Das Projekt "C- and O-isotope and trace element composition of synthetic carbonates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. In a laboratory experiment calcite is precipitated using a karst-analogue set-up. This study aims to show the effects of kinetic, evaporation and exchange processes on the carbon and oxygen isotopes as well as on selected trace elements of synthetically precipitated carbonates. Such data are crucial for understanding the record of stable isotopes and trace elements in natural speleothems and their relationship to palaeoclimate. The experiments are carried out using a set-up which allows to individually control a variety of relevant parameters such as temperature, humidity, pCO2 and drip-rate. The experimental set-up will be varied in order to get homogenous and heterogeneous nucleation. In addition, the experiments will be modeled using PHREEQC.
Das Projekt "Teilprojekt 6: Index zur Vulnerabilität amazonischer Baumarten auf veränderte hydrologische Regime im Zuge des Klimawandels" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Instituts für Geographie und Geoökologie (IfGG), Bereich WWF-Auen-Institut durchgeführt. Ziel ist die Charakterisierung der raumzeitlichen Variabilität der Wasseraufnahme von amazonischen Baumarten mittels stabilen Sauerstoff- und Kohlenstoff-Isotopen in Gewässern und Holzzellulose, um ihre Vulnerabilität auf hydrologische Veränderungen im Zuge des Klimawandels prognostizieren zu können. Im Zusammenhang mit dendrochronologischen Studien (Jahrring- und Holzzuwachsanalysen) und den atmosphärischen Messungen am ATTO-Turm wird so eine zuverlässige Abschätzung zur Reaktion der Bäume auf aktuelle und zunehmend extremer werdende hydrologische Regime, sowie deren Abhängigkeit zu den klimarelevanten annuellen, dekadalen und multidekadalen Anomalien der Oberflächentemperaturen des tropischen Atlantiks und Pazifiks aufgezeigt. Zeitgleich ermöglichen die Resultate eine zuverlässige Abschätzung zur langzeitlichen Wachstumsreaktion der untersuchten Bäume auf zunehmende Konzentrationen atmosphärischen Kohlenstoffs im Zuge des anthropogenen Treibhauseffekts.
Das Projekt "N2O-Isotopenfraktionierungsmethode zur Bestimmung von N2-Emissionen aus Böden - Entwicklung und Validierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung 8.3 - Biowissenschaften, Professur für Pflanzenbiologie durchgeführt. Die Denitrifikation stellt eine zentrale Größe im N-Haushalt insbesondere in gedüngten Agrarökosystemen dar, ist aber wegen methodischer Schwierigkeiten bei der Messung von N2- Emissionen auf der Feldskala sehr schwer bestimmbar und daher unzureichend untersucht. Die Produktion und Reduktion von N2O im Zuge der Denitrifikation und die damit verbundenen Isotopeneffekte hinterlassen im N2O-Molekül eine spezifische Isotopologensignatur, die sich aus der relativen An- oder Abreicherung von 15N und der schweren O-Isotope (17O, 18O) sowie aus der Verteilung von 15N innerhalb des Moleküls zusammensetzt. Diese Signatur wird durch folgende Größen geregelt: Die 15N und 17O/18O-Signaturen der Vorläuferverbindungen (Nitrat, Bodenwasser), den O-Austausch mit dem Bodenwasser bei der N2O-Produktion, die Raten der N2O-Produktion und der N2O-Reduktion zu N2 sowie die Isotopeneffekte (Fraktionierungsfaktoren) der verschiedenen Teilprozesse. Theoretisch lässt sich die N2O-Reduktion zu N2 - und damit die N2-Emission - sowohl aus den 15N-Signaturen als auch aus der 18O-Signatur des emittierten N2O ableiten, wenn die übrigen Parameter, die die Isotopologensignatur beeinflussen, ausreichend sicher bestimmbar sind. Ziel ist es, diesen methodischen Ansatz für die 18O-Signatur anhand von Laborversuchen mit Böden zu prüfen. Durch den Vergleich gemessener und mit einem Modell berechneter Isotopensignaturen sowie Emissionen von N2O- und N2 wird geprüft und bewertet, inwieweit die N2O-Fraktionierungsmethode für die Bestimmung von N2- Emissionen geeignet ist und eine neue Option für die Erfassung der N2-Emissionen auf der Feldskala bietet.
Das Projekt "Projekt UR VI: CO2ISO-LABEL; Kohlen- und Sauerstoffisotope unter extremen Bedingungen - Laboruntersuchungen für die Kohlendioxidspeicherung - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Im Rahmen des Projekts CO2ISO-LABEL soll der Einsatz stabiler Isotope für das Monitoring von Kohlendioxidspeichern erprobt werden. Es ist geplant, durch die Bestimmung der Isotopenverhältnisse von Kohlenstoff (ausgedrückt als ä13C) und Sauerstoff (ausgedrückt als ä18O) die Ausbreitung von Kohlendioxid und desim Porenwasser gelösten anorganischen Kohlenstoffs (Dissolved Inorganic Carbon, DIC) zu verfolgen und zu quantifizieren. Hierfür sind umfangreiche Laborexperimente vorgesehen, um die wesentlichen kinetischen Faktoren und Gleichgewichtsreaktionen zu ermitteln, die bei der Wechselwirkung zwischen Gas, Wasser und Gestein unter Reservoirbedingungen auftreten. Weiterhin sind Untersuchungen zum Sauerstoffaustausch zwischen Kohlendioxid und Porenwassermolekülen beabsichtigt, um einen von Kohlenstoffisotopen unabhängigen Indikator zu entwickeln. Da stabile Isotope außerdem verschiedene Transport- und Reaktionsprozesse anzeigen, soll geprüft werden, ob sich diese zur Quantifizierung geochemischer Prozesse im Reservoir und in den Deckschichten eignen. Mit den im Projekt geplanten Experimenten wird der Einfluss von Temperatur, Druck und Fluidzusammensetzung auf die Isotopenfraktionierung untersucht. Ein besonderes Augenmerk ist dabei auf mögliche Gewichtsreaktionen gerichtet. Weiterhin sollen Effekte der Karbonat- und Silikatlösung auf die Isotopensignale des DIC quantifiziert werden. Außerdem ist beabsichtigt, die Auswirkungen verschiedener Probenahmetechniken auf die Isotopenverhältnisse zu evaluieren und die Untersuchungsergebnisse in numerische Reservoirsimulationen zu integrieren. Das Vorhaben soll in enger Zusammenarbeit mit der Universität Calgary (Kanada) stattfinden. Das dortige Department für Geowissenschaften (Applied Geochemistry Group) ist, wie das GeoZentrum Nordbayern der Universität Erlangen-Nürnberg, auf Isotopenanalysen spezialisiert. Die Expertise der beteiligten Wissenschaftler und die experimentelle Ausstattung ergänzen sich für das geplante Projekt in idealer Weise. Die Ergebnisse sollen in gemeinsamen Publikationen veröffentlicht werden.