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Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Einwanderungswahrscheinlichkeit invasiver Großalgen in die Antarktis: Invasivität vs. Invasibilität

Durch stetig zunehmende globalisierte Verkehrsströme und den Klimawandel steigt auch weltweit die Problematik von Bio-Invasionen. Nicht jede Art, welche in eine neue Umgebung gelangt, verhält sich zwangsläufig als Invasor, zumindest nicht solange die natürlichen Mechanismen der Ausbreitungskontrolle noch wirksam sind. Die Invasivität einer Art wird durch ihre biologischen Charakteristika bestimmt (z.B. physiologische Toleranz, Reproduktionsstrategien). Die Invasibilität einer Region ist hingegen durch ihre physiko-chemischen (z.B. Klima und Beschaffenheit von Siedlungssubstrat) und biologischen (z.B. Anwesenheit von Fraßfeinden oder Konkurrenten) Rahmenbedingungen definiert. Invasive Großalgen haben das Potential, die Struktur und Funktion von Küstensystemen nachhaltig zu schädigen, oftmals verbunden mit einem dramatischen Rückgang der lokalen Biodiversität. Zur Einschleppung invasiver Großalgen in antarktische Küstengewässer liegen derzeit noch keine Berichte vor. Unterstützt durch den Klimawandel (verbunden mit Temperaturanstieg, aber auch mit einer Abschwächung des antarktischen Zirkumpolarstroms) und durch fortwährend ansteigenden touristischen wie wissenschaftlichen Schiffsverkehr in der Antarktis, nimmt die Wahrscheinlichkeit einer Invasion jedoch stetig zu. Drei Arten von Großalgen etablierten sich kürzlich in der Region von Patagonien bis Feuerland und sind mögliche Kandidaten für eine weitere Ausbreitung bis in die Antarktis. Durch einen experimentellen ökophysiologischen Ansatz (um die Invasivität zu bestimmen) kombiniert mit Habitatkartierungen und Klimadaten (zur Charakterisierung der Invasibilität) werden wir Vorhersagemodelle zur zukünftigen geographischen Verbreitung dieser drei Arten erstellen. Damit wird dieses Projekt die Wahrscheinlichkeit der weiteren Ausbreitung von Großalgen, welche sich kürzlich in Patagonien und Feuerland etabliert haben, bis zu den Südshetland-Inseln und der westlichen antarktischen Halbinsel bestimmen. Als finales Produkt werden wir eine Vorhersage-Karte zur Etablierung neuer Arten von Großalgen an der westlichen antarktischen Halbinsel erstellen. Das Projekt leistet somit bedeutsame Beiträge zu zwei der übergreifenden inter-disziplinären Themenkomplexe innerhalb des Schwerpunktprogramms 1158 Antarktisforschung: Verknüpfung mit niederen Breiten (Gateway to lower latitudes) und Reaktionen auf den Umweltwandel (Response to environmental change).

Industriegebiet Halbinsel I

Bebauungsplan "Industriegebiet Halbinsel 1" der Stadt Germersheim

Industriegebiet Halbinsel I

Bebauungsplan "Industriegebiet Halbinsel 1" der Stadt Germersheim

Foraminifera census counts at salt-marsch archive GeoHH-FK (Friedrichskoog, south-eastern North Sea)

Here we have evaluated and compared two benthic foraminiferal records derived from sedimentary salt-marsh archives from the south-eastern North Sea coast, covering the past ~100 years. The particular focus was on the agglutinated benthic salt-marsh foraminifera Entzia macrescens, finding a rising number of deformed tests at times of strengthened North Sea storminess and associated more frequent salt-marsh flooding between the mid-century and late 1980s. The study is based on sediment sequences GeoHH-FK (Friedrichskoog, Dithmarschen) and TB13-1 (Bay of Tümlau, Eiderstedt Peninsula; Müller-Navarra et al., 2019; doi:10.1016/j.ecss.2018.12.022) that were retrieved from the salt marshes' erosional cliffs in November 2016 and August 2013. Sediment sequence GeoHH-FK was sampled at 0.5 cm spacing, with every second sample considered for benthic foraminiferal analysis, resulting in a total of 116 samples. All samples were wet-sieved for the 63–500 µm sediment fraction and benthic foraminiferal analysis was based on allocate splits in order to obtain approximately 100 individuals per split. Subsequent taxonomical identification was carried out on the wet sediment samples. Normal and irregular tests of E. macrescens were distinguished and counted separately. The benthic foraminiferal record of TB13-1 was provided by Müller-Navarra et al. (2019; doi:10.1016/j.ecss.2018.12.022). As benthic foraminifera are very sensitive to environmental changes, the consideration of deformed tests of the salt-marsh indicator species E. macrescens allowed for the evaluation of the salt marshes' vulnerability to changing climate conditions, in dependence on the degree of their modification by human interventions.

Geologische Übersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:200.000 (GÜK200) - CC 1518 Flensburg

Auf Blatt Flensburg ist der südliche Teil der Halbinsel Jütland abgebildet. Während im Westen die Nordsee mit dem Nordfriesischen Wattenmeer, den Halligen und den Nordseeinseln Amrun, Föhr, Sylt und Rømø erfasst ist, wird am Ostrand der Karte die Ostseeküste mit Eckernförder und Flensburger Bucht sowie der dänischen Insel Als dargestellt. Im Kartenblatt sind neben den Oberflächensedimenten des Festlandes auch die Ablagerungen des rezenten Meeresbodens, des Hallig- und Strandbereichs sowie der Watt- und Marschgebiete erfasst und detailliert untergliedert. Auf die marin-litoralen Faziesbereiche entfallen allein 51 der insgesamt 85 Holozän-Einheiten der Legende. Auf dem Festland treten die holozänen Ablagerungen hinter den pleistozänen Sedimenten der Weichsel- und Saale-Kaltzeit zurück. Sie finden sich nur vereinzelt in den Flussniederungen und Senken (hauptsächlich Moorbildungen). Zu den glazialen Sedimenten, die den Festlandsbereich dominieren, zählen: Geschiebelehm der Grundmoränen, glazifluviatile Sande und Schotter, glazilimnische Beckenschluffe und Flugsande. Dabei lassen sich von Ost nach West Unterschiede in der Sedimentverteilung feststellen. Während im östlichen Teil Jütlands Geschiebelehm der weichselkaltzeitlichen Grundmoräne dominiert, werden im zentralen Teil weite Flächen von weichselkaltzeitlichen Sandern eingenommen. Im Westen Jütlands sind dann vermehrt auch Saale-kaltzeitliche Ablagerungen zu finden. Aufgrund der Geschlossenheit der quartären Deckschicht treten ältere Schichten des präquartären Untergrundes kaum zu Tage. Pliozäner Sand und miozäner Ton sind in regional eng begrenzten Vorkommen nur auf Sylt anstehend. Neben der Legende, die über Alter, Petrographie und Genese der dargestellten Einheiten informiert, gewähren drei Profilschnitte zusätzliche Einblicke in den geologischen Bau des Untergrundes. Das längste Profil beginnt am Nordzipfel der Insel Sylt und kreuzt in südöstliche Richtung die Halbinsel Jütland. Die beiden kürzeren Profilschnitte queren den westlichen Teil Jütlands von Nord nach Süd bzw. von Nordwest nach Südost. In allen drei Profilen wird die Mobilität der Zechstein-Salze im Untergrund deutlich - angeschnitten sind die Salzstöcke von Sieverstedt, Süderbrarup, Waabs-Nord und Süderstapel.

Vereisungsgeschichte der Antarktischen Halbinsel/Westantarktis (Leg 178)

Im Rahmen von ODP-Leg 178 wurden neun Bohrungen auf einem Profil über den pazifischen Kontinentalrand der Antarktischen Halbinsel abgeteuft. Drei Sedimentkerne aus hemipelagischen Driftkörpern vom Kontinentalfuß enthalten eine kontinuierliche Schichtenabfolge seit dem oberen Miozän, aus der mittels zweier unterschiedlicher methodischer Ansätze offene Fragen zur neogenen Umweltentwicklung und der Vereisungsgeschichte der Westantarktis beantwortet werden sollen: (1) Mit Hilfe einer zeitlich hochaufgelösten Dokumentation der Tonmineralvergesellschaftung sollen Transportmechanismen und -pfade rekonstruiert werden, die aufgrund ihrer Verknüpfung mit Paläoozeanographie und Paläoklima Aufschluss über die Entwicklung des Westantarktischen Eisschilds geben werden. (2) Über die Quantifizierung des Opalgehalts im Sediment wird die Geschichte der meereislimitierten Produktivität in der Antarktischen Zone des Bellingshausenmeeres rekonstruiert. Aus der Veränderung der vom glazialen Sedimenteintrag völlig unabhängigen Produktivität werden Hinweise auf paläoozeanographische und paläoklimatische Umweltveränderungen abgeleitet

Rekonstruktion der Paläoumwelt im nördlichen Oman

Die Verlagerung der hauptsächlichen sommerlichen Position der innertropischen Konvergenzzone (ITC) über der südlichen Arabischen Halbinsel hat starken Einfluss auf die klimatischen Verhältnisse des südlichen Arabiens. Eine Verschiebung der ITC nach Norden führt zu einer gleichgerichteten Verlagerung des Indischen Monsuns, was einen Anstieg der Niederschläge im südlichen Arabien zur Folge hat. Das Projekt befasst sich mit der Rekonstruktion der Paläoumwelt der heute ariden Jabal Bani Jabir Region in der südlichen Hajar Bergkette im Nordosten Omans, die im hohem Maße von den Paläoniederschlägen in dieser Region abhängig ist. Die Rekonstruktion der Paläoumwelt wird auf der Grundlage eines 20 m mächtigen Sedimentarchivs erstellt werden, das sich in einer Senke in der Nähe der Bergoase von Maqta in einer Höhe von 1.160 m befindet. Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten liegt im Bereich holozäner Klimaschwankungen unter besonderer Berücksichtigung ihrer möglichen Einflüsse auf die landwirtschaftliche Tätigkeit in diesem Gebiet.

Verbesserte geodätische Gletschermassenbilanzen durch Integration von Fernerkundung, Oberflächenmassenbilanz und Firnverdichtungsmodellierung - eine Beispielstudie von James Ross Island, Antarktis

Das Vorhaben zielt auf die Verbesserung von geodätischen Gletschermassenbilanzen ab. Neben einer Verbesserung der absoluten Genauigkeit wird vor allem auch eine verbesserte Fehlerquantifizierung/-abschätzung angestrebt. Zunächst werden Höhen- und Volumenänderungen aus der Differenzierung von digitalen Geländemodellen unterschiedlicher Zeitpunkte und Quellen bestimmt. Diese werden durch verschieden Verfahren wie Photogrammetrie und SAR Interferometrie (insbesondere der deutschen TanDEM-X Mission) gewonnen. Die derzeitigen Schwierigkeiten der geodätischen Methode resultieren vor allem aus Unsicherheiten der Eindringtiefe des Radarsignals bei trockenem Schnee bzw. gefrorener Schneedecke sowie bei der anschließenden Konvertierung von Volumen- in Massenänderungen, durch die Annahme eines Dichtewertes oder Dichteprofils. Hier soll durch den Einsatz eines gekoppelten Gletschermassenhaushalt- und Firnkompaktionsmodell zusammen mit den Fernerkundungsergebnisse eine entscheidende Verbesserung erzielt werden. Um das Modell und die Untersuchungen zu initialisieren und zu validieren, sollen Felderhebungen durchgeführt werden sowie auf einen sehr umfangreichen Datenbestand des Antragstellers und der tschechischen und argentinischen Kooperationspartner zurückgegriffen werden. Um Effekte und mögliche Fehler durch das Eindringen des x-Band Radarsignals besser quantifizieren zu können, werden Aufnahmen mit Sommer und Wintersituationen untersucht und mit GNSS Referenzdaten aus Geländeerhebungen verifiziert. Ferner werden die Ergebnisse der geodätischen Methode mit dem sogenannten Input-Output Verfahren ('flux gate approach') verglichen, um eine zusätzliche Absicherung der Ergebnisse zu erzielen. Das Projekt wird in enger Kooperation mit tschechischen Wissenschaftlern der Universitäten in Brno und Prag sowie mit Kollegen des Argentinischen Antarktisinstituts durchgeführt. Als Testgebiet wurde James Ross Island, an der nordöstlichen Spitze der Antarktischen Halbinsel, ausgewählt. Auch wenn die Untersuchungsregion in der Antarktis liegt, so sollen primär methodische Entwicklungen durchgeführt werden, die auf andere Standorte übertragbar sind. Der vorgeschlagene Standort bietet aufgrund der vorhanden Datenlage und Vorarbeiten sowie der internationalen Kooperation und logistischen Möglichkeiten ideale Voraussetzungen, die zu keinen nennenswerten Mehrkosten gegenüber anderen Standorten mit vergleichbaren Gletschergrößen führen. Zudem zeigen Vorarbeiten, dass die beobachteten Höhenänderungen der Gletscher auf einem kleinen Gebiet sehr unterschiedlich sind und daher in einem Gebiet unterschiedliche Magnituden, Richtungen und Mechanismen der Änderungen sowie unterschiedliche meteorologische Bedingungen untersucht werden können. Eine Situation und Konstellation, die an kaum einem anderen Standort derart gut vorliegt.

Dynamics and stability of Wilkins and George VI ice shelves on the south-western Antarctic Peninsula

Mapping and monitoring the break-up events on Wilkins Ice Shelf and identification of mechanisms and processes leading to break-up. Within this activity we integrate various high and moderate-resolution satellite images with special emphasis on SAR data. The analysis covers currently a time period back to 1986 (Landsat TM) with increasing dense time series to present. In close collaboration with the European Space Agency (ESA) and the German Aerospace Center (DLR) acquisition plans for the ENVISAT ASAR and TerraSAR-X instruments are implemented and the respective data analysed. Since September 2009, this activity is supported by a DFG research grant. Main aim is to derive surface velocity fields of the ice shelf and its tributary glaciers by satellite remote sensing as input for icedynamic modelling and fracture mechanical analyses.

Geoscientific data indicate Storegga slide tsunami impact on the southeastern German North Sea coast

The Storegga slide tsunami (SST) at ca. 8100 ± 100-250 cal BP is known to be the largest tsunami that affected the North Sea during the entire Holocene. Geological traces of tsunami landfall were discovered along the coasts of Norway, Scotland, England, Denmark, the Faroes and Shetland Islands. So far, the German North Sea coast has been considered as being well protected due to the wide continental shelf and predominant shallow water depths, both assumed to dissipate tsunami wave energy significantly, thus hindering SST propagation dynamics. Our research was carried out in order to clarify if the SST reached the German Bight and if corresponding sediment markers can be found. Our study is based on a 20 m long sediment core (GAR 1A) recovered from Eiderstedt Peninsula near Garding in North Frisia. In this data repository, we present high-resolution Direct Push sensing data as well as grain size and magnetic susceptibility data, which were used to reconstruct palaeoenvironmental and palaeogeographical conditions.

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