone' in allen vier Untersuchungsstandorten. Wir erachten die folgenden Bestandteile für bewilligte EarthShape Einzelprojekte für einen erfolgreichen Projektabschluss als unerlässlich: a) die Arbeit in den vorgeschlagenen Forschungs 'Clustern' sowie die Überbrückung von Zeitskalen, wie es im ursprünglichen EarthShape Forschungsantrag dargestellt wurde; b) die aktive Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen unterschiedlicher Forschungsrichtungen, um die interdisziplinäre Zusammenarbeit zu stärken; c) die Notwendigkeit, dass die Teilnehmer in allen ausgewählten Untersuchungsstandorten (oder deren nahem Umfeld) forschen, um den Gegenvergleich und das Zusammenführen der Ergebnisse aus den verschiedenen Projekten zu ermöglichen; d) die Dokumentation der Beteiligung der Chilenischen Wissenschaftsgemeinschaft an den Vorhaben.
Angaben zum Layer: Tektonik
Für die nordwestsächsische Braunkohleregion um Leipzig werden auf sechs Blättern (2465 Bitterfeld, 2466 Eilenburg, 2666 Mittweida, 2566 Wurzen, 2565 Leipzig, 2665 Zeitz) Horizont- bzw. Lithofazieskarten für die gesamte tertiäre Schichtenfolge erarbeitet. Das Tertiär wird in 8 Horizontkarten als schichtweise abgedeckte Folge dargestellt. Zum Kartenwerk, das flächendeckend für Nordwestsachsen erstellt wird, gehören außerdem Quartärbasis- und Prätertiärkarten sowie Bergbaukarten und Regionalschnitte. Zusammen mit der "Lithofazieskarte Quartär 1 : 50 000 (LKQ 50)" und der "Karte der eiszeitlich bedeckten Gebiete von Sachsen GK 50" liegt erstmals für das Lockergebirge des nordwestsächsischen Raumes ein einheitliches Kartenwerk in vollständiger Abfolge einschließlich Oberflächen- und Basiskarten sowie Karten des prätertiären Untergrundes vor. Zusätzliche Informationen Sonderblattschnitt
Für die nordwestsächsische Braunkohleregion um Leipzig werden auf sechs Blättern (2465 Bitterfeld, 2466 Eilenburg, 2666 Mittweida, 2566 Wurzen, 2565 Leipzig, 2665 Zeitz) Horizont- bzw. Lithofazieskarten für die gesamte tertiäre Schichtenfolge erarbeitet. Das Tertiär wird in 8 Horizontkarten als schichtweise abgedeckte Folge dargestellt. Zum Kartenwerk, das flächendeckend für Nordwestsachsen erstellt wird, gehören außerdem Quartärbasis- und Prätertiärkarten sowie Bergbaukarten und Regionalschnitte. Zusammen mit der "Lithofazieskarte Quartär 1 : 50 000 (LKQ 50)" und der "Karte der eiszeitlich bedeckten Gebiete von Sachsen GK 50" liegt erstmals für das Lockergebirge des nordwestsächsischen Raumes ein einheitliches Kartenwerk in vollständiger Abfolge einschließlich Oberflächen- und Basiskarten sowie Karten des prätertiären Untergrundes vor. Zusätzliche Informationen Sonderblattschnitt
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 629 |
| Europa | 50 |
| Kommune | 1 |
| Land | 407 |
| Weitere | 4 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 506 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 523 |
| Hochwertiger Datensatz | 41 |
| Repositorium | 6 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 396 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 13 |
| Offen | 693 |
| Unbekannt | 262 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 829 |
| Englisch | 210 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 36 |
| Bild | 2 |
| Datei | 36 |
| Dokument | 14 |
| Keine | 356 |
| Webdienst | 80 |
| Webseite | 545 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 968 |
| Lebewesen und Lebensräume | 854 |
| Luft | 338 |
| Mensch und Umwelt | 968 |
| Wasser | 564 |
| Weitere | 942 |