Das Projekt "Technologien für den produktionsbegleitenden Umweltschutz beim Tiefseebergbau" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: EvoLogics GmbH.
Das Projekt "Beschleuniger-Massenspektrometrie" wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Mittelenergiephysik.Mit der gemeinsam von der ETHZ und dem PSI/Villigen betriebenen Beschleunigermassenspektrometrie-Anlage koennen u. a. auch die vier wichtigsten langlebigen kosmogenen Radionuklide (10-Bo, 14-C, 26-Al, 36-Cl) in Milligramm-Proben in Isotopenkonzentrationen von unter 10(-12) nachgewiesen werden. Die Messung dieser Radioisotope in den wichtigsten Reservoirs und Archiven unserer Erde (Ozean, Grundwasser, polares Eis, Tiefsee- und Seesedimente, Manganknollen) liefert Informationen mit unterschiedlicher Zeitaufloesung ueber solare, geomagnetische, klimatische und hydrologische Veraenderungen waehrend der letzten ca. 15 Mill. Jahre. Mit diesen Daten koennen die vorhandenen Modelle fuer das globale Klima, den Kohlenstoffkreislauf und den Ozean ueber laengere Zeitraeume getestet werden.
Das Projekt "JPI-O MiningImpact - Umweltauswirkungen und -risiken von Tiefseebergbau, Vorhaben: IT-Service-Systeme und Software für die Überwachung mariner Ökosysteme im Kontext von Unterwasserbergbau (COSEMIO)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bielefeld, Technische Fakultät, Forschungsgruppe Biodata Mining.In dem vorgeschlagenen COSEMIO-Projekt werden Fragen der Bild- und Videoanalyse im Kontext von Überwachungsprozessen beim Unterwasserbergbau bearbeitet. In allen Phasen des Bergbaus (z.B. Pre-/Post-Impact Assessment, siehe CCT1 im Hauptantrag) wird erwartet, dass große Mengen Bild-/ Videodaten mit einer Vielzahl von Plattformen gesammelt werden, z.B. OFOS (Ocean Floor Observation System), AUV (Autonomous Underwater Vehicle), ROV (Remote Operating Vehicles). Diese große Menge an akkumulierten Bild- und Videodaten (mit einigen Bildern, die eine Fläche von ca. 400 qm pro Bild abdecken) muss für die Einflussabschätzung beim Bergbau ausgewertet werden, wie z.B. Sedimentablagerungsmuster, Habitatinformationen, Belegungsmuster von Manganknollen und nicht zuletzt lokale Fauna. Ein großer Teil dieser Bild- und Videoauswertung wird von menschlichen Beobachtern durchgeführt, die gemeinsam Regionen mit vordefinierten semantischen Kategorien/Morphotypen oder Taxonomien im Bild/Video annotieren und die Annotationsergebnisse mit Geoinformationen verknüpfen. Um die Anwender bei dieser Aufgabe zu unterstützen, wird BIIGLE 2.0 teilweise strukturell erneuert und um neue Funktionen erweitert. Erstens wird ein neues Benutzer- und Datenverwaltungssystem, welches auf einem neuen globalen BIIGLE-Server installiert ist, den Benutzern die Interaktion und Zusammenarbeit auf einer neuen Ebene ermöglichen und die Standardisierung der Annotation unterstützen. Zweitens wird ein neues integriertes Video-Annotationstool implementiert, das auf die Bedürfnisse des MiningImpact2-Projekts zugeschnitten ist. Drittens wird eine spezielle Visualisierungstoolbox implementiert, die es den Nutzern ermöglicht, die Annotationsergebnisse (und deren temporale Schwankungen) auf geografischen Karten (wie z.B. Bathymetriekarten oder Mosaiken) anzuzeigen.
Das Projekt "JPI-O MiningImpact - Umweltauswirkungen und -risiken von Tiefseebergbau, Vorhaben: Natürliche und abbaubedingte Partikelflüsse in der Wassersäule und am Meeresboden in der Clarion Clipperton Zone (CCZ), NE-Pazifik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe.Um den global wachsenden Rohstoffbedarf zu decken sind Mineralvorkommen der Tiefsee, worunter auch Manganknollen, in das Blickfeld von Politik und Wirtschaft gerückt. Tiefseebergbau könnte jedoch zu einer Veränderung der vom Eingriff direkt und indirekt betroffenen Ökosysteme am Meeresboden und der darüber liegenden Wassersäule führen. In der zweiten Phase des Projektes MiningImpact soll in 2020 das Aufnahmesystem eines Kollektors der belgischen Firma DEME-GSR getestet und die Umweltauswirkungen mit modernsten Monitoring- und Beprobungstechnologien untersucht und erstmalig quantitativ erfasst werden. Das Konsortium fokussiert insbesondere auf drei Forschungsschwerpunkte: (1) die Ausbreitung und großflächige Auswirkung der aufgewirbelten Sedimentwolke, (2) die regionale Konnektivität von Arten und Biodiversität sowie deren Belastbarkeit bezüglich Störungen, und (3) die integrierten Effekte auf Ökosystemfunktionen wie benthische Nahrungsketten und biogeochemische Prozesse. Als Testgebiete wurden das bereits gut erforschte deutsche Lizenzgebiet und das belgische Lizenzgebiet im NE Pazifik (Clarion-Clipperton Zone, CCZ) ausgewählt. Um die Umweltrisiken der abbaubedingten, feinpartikulären Sedimentwolke beurteilen und die Prozesse des vertikalen und horizontalen Sedimenttransports in der Wassersäule besser einschätzen zu können, möchte die BGR in Zusammenarbeit mit einigen nationalen und internationalen Partnern des Projektes die räumlichen und zeitlichen Variationen der bodennahen Partikelflüsse, Partikelgröße-Verteilungen, Aggregatgeochemie und Hydrographie vor, während und nach dem Kollektortest analysieren. Dazu werden Strömungsverankerungen mit ADCPs und RCMs, CTDs und Sinkstofffallen ausgesetzt, die über längere Zeiträume am Meeresboden stehen und hochauflösende Datenreihen erheben. Die in der ersten Phase des MiningImpact-Projektes entwickelten hydrodynamischen Modelle zur Ausbreitung der aufgewirbelten Sedimentwolke werden durch die neuen Werte der natürlichen und testabbau-bedingten Partikelflüsse in der Wassersäule und am Meeresboden verifiziert bzw. angepasst um ein 'up-scaling' der Auswirkungen auf industriellen Maßstab zu ermöglichen. Die Gesamtergebnisse des Projektes schaffen eine bessere Grundlage für die Abschätzung von Prozessen und Dauer der Störungs- und Erholungsphasen sowie ihr Vermögen, sich auf Umweltstörungen einzustellen, anzupassen und gestörte Areale zu wiederbesiedeln. Sie liefern fundamentale Erkenntnisse zum wissenschaftlichen Verständnis von Tiefsee-Ökosystemen und für die Evaluierung, das Monitoring, die Entwicklung von zuverlässigen Regelwerken und das Minimieren negativer Einflüsse eines möglichen zukünftigen Manganknollenabbaus in der CCZ.
Das Projekt "r4 - Wirtschaftsstragische Rohstoffe, Einzelvorhaben: DEMO-MAN Demonstrationsprojekt zur Prozessparameterdefinition für das Erschmelzen von Manganknollen im Elektrolichtbogenofen mit kontinuierlicher Fahrweise" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut und Lehrstuhl für metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling.Der Abbau und die Verarbeitung der Manganknollen sind als wirtschaftliche Chance zu verstehen, die gleichzeitig jedoch mit Risiken verbunden ist. Das in Deutschland vorhandene technologische Wissen muss dazu verwendet werden, einen umweltverträglichen Abbau der Manganknollen zu gewährleisten und einen ökonomischen Prozess zur metallurgischen Verarbeitung zu entwickeln, der gleichzeitig ökologisch verantwortungsvoll ist. In diesem Forschungsvorhaben soll ein solcher metallurgischer Prozess anhand von synthetischen Manganknollen untersucht werden. Im Demonstrationsmaßstab werden synthetische Manganknollen in einem Elektrolichtbogenofen zur Prozessparameteroptimierung aufbereitet, um die Wertmetalle Nickel, Kobalt und Kupfer aus dem Material zu separieren und mögliche Schwachstelle zu identifizieren/abzustellen. Die dabei anfallende schmelzflüssige Mineralphase enthält die oxidische Gangart und Manganoxide. Im Sinne des 'Zero-Waste' Gedankens, wird diese entsprechend konditioniert, um als Rohstoff für die Gewinnung von Manganlegierungen verwendet werden zu können.
Das Projekt "Vorhaben: SPURENMETALLE: Einfluss von Tiefsee-Bergbau auf den Spurenmetallhaushalt am Meeresboden^Vorhaben: DIAS: Die Entwicklung und Anwendung eines neuen mobilen online Bilddatenbanksystems DIAS zur interaktiven und kollaborativen Annotation von Unterwasserbildern zur digitalen bildbasierten Erhebung von Biodiversitätsdaten^Leitantrag: Vorhaben: MONITORING: Monitoring und Kartierung des Ökosystemzustandes im Peru Becken (DISCOL Areal) und der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ), Ost-Pazifik^JPI-O: EcoMining-DEU - Ecological Aspects of Deep-Sea Mining, Vorhaben: STOFFUMSATZ: Der Einfluss von Tiefseebergbau auf Stoffumsatz und Biodiversität mikrobieller Meeresbodengemeinschaften" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie.Das Vorhaben innerhalb des JPIO Verbundprojekts untersucht Ökosystemfunktionen mikrobieller Gemeinschaften in der DISCOL Experimental Area (DEA). In diesem Gebiet im tropischen SO-Pazifik, wurde 1989 im Rahmen des Projektes DISturbance and re-COLonization experiment (DISCOL) mit experimentellen Störungen des Meeresbodens ein Manganknollen-Abbau simuliert. Nachfolgende Untersuchungen der benthischen Fauna stellten auch nach 7 Jahren noch Störungen des Ökosystems fest. 26 Jahre nach dem DISCOL Experiment werden die Untersuchungen mit diesem Vorhaben erstmals auf die Mikroorganismen und ihren Beitrag zu Ökosystem-Funktionen ausgedehnt - mit modernen Untersuchungsmethoden und Messungen direkt am Meeresboden. Ziel ist, die natürliche räumliche Variabilität mikrobieller Diversität und benthischer Stoffflüsse in Manganknollen-Ökosystemen mit den Effekten kurz- und langfristiger Störungen zu vergleichen. Messungen und Probennahmen werden auf der SONNE-Expedition SO242/2 durchgeführt. Mit molekularbiologischen Methoden soll die mikrobielle Diversität gestörter und ungestörter Flächen unterschiedlicher Manganknollenbedeckung verglichen werden. Mit Mikro-Profilern und benthischen Kammern werden auf den gleichen Flächen Porenwasserchemie und benthische Flüsse bestimmt und damit Schlüsselfunktionen von Tiefseeböden quantifiziert (Abbau organischen Materials, Nährstoff-Freisetzung). Zusätzlich werden in Laborinkubationen mit markierten Substraten spezifische mikrobielle Prozesse untersucht (hydrolytische Aktivität, Sekundärproduktion). Ein weiterer Fokus liegt auf der Untersuchung von Habitat-Charakteristika einschließlich der Verteilung von Megafauna-Gemeinschaften mit bildgebenden Verfahren.
Das Projekt "Vorhaben: SPURENMETALLE: Einfluss von Tiefsee-Bergbau auf den Spurenmetallhaushalt am Meeresboden^Vorhaben: STOFFUMSATZ: Der Einfluss von Tiefseebergbau auf Stoffumsatz und Biodiversität mikrobieller Meeresbodengemeinschaften^Vorhaben: DIAS: Die Entwicklung und Anwendung eines neuen mobilen online Bilddatenbanksystems DIAS zur interaktiven und kollaborativen Annotation von Unterwasserbildern zur digitalen bildbasierten Erhebung von Biodiversitätsdaten^JPI-O: EcoMining-DEU - Ecological Aspects of Deep-Sea Mining^Leitantrag: Vorhaben: MONITORING: Monitoring und Kartierung des Ökosystemzustandes im Peru Becken (DISCOL Areal) und der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ), Ost-Pazifik, Vorhaben: RAUM-ZEIT- VARIATIONEN: Ozeanographische Datenerhebung für die Modellierung der Ausbreitung der abbaubedingten Sedimentwolke in der CCZ, NE-Pazifik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe.Polymetallische Knollen gehören aufgrund ihres Gehalts an industriell relevanten Metallen zu den marinen mineralischen Rohstoffen, die bei Verknappung an Land aus der Tiefsee abgebaut werden könnten. Für Manganknollen als potentielle Ressource erkundet die BGR seit Juli 2006 ein Lizenzgebiet in der Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) des Zentral-Pazifiks. Tiefseebergbau würde zu einer Veränderung der vom Eingriff direkt und indirekt betroffenen Ökosysteme am Meeresboden und der darüber liegenden Wassersäule führen. Je nach Skala und Methode des Abbaus könnten davon einzigartige Habitate von bodenlebenden und pelagischen Gemeinschaften betroffen und Tierarten gefährdet werden. Um das Risiko von Eingriffen durch die Abbau-bedingten Sedimentwolke zu beurteilen und die Prozesse der vertikalen und horizontalen Transport von Sedimenten in der Wassersäule besser einzuschätzen, möchte die BGR in Zusammenarbeit mit der Universität Bremen und mit internationalen Partnern im Rahmen des schon eingereichten und für Umsetzung empfohlenen JPIO Projekts 'Ecological Aspects of Deep-Sea Mining' die räumliche und zeitliche ozeanographische Variationen des heutiges hydrodynamischen Systems der CCZ analysieren und eine Modellierung der potenziellen Ausbreitung der Abbau-bedingten Sedimentwolke vornehmen. Die BGR erhebt seit 2013 hochauflösende ozeanographische Datenreihen aus dem deutschen Lizenzgebiet der CCZ. Diese Daten, zusammen mit neu erhobenen Daten bis und während der Sonne Fahrt in 2015, sollen einen guten Datenbasis für das Vorhabenziel gewährleisten (siehe E01).
Das Projekt "Ökologische Leitplanken für den Tiefseebergbau" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Institute for Advanced Sustainability Studies e.V. (IASS).Im Rahmen des Vorhabens soll die Entwicklung von Umweltstandards für den Abbau mariner mineralischer Rohstoffe und eine fachliche Begleitung der Entwicklung weiterer 'Mining Codes' durch die Internationale Meeresbodenbehörde (ISA) erfolgen. Die ISA hat in den letzten Jahren mit den 'Mining Codes' Umweltanforderungen für die Exploration von Manganknollen, Mangankrusten und polymetallischen Sulfiden formuliert. Diese 'Mining Codes' wurden von den Vertragsstaaten akzeptiert und sind anzuwenden. Umweltanforderungen für den Abbau (Exploitation) der o.g. marinen mineralischen Rohstoffe wurden bisher nicht erarbeitet. Diese Arbeiten zur Entwicklung von 'Mining Codes' die den Abbau dieser Rohstoffe regeln, sind in Vorbereitung. Diesen Prozess soll das F+E Vorhaben u.a. unterstützen. Die Zeit zur Ausarbeitung anspruchsvoller Umweltanforderungen drängt, da die ersten Abbaulizenzen für das Jahr 2016 beantragt werden können. Das bedeutet nicht, dass damit unmittelbar ein Abbau stattfinden muss. Ab Lizenzerteilung hat der Antragsteller 15 Jahre Zeit, mit dem Abbau zu beginnen. Es gibt gegenwärtig keine einsatzbereite Technik zum Abbau in der Tiefsee. Der Generalsekretär der ISA hat wiederholt zum Ausdruck gebracht, dass ein Beitrag Deutschlands zur Entwicklung anspruchsvoller Umweltstandards (ökologischer Leitplanken) beim Abbau mariner metallischer Rohstoffe außerordentlich begrüßt würde.
Das Projekt "SO240 - FLUM: Fluidfluss und Manganknollen - Vorhaben: Geochemie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe.An Ausbissen durchlässiger (permeabler) basaltischer Kruste zwischen undurchlässigen (impermeablen) pelagischen Sedimenten kann Meerwasser in den Meeresboden eindringen, in der basaltischen Kruste zirkulieren und an anderen Stellen, chemisch verändert und erwärmt, wieder austreten. Auf diese Weise werden der ozeanischen Lithosphäre signifikante Wärmemengen entzogen. Hinweise auf einen Eintrittsbereich von Meerwasser in den permeablen Basalt wurden am Fuß einer der zahlreichen untermeerischen Berge (sog. Seamounts) im Arbeitsgebiet im äquatorialen Ostpazifik durch Voruntersuchungen bereits gefunden. Perlschnurartig aufgereihte kleine Becken, wie sie für fossile Meerwasser-Austritte typisch sind, treten ebenfalls auf. Es ist das Ziel des Projektes, die Lokationen von Meerwasser-Ein- und -Austrittstellen mittels Wärmestrommessungen zu ermitteln und durch Porenwasseranalysen zu untersuchen. Im Umfeld von Fluideintrittsstellen kommt es zu einer nach oben gerichteten Sauerstoffdiffusion in die überlagernden Sedimente. Die dadurch bedingten oxischen Verhältnisse beeinflussen die biogeochemischen Prozesse in den Sedimenten und das Elementinventar von Manganknollen. Die Erfassung dieser Prozesse und deren Reichweite um die Eintrittsstellen ist eine weitere Aufgabe des Projektes. An vermuteten Fluidaustrittsstellen soll untersucht werden, ob Fluidzirkulation durch 21 Mio. Jahre alte Kruste Metalle mobilisieren kann, und ob dies einen Einfluss auf Metallflussraten in Sedimenten und Manganknollen hat. Zum Erreichen der Vorhabenziele wird im Mai - Juni 2015 eine Forschungsexpedition mit FS SONNE durchgeführt. Die von der BGR in 2008 und 2009 erstellten bathymetrischen Karten der Arbeitsgebiete dienen als Grundlage für eine erfolgreiche Fahrtdurchführung. Die gewonnenen Daten und Proben werden in den Laboren der am Vorhaben beteiligten Partner ausgewertet und analysiert. BGR-Auswertearbeiten: Geochemische Gesamt- und Punktanalysen an Manganknollen mit RFA, ICP-OES/MS, Mikrosonde, PIXE, LA-ICPMS, XPS - Altersdatierungen von Einzellagen - Mineralogische Analysen mit RDA, TEM, Synchrotron - geochemische Modellierung mit PHREEQ-C - Publikation und Berichterstattung von Ergebnissen.
Das Projekt "SO240 - FLUM: Fluidfluss und Manganknollen - Vorhaben: Wärmefluss" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachgebiet Meerestechnik / Umweltforschung.Der ozeanischen Lithosphäre wird durch die Zirkulation hydrothermaler Fluide signifikante Wärmemengen entzogen. An Ausbissen permeabler basaltischer Kruste zwischen impermeablen pelagischen Sedimenten kommt es zum Fluidein- und -austritt. Hinweise auf einen Eintrittsbereich von Meerwasser in den permeablen Basalt wurden am Fuß eines der zahlreichen Seamounts im Arbeitsgebiet im äquatorialen Ostpazifik gefunden. Perlschnurartig aufgereihte kleine Becken, wie sie für fossile Fluid-Austritte typisch sind, treten ebenfalls auf. Es ist das Ziel des Projektes, die Lokationen von Fluidein- und -austrittstellen mittels Wärmestrommessungen zu ermitteln und durch Porenwasseranalysen zu untersuchen. Im Umfeld von Fluideintrittsstellen kommt es zu einer nach oben gerichteten Sauerstoffdiffusion in die überlagernden Sedimente. Die dadurch bedingten oxischen Verhältnisse beeinflussen die biogeochemischen Prozesse in den Sedimenten und das Elementinventar von Manganknollen. Die Erfassung dieser Prozesse und deren Reichweite um die Eintrittsstellen ist eine weitere Aufgabe des Projektes.
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