Das Projekt "Quantifying the Carbon budget in Northern Russia: past, present and future - CARBO-NORTH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Klimawissenschaften durchgeführt. CARBO-North aims at quantifying the carbon budget in Northern Russia across temporal and spatial scales. Activities address rates of ecosystem change, effects on the carbon budget (radiative forcing), and global climate and policy implications (Kyoto). Recent research on the impacts of climate change in high latitude regions has mostly assessed the equilibrium response of ecosystems, for instance what is the potential location of the arctic treeline or the southern limit of permafrost under conditions of global warming. However, transient responses are of much greater importance from a policy perspective. How quickly will the arctic treeline migrate? How quickly will permafrost thaw? How quickly will enhanced soil organic matter decay result in increased greenhouse gas emissions and leaching? Different time lags in these processes will cause significant deviations from equilibrium response. Proposed field study areas in Northeast European Russia are characterized by gradual lowland transitions in vegetation and permafrost conditions. Dedicated climate models will provide requested variables and time slices as input to ecosystem studies. Analyses will be conducted to assess the sensitivity of climate model output to a suite of land cover, ground and permafrost schemes. Proxydata will be used to evaluate rates of ecosystem change under past climatic changes. The present environment will be studied from the plot to landscape scales with a variety of approaches, including assessments of human-induced and natural disturbances. Detailed monitoring and mapping of vegetation, soil and permafrost will provide input for process-oriented studies (treeline patch dynamics; tundra/forest/river carbon fluxes; ground subsidence, etc) and GIS-based upscaling to regional levels. Results are used for integrated ecosystem modeling, calculation of net radiative effects and assessment of the sensitivity of climate model predictions to transient environmental changes. Prime Contractor: University Stockholm, Stockholm; Sweden.
Das Projekt "Teilprojekt II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Ziele: Die Arktis und der arktische Ozean haben großen Einfluss auf die klimatische Entwicklung in Mitteleuropa. Daher ist die Erforschung der arktischen Gebiete seit rund 10 Jahren ein Schwerpunkt in der deutsch-russischen Zusammenarbeit. Während in den vergangenen Jahren verschiedene Parameter des Ökosystems Arktis untersucht wurden steht jetzt die Dynamik des Permafrostes, sowohl im terrestrischen als auch submarinen Milieu im Mittelpunkt des Interesses des kürzlich begonnenen Projektabschnittes. Die verschiedenen Fachdisziplinen sollen ein Gesamtbild der Prozesse und Änderungen erstellen, die im Permafrost bei wechselnden äußeren Bedingungen ablaufen um daraus Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Entwicklungen ziehen zu können.
Das Projekt "Teilprojekt III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachgebiet Meerestechnik / Umweltforschung durchgeführt. Ziele: Die Arktis und der arktische Ozean haben großen Einfluss auf die klimatische Entwicklung in Mitteleuropa. Daher ist die Erforschung der arktischen Gebiete seit rund 10 Jahren ein Schwerpunkt in der deutsch-russischen Zusammenarbeit. Während in den vergangenen Jahren verschiedene Parameter des Ökosystems Arktis untersucht wurden steht jetzt die Dynamik des Permafrostes, sowohl im terrestrischen als auch submarinen Milieu im Mittelpunkt des Interesses des kürzlich begonnenen Projektabschnittes. Die verschiedenen Fachdisziplinen sollen ein Gesamtbild der Prozesse und Änderungen erstellen, die im Permafrost bei wechselnden äußeren Bedingungen ablaufen um daraus Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Entwicklungen ziehen zu können.
Das Projekt "Teilprojekt IV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Erdsystemwissenschaften, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Ziele: Die Arktis und der arktische Ozean haben großen Einfluss auf die klimatische Entwicklung in Mitteleuropa. Daher ist die Erforschung der arktischen Gebiete seit rund 10 Jahren ein Schwerpunkt in der deutsch-russischen Zusammenarbeit. Während in den vergangenen Jahren verschiedene Parameter des Ökosystems Arktis untersucht wurden steht jetzt die Dynamik des Permafrostes, sowohl im terrestrischen als auch submarinen Milieu im Mittelpunkt des Interesses des kürzlich begonnenen Projektabschnittes. Die verschiedenen Fachdisziplinen sollen ein Gesamtbild der Prozesse und Änderungen erstellen, die im Permafrost bei wechselnden äußeren Bedingungen ablaufen um daraus Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Entwicklungen ziehen zu können.
Das Projekt "Teilprojekt I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Forschungseinheit Paläo-Ozeanographie durchgeführt. Ziele: Die Arktis und der arktische Ozean haben großen Einfluss auf die klimatische Entwicklung in Mitteleuropa. Daher ist die Erforschung der arktischen Gebiete seit rund 10 Jahren ein Schwerpunkt in der deutsch-russischen Zusammenarbeit. Während in den vergangenen Jahren verschiedene Parameter des Ökosystems Arktis untersucht wurden steht jetzt die Dynamik des Permafrostes, sowohl im terrestrischen als auch submarinen Milieu im Mittelpunkt des Interesses des kürzlich begonnenen Projektabschnittes. Die verschiedenen Fachdisziplinen sollen ein Gesamtbild der Prozesse und Änderungen erstellen, die im Permafrost bei wechselnden äußeren Bedingungen ablaufen um daraus Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Entwicklungen ziehen zu können.
Das Projekt "Sub project: Biogeochemistry of deep microbial ecosystems in the Mallik Gas Hydrate Research Well, Mackenzie River Delta, Canada" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. In recent years the discovery of ubiquitous microbial life in the deep subsurface has changed our perception of the Earth's biosphere. First assessments suggest the biomass of this so-called 'deep biosphere' is approximately comparable to that of the Earth's surface, thereby outlining the importance of this widely disseminated hidden world for global geochemical cycles. The opportunity to explore a microbial ecosystem in the deep biosphere in a terrestrial setting near a gas hydrate deposit using organic geochemistry is provided by the Mallik Gas Hydrate Research Well 5L-38, which is located at the northern edge of the Mackenzie River delta (Northern Territories, Canada) in a permafrost region. Our main goal, co-ordinated with a partner project on feedstock generation and networked with colleagues from Canada, USA, India and other scientists at GeoForschungsZentrum Potsdam, is to elucidate the occurrence and nature of deep microbial ecosystems in the well using biogeochemistry. Both the chemical and isotopic compositions of individual biomarkers will be employed to identify the sources of organic matter detritus and the type of living biomass. Sediments and bacterial cultures will come under detailed investigation.
Das Projekt "Permafrost thaw and the changing arctic coast: science for socio-economic adaptation (Nunataryuk)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Most human activity in the Arctic takes place along permafrost coasts, making them a key interface. They have become one of the most dynamic ecosystems on Earth because permafrost thaw is now exposing these coasts to rapid change: change that threatens the rich biodiversity, puts pressure on communities that live there and contributes to the vulnerability of the global climate system. NUNATARYUK will determine the impacts of thawing coastal and subsea permafrost on the global climate, and will develop targeted and co-designed adaptation and mitigation strategies for the Arctic coastal population. NUNATARYUK brings together world-leading specialists in natural science and socio-economics to: (1) Develop quantitative understanding of the fluxes and fates of organic matter released from thawing coastal and subsea permafrost; (2) Assess what risks are posed by thawing coastal permafrost, to infrastructure, indigenous and local communities and people's health, and from pollution; (3) Use this understanding to estimate the long-term impacts of permafrost thaw on global climate and the economy. NUNATARYUK will be guided by a Stakeholders' Forum of representatives from Arctic coastal communities and indigenous societies, creating a legacy of collaborative community involvement and a mechanism for developing and applying innovative evidence-based interventions to enable the sustainable development of the Arctic.
Das Projekt "Vorhaben: Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Köln, Institut für Geologie und Mineralogie durchgeführt. In TP3 (J. Rethemeyer, Uni Köln; G. Mollenhauer, AWI) des Verbundvorhabens erfolgt eine Bestimmung der Zusammensetzung und mikrobiellen Umsatzbarkeit des organischen Kohlenstoffs in Permafrostböden sowie des Kohlenstoffexports in limnische und marine Sedimente mithilfe von 14C als radioaktivem tracer. Schwerpunkte der Kölner Arbeitsgruppe sind 1) die Charakterisierung der Zusammensetzung der organischen Substanz in der Permafrostlandschaft und Identifizierung leicht abbaubarer und stabiler Kohlenstoffpools und 2) die Ermittlung des mikrobiellen Umsatzes fossiler und rezenter Permafrostablagerungen. Methodisch werden chemische und physikalische Fraktionierungsverfahren in Kombination mit Lipidanalytik und 14C-Datierung angewendet. Zu Projektbeginn erfolgt die Methodenentwicklung für die AMS 14C-Datierung von Lipiden und Gasen und die Planung der Expeditionen in 2014 und 2015. Schwerpunkt in 2014 ist die Auswahl geeigneter Standorte und nachfolgende 14C-Analyse des gesamten organischen Materials und physikalisch/chemisch separierter Fraktionen. In 2015-2016 erfolgt die Identifizierung und 14C-Datierung geeigneter pflanzlicher und mikrobieller Biomarker in den Permafrostablagerungen und in inkubierten Bohrkernproben (TP 5), die Gasprobenahme und anschließende 14C-Analyse sowie die Fortführung der chromatographischen Isolierung und 14C-Datierung mikrobieller Lipide. Es erfolgt eine kontinuierliche Datenauswertung und die Anfertigung von Publikationen.
Das Projekt "Vorhaben: Teilprojekt 6a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. In Teilprojekt 6 werden Permafrost-relevante Prozesse wie der vertikale Kohlenstofftransport, die Stabilisierung organischen Materials und der Ab- und Umbau organischen Materials in das Ökosystemmodell JSBACH implementiert. Die dynamische Unterteilung der Landschaft in aerobe und anaerobe Bereiche findet besondere Berücksichtigung. Mittels eines Torfmodells kann die Akkumulation organischen Materials während interglazialen und interstadialen Zeitabschnitten quantifiziert werden. Mittels JSBACH wird die Vulnerabilität des Bodenkohlenstoffs unter sich ändernden Umweltbedingungen prognostiziert. Rückkopplungsmechanismen zwischen Landoberfläche und Atmosphäre werden in gekoppelten Simulationen des JSBACH und des Atmophärenmodells ECHAM studiert.
Das Projekt "Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP) - Biogeochemie von mikrobiellen Ökosystemen in der 'Tiefen Biosphäre' der Mallik 5L-38 Gashydrat-Bohrung, Mackenzie-Fluss-Delta, Kanada" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GeoForschungsZentrum Potsdam durchgeführt. In recent years the discovery of ubiquitous microbial life in the deep subsurface has changed our perception of the Earth's biosphere. First assessments suggest the biomass of this so-called 'deep biosphere' is approximately comparable to that of the Earth's surface, thereby outlining the importance of this widely disseminated hidden world for global geochemical cycles. The opportunity to explore a microbial ecosystem in the deep biosphere in a terrestrial setting near a gas hydrate deposit using organic geochemistry is provided by the Mallik Gas Hydrate Research Well 5L-38, which is located at the northern edge of the Mackenzie River delta (Northern Territories, Canada) in a permafrost region. Our main goal, co-ordinated with a partner project on feedstock generation and networked with colleagues from Canada, USA, India and other scientists at GeoForschungsZentrum Potsdam, is to elucidate the occurrence and nature of deep microbial ecosystems in the well using biogeochemistry. Both the chemical and isotopic compositions of individual biomarkers will be employed to identify the sources of organic matter detritus and the type of living biomass. Sediments and bacterial cultures will come under detailed investigation.
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