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INSPIRE SH Mineralische Bodenschätze LfU

Gebiete für die Sicherung und den Abbau oberflächennaher mineralischer Rohstoffe in Schleswig-Holstein.

Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen

Erstellung einer jährlichen und langzeitigen Zeitreihe von Bergstürzen und Hangerosion in den NW Argentinischen Anden

Dieses deutsch-argentinische Gemeinschaftsprojekt fokussiert auf den Ursachen der räumlichen Verteilung von großen Massenbewegungen in den Anden von NW Argentinien, einer durch zahlreiche Bergsturzablagerungen charakterisierten Region mit ausgeprägten E-W und N-S-Gradienten hinsichtlich Topographie, Relief, Niederschlag und Vegetationsbedeckung. Das Arbeitsgebiet ist außerdem seismisch aktiv und wurde von 2 großen Erdbeben in den letzten 6 Jahren erfasst (M6.3 in 2010 and M5.8 in 2015) und bietet somit die einmalige Gelegenheit, verschiedene Steuerungsfaktoren von Bergstürzen durch eine Kombination von Feld- und fernerkundlichen Arbeiten zu erkunden. Die Landschaftsentwicklung von Hochgebirgsregionen wird oft sehr stark durch Bergsturzaktivität geprägt, allerdings werden die Auslösemechanismen z.T. kontrovers diskutiert. Bisherige Studien zeigen, dass Bergsturzcluster durch seismische und/oder klimatisch gesteuerte Prozesse ausgelöst werden können, allerdings spielen lithologische und strukturelle Parameter, aber auch die klimagesteuerte Vegetationsbedeckung eine Rolle. Aus diesem Grunde fokussiert dieser Antrag auf zwei, miteinander verbundenen Arbeitshypothesen: Wir wollen erstens testen, ob die Verbreitung von Bergsturzablagerungen und rezenten Massenbewegungen in den nordwest-argentinischen Anden vor allem auch durch strukturell-lithologische und vegetationsbedingte Faktoren bestimmt ist. Zweitens soll geprüft werden, ob kosmogene Nukliddatierungen dazu beitragen können, sub-rezente sowie Bergsturzereignisse auf Zeitskalen von mehreren hundert bis tausend Jahren zu evaluieren und somit Bereiche wiederholter Bergsturzaktivität zu dechiffrieren. Diese Charakterisierung von Bergstürzen und Hanginstabilitäten auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen sind für die Bewertung von klimatischen und seismischen Extremereignissen und damit verbundenen kaskadierenden Effekten von großer Wichtigkeit. Diese Arbeiten zu Massenbewegungen sollen mit Hilfe einer Kombination von Geländebegehungen, optischen und Radar-Fernerkundungsdaten (Luftphotos, ENVISAT, TerraSAR-X, Sentinel, ALOS) für eine Zeitreihe von 2001 bis heute erarbeitet werden. Weiterhin werden geochemische Analysen an detritischem Quarz aus verschiedenen Einzugsgebieten durchgeführt, um Erosionsraten der letzten hundert bis tausend Jahre zu erfassen und somit die möglichen Auslösemechanismen zu bestimmen und die räumliche Bergsturzverteilung auf unterschiedlichen Zeitskalen zu bewerten.

WIR! - RENAT.BAU - KALZTON - Ressourcenschonende Bindemittel und Betone auf Basis von selektiv zerkleinertem Altbeton, TP 1: Werkstoffuntersuchungen kalzinierter Ton

Cathodoluminescence zoning images of Lower El Cajete quartz and sanidine crystals, Valles Caldera, New Mexico, USA

The Valles Caldera, New Mexico, USA was created by two caldera-forming eruptions at ~1.6 and ~1.1 Myr. Since then, post-caldera activity has consisted of lava domes, lava flows, large explosive phases, and a hydrothermal system active today. Possibly the youngest eruption sequence, El Cajete, was emplaced 74.4 ± 1.3 ka (Zimmerer et al., 2016) and began with pyroclastic surges, followed by pyroclastic density currents (PDCs) and pumice-rich Plinian pyroclastic fall (Self et al., 1988). The objective of this project was to characterize crystal grains from the early El Cajete sequence, in terms of morphology and textures, using scanning electron microscopy (SEM). The early El Cajete differs from the later part of the sequence in its greater stratigraphic and lithologic complexity, having been formed from not only pyroclastic fall (like the later El Cajete) but also surge beds and PDCs. This dataset was collected under the national open access action at Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione di Pisa SEM/EDS facility supported by WP3 ILGE – MEET project, PNRR – EU Next Generation Europe program, MUR grant number D53C22001400005. This allowed me to obtain the present dataset of 31 cathodoluminescence (CL) images of 30 quartz crystals and one sanidine crystal.

Abiotischer Abbau und Diffusion chlorierter Lösemittel in Fe2+-haltigen ungestörten Kalksteinen und Tonsteinen

Langsame Diffusionsprozesse von Schadstoffen in geringdurchlässigen wasser-gesättigten Gesteinen sind ein wesentlicher Grund für den beschränkten Erfolg vieler Untergrundsanierungen. Zu den immer noch wichtigsten Schadstoffen im Grundwasser zählen die chlorierten Lösemittel, die trotz jahrzehntelanger Sanierungsanstrengungen inzwischen lange Fahnen im urbanen Raum ausbilden. Eine langsame Diffusion bedingt aber auch lange Aufenthaltszeiten in der Gesteinsmatrix und damit können langsame abiotische Abbaumechanismen zum Tragen kommen, die auf Fe2+-haltige Mineralien wie z.B. Eisensulfide, Magnetit oder Phyllosilikate zurückgehen, und bei der Einschätzung des natürlichen Abbaupotentials berücksichtigt werden sollten. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Transformation von Tri- und Perchlorethen während der Diffusion in Gesteinsproben geklüfteter Aquifere und Aquitarde zu quantifizieren. Weil die Reaktionsraten der Ausgangssubstanzen sehr wahrscheinlich zu klein sind, um im Labor gemessen werden zu können, liegt der Fokus auf der Bestimmung von Transformations- und Abbauprodukten (bspw. teil-chlorierte Ethene, Azetylen, Ethan). Die Experimente zur reaktiven Diffusion müssen mit intakten Gesteinsproben durchgeführt werden, da beim Zerkleinern reaktive Mineralober-flächen (z.B. bei Quarz und Pyrit) entstehen könnten, die zur Dehalogenierung der Ausgangssubstanzen führen könnten. Im Unterschied zu früheren Studien sollen hier die für die Reaktivität verantwortlichen spezifischen Minerale in der Gesteins-matrix identifiziert werden. Die Ergebnisse sind nicht nur für das Langzeitverhalten von chlorierten Lösemitteln im Grundwasser, sondern generell auch für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen oder die chemische Verwitterung (Oxidation) von reduzierten Gesteinen relevant.

Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen, Teilprojekt A

Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen, Teilprojekt C

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Isotopengeochemische Bestimmung von Verwitterungs-Phosphorquellen und Phosphorflüssen in Waldökosystemen

Die primäre Quelle for Phosphor in allen Ökosystemen ist dessen Freisetzung durch die Gesteinsverwitterung. Diese Freisetzungsrate ist stets langsam. Gemeinsam mit dem Grad der Immobilisierung des Phosphors in sekundären Bodenmineralen bestimmt sie die Verfügbarkeit des Phosphors für Ökosysteme. Auf geringe Phosphorverfügbarkeit reagieren Ökosysteme mit einer Erhöhung der Phosphor-Rezyklierungsrate. Um diese Systeme voll zu beschreiben, werden in einem Einzelantrag zum SPP 'Ecosystem Nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources' Phosphor- Freisetzungsraten aus der Gesteinsverwitterung an vier Waldschadens 'Level 2' Standorten in Deutschland mittels kosmogener Nuklide und geochemischer Massenbilanzen ermittelt. Dabei wird an Böden über Quarz-haltigen Substraten das in situproduzierte kosmogene Nuklid 10Be, angewendet, und an zwei Standorten mit Böden über vulkanischen Substrat das neue 10Be(meteorisch)/9Be System. Mit radiogenen Sr Isotopen werden zudem die Phosphorquellen für das Waldökosystem ermittelt. Schliesslich werden die ermittelten Freisetzungsraten mit gelöstem Phosphor-Abfluss und Phosphor-Rezyklierungsraten verglichen. Dabei wird die Hypothese getestet, dass die langsame Freisetzungsrate von Phosphor aus der Gesteinsverwitterung letztendlich limitierend für die Ökosysteme wirkt, und damit bestimmt, ob die Waldökosysteme Phosphor-aquirierend oder -rezyklierend sind.

Sekundärsilicium für den Einsatz in der Chemieindustrie, Teilvorhaben: Rekonditionierung des Recyclingsiliciums

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