Sauerstoffminimumzonen (SMZs) sind mit den Auftriebsgebieten der östlichen Kontinentalränder assoziiert. In diesen wichtigen Wirtschaftsgebieten fördert der intensive Auftrieb von nährstoffreichem Tiefenwasser eine hohe Primärproduktion im Oberflächenozean und unterstützt dadurch mehr als 50% der weltweiten Fischerei. Als Folge des Klimawandels wird eine vertikale Ausdehnung und Intensivierung von SMZs prognostiziert, da sich in wärmeren Gewässern weniger Sauerstoff auflöst und eine stärkere Schichtung des Ozeans die Sauerstoffzufuhr zum Ozeaninneren verringert. Diese Veränderungen der SMZs beschränken Fischlebensräume unmittelbar auf die oberen Wasserschichten der Meere, erhöhen das Risiko des Überfischens und können zu künftigen Massensterben in Küstenökosystemen führen. Die Variabilität von SMZs beeinflusst auch die Nährstoffverfügbarkeit für den Oberflächenozean und den von ihm unterstützten marinen Kohlenstoffkreislauf. Jedoch sind die genauen Mechanismen dafür nicht vollständig entschlüsselt. Rückschlüsse darüber, wie marine Kohlenstoff- und biogeochemische Zyklen auf den zukünftigen Sauerstoffverlust in Ozeanen reagieren, kann man gewinnen, indem man erfasst, wie Nährstoffzufuhr und Meeresumwelt auf vergangene Änderungen der SMZ-Intensitäten reagiert haben. In dieser vorgeschlagenen Studie werde ich zwei neuartige Proxys verwenden: stabile Cadmium (Cd) - und Barium (Ba)-Isotope von der peruanischen SMZ um 1) einzugrenzen welche Prozesse die Produktivität des Oberflächenozeanes und die Remineralisierung innerhalb der SMZs beeinflussen, und 2) herauszufinden wie die zukünftige Sauerstoffabnahme der Ozeane den globalen Kohlenstoffkreislauf beeinflussen wird. Sowohl gelöste Cd- als auch Ba-Isotope sind im Meerwasser eng mit biologischen Prozessen und der Wassermassenmischung gekoppelt. In marinen Sedimenten werden Cd- und Ba-Isotope auch durch die authigene Ausfällung dieser Elemente und die Diagenese nach der Ablagerung beeinflusst, wohingegen das Ausmaß der Isotopenfraktionierung während dieser Prozesse bislang kaum quantifiziert wurde. Ich werde Cd- und Ba-Isotopenverhältnisse im Meerwasser, in sinkenden Partikeln, Sedimenten und Porenwasser messen, um deren Isotopenfraktionierungseffekte während verschiedener biologischer, chemischer und physikalischer Prozesse einzugrenzen. Mit diesen Ergebnissen werde ich die Quellen und Senken quantifizieren, die beide Isotopensysteme im modernen Ozean fraktionieren, und einschätzen, wie sich die Diagenese nach der Ablagerung auf die Fraktionierung von Cd- und Ba-Isotopen auswirkt. Das ultimative Ziel dieser vorgeschlagenen Arbeit ist die Entwicklung sedimentärer Cd- und Ba-Isotope als verlässliche Proxys für vergangene Änderungen der Exportproduktion und der Remineralisierungsstärke.
Die atlantische meridionale Zirkulation (AMOC) ist wesentlicher Bestandteil der Wärmeflüsse im Klimasystem, deren Veränderung in Bezug auf den künftigen Klimawandel nur schwer vorherzusagen ist. In diesem Projekt richten wir unseren Blick in die Vergangenheit auf das Marine Isotopenstadium (MIS) 11, dass vor rund 410,000 Jahren mit ähnlichen Orbitalparametern zu einer rund 30,000 Jahre andauernden Warmzeit geführt hat. Ein großer Teil des Grönländischen Eisschilds war abgeschmolzen und folglich der Meeresspiegel deutlich gegenüber heute erhöht. Traditionelle Nährstoff-Spurenstoffe liefern Hinweise auf eine starke Tiefenwasserbildung zu dieser besonderen Warmzeit. Um die Herkunft der Wassermassen, deren Strömungswege sowie die Mischungsverhältnisse zu rekonstruieren, hat sich das Isotopenverhältnis 143Nd/144Nd in der authigenen Phase von Tiefseesedimenten als sehr nützlicher Spurenstoff erwiesen. Im Rahmen dieses Projekts, haben wir die Nd-Isotopie aus authigenen Fe-Mn Ablagerungen an zahlreichen ODP/IODP Sedimentkernen, für die Dauer des MIS-11 und der vorangegangenen Eiszeit MIS-12 extrahiert. Im Atlantik ist eine deutliche Zunahme weniger radiogenen Neodyms meßbar, die wahrscheinlich eine stärkere Tiefenwasserbildung selbst in Zeiten einen verstärkten Eisverlustes in Grönland aufweist. Die untersuchten Sedimente bilden den gesamten tiefen Atlantik von Nord nach Süd ab, sowie einige Regionen mit direktem regionalen Einfluß auf die Nd-Isotopie. Neben einer starken Tiefenzirkulation während MIS-11 konnte auch ein wichtiger Beitrag von Wasser aus der Arktis (nahe der Island-Schottland-Schwelle), sowie ein langanhaltender Einfluss von Wasser der Labrador See nachgewiesen werden. Im tiefen Westatlantik sind über den gesamten Zeitraum des Interglazials sehr unradiogenen Nd Isotopenwerte vorzufinden. In diesem Fortsetzungsprojekt, möchten wir die zeitliche Auflösung der Nd-Isotopenuntersuchungen einiger Sedimentkerne aus der Labradorsee und dem Kapbecken verbessern und die Publikation der Ergebnisse mit Fokus auf den Vergleich von MIS-11 und einem zukünftig wärmeren Klima vorantreiben und bewerten.
Die Kenntnis von hydraulischen Durchlässigkeiten wie auch von Wasser- und Verunreinigungsfluxen in porösen Grundwasserleitern ist von großer Bedeutung in vielen hydrogeologischen Belangen wie z.B. Beregnung, Versickerung, quantitative und qualitative Wasserwirtschaft, Risikoabschätzung bei Verunreinigungen, usw. Derzeit ist keine theoretisch gut fundierte Methode zur Messung horizontaler und vertikaler Durchlässigkeiten in der gesättigten Zone verfügbar und Methoden zur Messung von gesättigten Durchlässigkeiten in der ungesättigten Zone sind beschränkt, zeitaufwendig und fallweise unzuverlässig. Außerdem ist gegenwärtig keine Methode zur direkten Messung vertikaler Wasser- und Verunreinigunsfluxe in porösen Grundwasserleitern oder am Übergang zwischen Grund- und Oberflächengewässern bekannt. Das dargelegte Projekt basiert auf der Entwicklung einer exakten Lösung des Strömungsfeldes für das Ein- oder Auspumpen von Wasser durch eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Filterabschnitten entlang eines ansonsten undurchlässigen Filterrohres bei verschiedenen Randbedingungen. Diese Lösung erlaubt die Ermittlung von Formfaktoren der Strömungsfelder, die zur Berechnung hydraulischer Durchlässigkeiten aus Einpressversuchen nötig sind. Die derzeit angewendeten Formeln können mit der genauen Lösung verglichen und der Einfluss anisotroper Durchlässigkeiten kann miteinbezogen werden. Eine doppelfiltrige Rammsonde wird zur bohrlochfreien Messung horizontaler und vertikaler Durchlässigkeiten in verschiedenen Tiefen unter dem Grundwasserspiegel vogeschlagen. Der Test besteht aus zwei Teilen: (1) Einpressen durch beide Filterabschnitte und (2) Zirkulation zwischen den Filtern. Die gleiche Sondenkonfiguration wird für die direkte und gleichzeitige Messung lokaler, kumulativer, vertikaler Wasser- und Verunreinigungsfluxe nach dem passiven Fluxmeter-Prinzip vorgeschlagen. Ohne zu pumpen werden die beiden Filterabschnitte hiebei durch eine mit Tracern geladene Filtersäule hydraulisch verbunden. Der vertikale Gradient im Testbereich treibt einen Fluss durch den Filter, der kontinuierlich Tracer auswäscht und Verunreinigungen im Filter hinterlässt. Aus der Analyse des Filtermaterials zur Bestimmung der Tracer- und Verunreinigungsmengen nach dem Test werden mit Kenntnis des Strömungsfeldes um die Sonde die Wasser- und Verunreinigungsfluxe bestimmt. Eine kegelförmige, doppelfiltrige Rammsonde wird weiters vorgeschlagen, um gesättigte Durchlässigkeiten sowohl über als auch unter dem Grundwasserspiegel direkt messen zu können. Die Methode basiert auf stationärer, gesättigt/ungesättigt gekoppelter Strömung aus kugelförmigen Hohlräumen. Die Möglichkeit einer transienten einfiltrigen Methode und einer Methode zur Messung anisotroper Durchlässigkeiten wird beurteilt. Die vorgeschlagenen theoretischen Konzepte werden ausgearbeitet und anhand von Laborversuchen überprüft.
Gewässer und Fischgemeinschaften Berlins Gewässerlandschaft wurde im zweiten, dem sog. Brandenburger Stadium der Weichselkaltzeit geformt, welches vor etwa 10.300 Jahren endete. Das Berliner Urstromtal ist Teil des Glogau-Baruther Urstromtals, welches sich entlang der weichselzeitlichen Endmoränen des Brandenburger Stadiums erstreckt. Die Gewässerlandschaft Berlins ist in die norddeutsche Tiefebene eingebettet und wird durch die Flüsse Spree und Havel geprägt, die zusammen mit ihren seenartigen Erweiterungen annähernd zwei Drittel der insgesamt 5.952 ha (6,67 % der Stadtfläche) umfassenden Berliner Gewässerfläche bilden. Dahme und Spree fließen von Südosten in das Berliner Urstromtal und durchfließen das Stadtgebiet von Ost nach West auf einer Länge von 16,4 km bzw. 45,1 km. Die Havel tritt von Norden in das Berliner Urstromtal ein und durchfließt es von Nord nach Süd auf 27,1 km Länge. Die seenartige Erweiterung der Berliner Unterhavel ist mit 1.175 ha Fläche das größte Gewässer der Stadt. Neben den das Stadtbild prägenden Flüssen und Kanälen liegen insgesamt 58 Seen >1 ha zumindest teilweise auf Berliner Stadtgebiet. Unter diesen größeren Seen dominieren die durchflossenen, die sog. Flussseen, von denen der Große Müggelsee mit 766 ha Wasserfläche der größte ist. Der einzige größere, überwiegend durch Grundwasser gespeiste Landsee ist der im Südwesten Berlins auf der Grenze zu Brandenburg gelegene Groß-Glienicker See mit 667 ha. Zahlenmäßig dominieren kleinere und Kleinstgewässer. Berlin verfügt über eine Vielzahl von Teichen, Weihern, Tümpeln, Abgrabungsgewässern und künstlichen Regenrückhaltebecken, von denen insgesamt 388 registriert sind. Hinzu kommen 316 Ableiter und Gräben die – zum Teil verrohrt – eine Gesamtlänge von >390 km haben. Die Bewirtschaftung und Unterhaltung dieser stehenden und fließenden Klein- und Kleinstgewässer erfolgt überwiegend durch die Stadtbezirke. Die größeren Gewässer – Fließgewässer mit einem Einzugsgebiet >10 km 2 und Seen mit einer Fläche >50 ha – sind berichtspflichtig nach Europäischer Wasserrahmenrichtlinie (WRRL). Für diese Gewässer ist im Turnus von sechs Jahren der ökologische Zustand bzw. das ökologische Potenzial an die Europäische Kommission zu melden und sind Maßnahmen zu ergreifen, einen guten ökologischen Zustand zu erreichen. Infolgedessen konzentrieren sich gegenwärtig viele Arbeiten und Untersuchungen auf dieses reduzierte Gewässernetz der berichtspflichtigen Seen und Fließgewässer Berlins. Rund 200 km der Berliner Fließgewässer und zehn Seen unterliegen der Überwachung gemäß WRRL. Ein großer Teil der Fließgewässer sind künstliche Gewässer, Kanäle und Gräben. Aufgrund der Vielzahl durchflossener Seen dominiert auch bei den natürlichen Fließgewässertypen der Typ 21: seeausflussgeprägtes Fließgewässer. Daneben entfallen substantielle Anteile auf die Fließgewässertypen 15: sandgeprägter Tieflandfluss, 14: sandgeprägter Tieflandbach und 11: organisch geprägter Bach. Kleinere Abschnitte im Mündungsbereich der Nebenflüsse sind als Typ 19: Niederungsgewässer klassifiziert und die Panke vom Verteilerbauwerk (Abzweig des Nordgrabens) bis etwa zur Pankstraße als Typ 12: kiesgeprägter Tieflandbach. Innerhalb eines Fließgewässers sind auch Typenwechsel möglich, analog zur natürlichen Längszonierung von Flüssen. So wechselt beispielsweise die Spree etwa in Höhe der Elsenbrücke (Fluss-km 22,05) den Typ vom seeausfluss- zum sandgeprägten Tieflandfluss (SenUMVK 2021). Bei den berichtspflichtigen Seen handelt es sich überwiegend um Flussseen mit großen Einzugsgebieten vom Typ 10 (geschichtet, Aufenthaltszeit des Wassers >30 Tage, Großer Wannsee und Tegeler See), 11 (ungeschichtet, Aufenthaltszeit >30 Tage, 3 Seen) und 12 (ungeschichtet, Aufenthaltszeit 3 – 30 Tage, 4 Seen). Der nicht durchflossene Groß-Glienicker Sees ist im Sommer ebenfalls stabil geschichtet, d. h. seine warme Oberflächenwasserschicht mischt sich nicht mit dem darunterliegenden kalten Tiefenwasser und ist als See vom Typ 10 klassifiziert. Im Gegensatz zu den durchflossenen Seen hat sein Wasser eine theoretische Aufenthaltszeit von sieben Jahren (SenUMVK 2021). Im gegenwärtigen morphologischen Zustand sind sich die einzelnen Fließgewässertypen allerdings deutlich ähnlicher als es die Klassifizierung vermuten lässt. Zudem lässt das reduzierte Gewässernetz der WRRL die Vielzahl der Kleingewässer unberücksichtigt. Aus diesem Grund wurde hier analog zu früheren Übersichten zur Berliner Fischfauna eine etwas abweichende, fischfaunistisch aber durchaus relevante Typisierung der Gewässer vorgenommen. Entsprechend ihrer Fläche, Morphologie, Vernetzung, Wasserversorgung und Besiedelungsmöglichkeiten für Fische wurden Fließgewässer, Kanäle, Gräben, Flussseen, Landseen und stehende Kleingewässer (<1 ha) unterschieden. Nachfolgend werden die wichtigsten Gewässertypen kurz charakterisiert. Spree, Havel und Dahme sind die drei großen, schiffbaren Fließgewässer Berlins, mit zusammen 88,6 km Lauflänge innerhalb der Stadtgrenzen. Die wichtigsten Nebenflüsse sind Fredersdorfer Mühlenfließ (3 km in Berlin), Neuenhagener Mühlenfließ (Erpe, 4,1 km), Wuhle (15,7 km), Panke (17,6 km) und das in den Tegeler See entwässernde Tegeler Fließ (11,2 km). Die Berliner Fließgewässer sind staureguliert. So werden die Wasserspiegellagen von Havel und unterer Spree durch die Staustufe Brandenburg bestimmt. Bei Niedrigwasser ist diese Gewässerfläche beinahe ausnivelliert und die Wasserspiegeldifferenz beträgt zwischen Spandau und Brandenburg nur 0,16 m (Gefälle 0,002‰). Bei Mittelwasser beträgt das Wasserspiegelgefälle bis Brandenburg 0,006‰ (0,35 m Differenz) und bei Hochwasser 0,014‰ (0,83 m). Der Mühlendamm und die Schleuse Kleinmachnow im Teltowkanal bestimmen die Wasserstände in der oberen Spree im Stadtgebiet und in der Dahme, wo die Wasserspiegellagen ähnlich ausnivelliert sind. Selbst im weiteren Verlauf der Spree bis zum Unterspreewald überwindet die Spree nur einen Gesamt-Höhenunterschied von 14 m (0,08‰). Die Stadtspree, der mittlere Abschnitt der Spree in Berlin, wird durch die Staustufe Charlottenburg reguliert. Dementsprechend gering sind die mittleren Fließgeschwindigkeiten, die in den Hauptfließgewässern <10 cm/s betragen und nur bei höheren Abflüssen im Hochwasserfall über 0,5 m/s ansteigen. In den kleineren Nebenflüssen treten lokal – insbesondere an ehemaligen Wehrstandorten – auch höhere Fließgeschwindigkeiten auf. Fischfaunistisch sind die Berliner Hauptfließgewässer dem Unterlauf der Flüsse, d. h. der Bleiregion zuzuordnen, mit karpfenartigen Fischen – insbesondere Güster, Blei, Ukelei und Plötze – als Hauptfischarten. Sie zählen zu den artenreichen Gewässertypen im Stadtgebiet, wenn auch die aktuell festgestellte durchschnittliche Fischartenzahl (16) deutliche Defizite aufzeigt. Insgesamt wurden 38 der in Berlin vorkommenden Fischarten auch in diesem Gewässertyp zumindest als Einzelexemplare nachgewiesen. Kanäle sind künstlich angelegte Verbindungsgewässer. Aus diesem Grund haben sie einen besonders gestreckten Verlauf mit wenigen Untiefen und Ausbuchtungen. Die Ufer sind vergleichsweise steil, befestigt und monoton, d. h. über lange Strecken variieren sie nur sehr wenig in ihrer Breite, Tiefe oder Gestaltung. Berlins schiffbare Kanäle haben 80,1 km Gesamtlänge. Sie sind fast ausschließlich Bundeswasserstraßen in der Verwaltung des Wasserstraßen- und Schifffahrtsamts Berlin. Die Berliner Kanäle dienen darüber hinaus in besonderem Maße als Vorflut für gereinigte Abwässer sowie für die Überläufe der Mischwasserkanalisation. So leiten beispielsweise gleich drei Klärwerke – Stahnsdorf, Ruhleben (nur April-September; soll nach Fertigstellung der UV-Desinfektionsanlage eingestellt werden) und Waßmannsdorf – im Jahr 2022 täglich rund 758.000 m 3 , über das Jahr insgesamt 277 Mio. m 3 gereinigtes Abwasser in den Teltowkanal ein (SenStadt 2022). Der Landwehrkanal nimmt insgesamt 72 Mischwasser-Einleitungen der Berliner Wasserbetriebe auf (Abgeordnetenhaus Berlin 2020), aus denen bei Starkregen, wenn die Pumpwerke das anfallende Wasser nicht mehr bewältigen können, Schmutz- und Regenwasser (Mischungsverhältnis ca. 1:9) ungereinigt in das Gewässer abfließen. Von 2015 bis 2019 erfolgten jährlich 3 bis 33 Mischwassereinleitungen, bei denen insgesamt zwischen 550.000 m³ (2015) und 3,419 Mio. m 3 Mischwasser in den Landwehrkanal gelangten (Abgeordnetenhaus Berlin 2020). Aufgrund der monotonen Gewässerstrukturen und vergleichsweise hohen Belastungen werden die Kanäle vor allem von anspruchslosen, gegenüber Belastungen toleranten Fischarten besiedelt. Im Durchschnitt handelt es sich dabei um 15 Fischarten, wobei mehr als 90 % aller Fische auf die beiden Arten Plötze und Barsch entfallen. Insgesamt wurden 25 der in Berlin vorkommenden Fischarten auch in Kanälen nachgewiesen. Mit der 1876 begonnenen und einhundert Jahre währenden Nutzung von Rieselfeldern zur Abwasseraufbereitung wurden die sukzessive zunehmenden Rieselteichflächen durch ein dichtes Netz von Zu-, Ablauf- und Verbindungsgräben versorgt. Obwohl die meisten Gräben nach Aufgabe der Rieselfeldnutzung trockenfielen und verfüllt wurden, verfügt Berlin noch immer über eine Vielzahl von Gräben. Dabei handelt es sich um kleine, kaum strukturierte, weitgehend gerade verlaufende künstliche Fließgewässer. Etwa ein Viertel der im Berliner Gewässerverzeichnis ausgewiesenen Graben-km, insbesondere in den dicht bebauten Stadtteilen, sind verrohrt und für Fische nicht nutzbar. Die meisten Gräben führen heute nur sehr wenig Wasser, mit durchschnittlichen Abflüssen von 10 – 250 l/s. In niederschlagsarmen Jahren fallen sie gelegentlich auch komplett oder in Teilbereichen trocken. Sofern der Grabenverlauf unbeschattet ist entwickeln sich dichte Pflanzenbestände (u. a. Schilf, Rohrglanzgras, Seggen), die den gesamten Abflussquerschnitt einnehmen. Deshalb sind regelmäßige Beräumung und Mahd der Pflanzen Teil der üblichen Grabenunterhaltung. Die Gräben sind u. a. Hauptlebensraum der beiden einheimischen Stichlingsarten, Dreistachliger und Zwergstichling. Sie werden im Durchschnitt von fünf Fischarten besiedelt. Dem gegenüber war die Gesamtzahl von 28 in Gräben nachgewiesenen Fischarten überraschend hoch. Flussseen sind eine charakteristische Besonderheit der norddeutschen Tieflandflüsse. Zum einen aufgrund des sehr geringen Gefälles der Flüsse und Flusstäler, zum anderen aufgrund der jungen Entstehungsgeschichte der Landschaft, bildeten sich entlang der Flussgebiete ausgedehnte seenartige Erweiterungen aus. Diese durchflossenen Seen vereinen in sich typische Stillwasser-Lebensräume und Fließgewässer-Einflüsse in den Zu- und Ablaufbereichen. Zudem sind sie über die sie durchströmenden Flüsse untereinander und mit typischen Flussstrecken und Fließgewässer-Lebensräumen verbunden. Infolgedessen beherbergen sie neben den typischen Stillgewässerfischarten auch Arten, die z. B. zum Laichen in die Flüsse einwandern sowie Flussfischarten, die den See zumindest periodisch zur Nahrungssuche nutzen. Bis auf den Tegeler See sind die großen Berliner Flussseen relativ flach mit mittleren Tiefen zwischen 2,1 m (Großer Zug) und 5,4 m (Großer Wannsee), erwärmen sich schnell und sind sehr nährstoffreich. Sie bieten damit den typischen Fischarten der Bleiregion sehr gute Aufwuchs- und Ernährungsbedingungen. Die Flussseen sind der artenreichste Berliner Gewässertyp mit durchschnittlich 21 und einer Gesamtzahl von 37 darin nachgewiesenen Fischarten. Als Landseen wurden die größeren Gewässer (>1 ha) klassifiziert, die überwiegend durch Grundwasser gespeist sind und – wenn überhaupt – nur über marginale Zu- oder Abflüsse verfügen. Im Gegensatz zu den Flussseen ist der Wasseraustausch weitaus geringer und die mittlere Aufenthaltszeit des Wassers im See beträgt mehrere Jahre bis Jahrzehnte. Neben den natürlichen Landseen ist ein substantieller Anteil künstlichen Ursprungs, wobei es sich überwiegend um ehemalige Abgrabungsgewässer zur Rohstoffgewinnung handelt. In ihrer mittleren Fischartenzahl unterscheiden sich natürliche (12) und künstliche (11) Landseen nur geringfügig, weil beide Typen ungeachtet ihrer Entstehungsgeschichte gleichermaßen anthropogen überprägt sind, z.B. durch Fischbesatz und Nutzungen im Umland. Überraschend hoch waren daher die Unterschiede im Gesamt-Arteninventar: 25 Arten in den künstlichen Landseen und 33 in den natürlichen. Typische Fischarten nährstoffreicher, sommerwarmer Standgewässer finden in den Landseen geeignete Lebensbedingungen. In dieser Kategorie wurden alle Standgewässer kleiner 1 ha zusammengefasst, ungeachtet dessen, ob sie natürlichen oder künstlichen Ursprungs sind. Analog zu den Landseen unterlagen auch diese Kleingewässer vielfältigen Einflussnahmen, die eine weitere Differenzierung hinfällig machten. Die Palette der Kleingewässer, ihrer Uferstrukturen und Umlandnutzung war besonders vielfältig und reichte vom komplett betonierten Regenrückhaltebecken, über künstliche Parkgewässer, verlandete Abgrabungsgewässer bis hin zu natürlichen Restgewässern. Dementsprechend umfangreich war das 32 Arten umfassende Spektrum der hier insgesamt nachgewiesenen Fischarten. Aufgrund ihrer geringen Größe werden die einzelnen Kleingewässer aber nur von wenigen Fischarten – im Durchschnitt fünf – besiedelt, wobei typische Stillwasserarten wie Schleie und Rotfeder weit verbreitet waren, aber auch Plötze und Hecht. Die Umsetzung von Richtlinien des Rates der Europäischen Gemeinschaften stellen z. T. sehr umfangreiche Anforderungen an die Qualität von Fischbestandsdaten und deren Erfassung. So beinhaltet beispielsweise die Richtlinie 92/43/EWG des Rates vom 21. Mai 1992 zur Erhaltung der natürlichen Lebensräume sowie der wildlebenden Tiere und Pflanzen (Abl. L 206), kurz “FFH-Richtlinie” , u. a. einen Anhang II “Tier- und Pflanzenarten von gemeinschaftlichem Interesse, für deren Erhaltung besondere Schutzgebiete ausgewiesen werden müssen” (zuletzt ergänzt durch Richtlinie 2006/105/EG des Rates vom 20. November 2006)). Dieser Anhang II der EG-Richtlinie listet auch vier der aktuell in Berlin vorkommenden Fischarten auf: Bitterling , Rapfen , Schlammpeitzger und Steinbeißer . Mit der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) vom 23. Oktober 2000 fand erstmalig die Fischfauna als biologische Qualitätskomponente für den ökologischen Zustand eines Gewässers Eingang in Europäische Rechtsverordnungen. Anhand von Arteninventar, Häufigkeit (Abundanz) und Altersstruktur der Fischfauna sowie dem Vorhandensein typspezifischer, störungsempfindlicher Fischarten soll der ökologische Zustand von Seen und Fließgewässern bewertet werden. Ziel der EG-WRRL war das Erreichen des guten ökologischen Zustands in allen Oberflächengewässern , bzw. des guten ökologischen Potentials in allen künstlichen und stark anthropogen veränderten Gewässern schon bis zum Jahr 2015. Da die ökologischen Zustände bis zum Jahr 2015 nicht erreicht wurden, wurde bereits die zweite Fristverlängerung bis zum Jahr 2027 wahrgenommen. Die Ergebnisse aus dem FFH-Monitoring und dem WRRL-Monitoring fließen in den Umweltatlas ein.
Grundwasserversalzungen beeinträchtigen in weiten Bereichen der schleswig-holsteinischen Westküste die Beschaffenheit der oberflächennahen Wasserleiter. Ursächlich hierfür sind natürliche Prozesse, insbesondere das landwärtige Eindringen von Meerwasser sowie das Aufsteigen salziger Tiefenwässer infolge hydraulischer Druckentlastung. Die Karte zeigt die überwiegend versalzenen Bereiche (rot) und die überwiegend nicht versalzenen Bereiche (blau) in den Marschen und Niederungen der Westküste.
Der Südatlantik stellt für die Rolle des Nordatlantischen Tiefenwassers (NADW) in der globalen Tiefenwasserzirkulation ('convoy belt') eine Schlüsselregion dar. In dem Vorhaben soll der komplette südatlantische WOCE-Tracerdatensatz zusammen mit weiteren Daten (insbesondere US Programm SAVE) im Bereich des NADW analysiert werden mit dem Ziel, aufbauend auf dem vorliegenden Wissen die Wege und Raten des NADW vom Eintritt am Äquator bis zum Übertritt in den Antarktischen Zirkumpolarstrom weiter aufzuklären. Hierbei soll zwischen den verschiedenen Stockwerken des NADW differenziert werden. Wichtige Teilfragen sind der Austausch des Westlichen Randstroms mit den Wässern östlich hiervon bis hin zum afrikanischen Kontinentalabhang, wobei dem Mittelatlantischen Rücken vermutlich eine besondere Rolle zukommt, sowie der Grad der Rezirkulation des westlichen Randstroms. Die Untersuchung wird sich ausschließlich auf vorhandene Datensätze stützen, Feldarbeiten sind nicht vorgesehen. Ein Vergleich mit Strömungs- und Tracerfeldern eines hochauflösenden Zirkulationsmodells (C. Böning) soll die Untersuchung unterstützen und gleichzeitig den Realitätsgrad der Modellfelder überprüfen.
Störungen des Kohlenstoffkreislaufs, sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs, führen zu globale Erwärmung, Ozeanversauerung (OA) und Sauerstoffzehrung des Tiefenwassers. Natürliche Störungen des Kohlenstoffkreislaufs sind als Hauptursache von mindestens 4 von 5 Massensterben in der Erdgeschichte identifiziert wurden (z.B. Hönisch et al, 2009, Bijma et al.., 2013).Anthropogene Aktivitäten setzten CO2 zehnmal schneller frei als jedes andere Ereignis in den letzten 65 Mio. Jahren - vielleicht sogar während der letzten 300 Mio Jahren. Dies macht den heutigen CO2 Ausstoß zu einer der größten gesellschaftlichen Herausforderungen. Um die Auswirkungen der anthropogenen Störungen vorhersagen zu können, ist es zwingend erforderlich, die natürlichen Speicher und Dynamik des Kohlenstoffsystems zu verstehen. Dies erfordert die genaue Rekonstruktion der marinen Karbonatchemie für Zeiträume mit natürlichen Änderungen. In diesem Projekt wollen wir Veränderlichkeit am Übergang Glazial/Interglazial untersuchen weil die Änderungen der Karbonatchemie in der gleichen Größenordnung wie heute lagen. Da das Reservoir an anorganischem Kohlenstoff im Ozean ungefähr 60 mal größer ist als das der Atmosphäre, sind Rekonstruktionen der Veränderungen der Kohlenstoffsenke/-speicherung in der Tiefsee ein Schlüssel, um die glazialen/interglazialen Schwankungen im atmosphärischen CO2 - wie sie in Eisbohrkernen beobachtet werden - zu erklären. Prozesse im Südozean, wo der Großteil des Tiefenwassers ventiliert wird, spielen hierbei vermutlich eine zentrale Rolle. Man vermutet, dass der träge glaziale Süd Ozean mehr Kohlenstoff einlagern konnte, die Biologische Pumpe effektiver war und dass eine höhere Wassermassen-Stratifizierung das Entweichen von CO2 in die Atmosphäre verringert hat. Nach dem glazialen Maximum wird mit dem Rückzug des Meereises die Tiefsee Kohlenstoff - Pumpe wieder mit der Atmosphäre verbunden und führt zu einer erhöhten CO2-Freisetzung. Bislang ist dies, wenn auch von Indizienbeweisen unterstützt, nur eine Hypothese, zum Beweis bedarf es der Rekonstruktionen der glazialen/interglazialen variierenden Karbonatchemie. Dies ist das übergreifende Ziel unseres Antrags. Auf dem Weg zur Rekonstruktion des glazialen/interglazialen Kohlenstoffpools liegen 3 Zwischenziele: 1) Rekonstruktion von Oberflächenwasser-Tiefsee- CO2-Gradienten, glaziale Kohlenstoffspeicherung und deglaziale Entgasung mittels Bor-Isotopen und B/Ca fossiler Foraminiferen als Hauptvariablen. 2) Erstellen der ersten Kalibrationen von Bor-Isotopen und B/Ca Ratio für Cibicides wuellerstorfi (Tiefseeforaminifere) unter in-situ Druck. 3) Entwicklung von analytischen Methoden, welche die Analyse von einzelnen Foraminiferen Schalen erlauben.
The goal of this project is to capture and analyse fluctuations of the fresh water in the western Nordic Seas and to understand the related processes. The East Greenland Current in the Nordic Seas constitutes an important conduit for fresh water exiting the Arctic Ocean towards the North Atlantic. The Arctic Ocean receives huge amounts of fresh water by continental runoff and by import from the Pacific Ocean. Within the Arctic Ocean fresh water is concentrated at the surface through sea ice formation. The East Greenland Current carries this fresh water in variable fractions as sea ice and in liquid form; part of it enters the central Nordic Seas, via branching of the current and through eddies. It controls the intensity of deep water formation and dilutes the water masses which result from convection. The last decades showed significant changes of the fresh water yield and distribution in the Nordic Seas and such anomalies were found to circulate through the North Atlantic. In this project the fresh water inventory, its spatial distribution and its pathways between the East Greenland Current and the interior Greenland and Icelandic seas shall be captured by autonomous glider missions. The new measurements and existing data will, in combination with the modeling work of the research group, serve as basis for understanding the causes of the fresh water variability and their consequences for the North Atlantic circulation and deep water formation.
Der Süßwassereintrag in den Arktischen Ozean stellt einen wichtigen Antriebsmechanismus für regionale Meeresspiegeldynamik in der Arktis dar. Salzarmes Oberflächenwasser erzeugt und unterhält eine starke Schichtung im Arktischen Ozean. Diese Halokline schirmt größtenteils das kalte polare Oberflächenwasser und das Meereis von wärmerem Tiefenwasser atlantischen Ursprungs ab und verhindert so vertikale Wärmeflüsse. Veränderungen des Süßwassergehalts werden wahrscheinlich den regionalen Meeresspiegel direkt beeinflussen, aber ebenso wird eine modifizierte Ozeandynamik durch Massentransporte innerhalb der Arktis den Meeresspiegel verändern. Das hydrologische Regime des kontinentalen Abflusses unterliegt Schwankungen. Leider sind kontinuierliche Aufzeichnungen von kontinentalem Abfluss in den Arktischen Ozean zu selten, um wichtige wissenschaftliche Fragen über das Langzeitverhalten und die Entwicklung von arktischem Meeresspiegel und Klima zu bearbeiten. Neben in-situ Beobachtungen und hydrologischen Modellen eröffnen Satellitengravimetrie (GRACE) und Satellitenaltimetrie neue Möglichkeiten, die Hydrologie von großen Einzugsgebieten zu beobachten. Dies geschieht, im dem man mit diesen Fernerkundungsmethoden die Größe von Wasserspeichern in den Einzugsgebieten und Pegelstände entlang von Flüssen misst, die dann auf verschieden Arten in Abfluss umgerechnet werden können. Für Meereis-Ozeanmodelle bedeutet die Seltenheit von Abflussinformationen in der Arktis, dass der Jahresgang des Abflusses als stationär angenommen wird. In unserem Projekt werden wir diese Annahme aufheben und ein Meereis-Ozeanmodell benutzen, um den Einfluss von zeitlich variablem Abfluss auf die arktische Ozeanzirkulation und das Süßwasserbudget zu untersuchen. Das Hauptziel der Projektes ist es, die Reaktion von Meeresspiegel und Hydrographie in der Arktis auf Veränderungen des hydrologischen Regimes über borealen Einzugsgebieten abzuschätzen und zu quantifizieren. Die Projektziele tragen zur Strategie des Schwerpunktprogramms 1889 bei, indem 1)die Datensätze und Zeitreihen von hydrologischen Parametern über borealen Einzugsgebieten durch den Einsatz von geodätischen satellitengestützten Fernerkundungsmethoden (zeitliche auflösenden Gravimetrie, Satellitenaltimetrie) verbessert werden und lange und hochauflösende Zeitserien für alle großen Einzugsgebiete, die in den Arktische Ozean entleeren, erstellt werden. 2) Sensitivität von Meereis- und Ozeandynamik auf Veränderungen des Süßwasserantriebs (u.a. Abfluss) analysiert wird. 3) Modellergebnisse über Veränderungen des kontinentalen Abflusses verglichen werden mit seit 1990 beobachteter Variabilität von flüssigen Süßwassergehalt (und damit verbundenen sterischen Meeresspiegeländerungen) im Arktischen Ozean und im Nordatlantik. Nicht nur dienen diese Vergleiche der Modellbewertung, sondern sie unterstützen auch die Interpretation relativ seltener ozeangraphischer in-situ Beobachtungen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 311 |
| Kommune | 1 |
| Land | 24 |
| Weitere | 5 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 167 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 289 |
| Text | 36 |
| Umweltprüfung | 3 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 39 |
| Offen | 295 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 279 |
| Englisch | 94 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 3 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 27 |
| Keine | 184 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 124 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 284 |
| Lebewesen und Lebensräume | 310 |
| Luft | 229 |
| Mensch und Umwelt | 334 |
| Wasser | 334 |
| Weitere | 328 |