Das Projekt "Mechanisms and budgets of mud diapirism and mass wasting" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt.
Das Projekt "Sonderforschungsbereich (SFB) 574: Volatile und Fluide in Subduktionszonen: Klima-Rückkopplungen und Auslösemechanismen von Naturkatastrophen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Ziele:-- Gibt es einen erkennbaren und quantifizierbaren Zusammenhang zwischen tektonischen Bewegungen, Gezeiten und anderen Antriebskräften einerseits und Entwässerungsraten, Fluid-Austritten und vulkanischer Aktivität andererseits?-- Wie werden die maximale Devolatilisierungstiefe und Erdbeben von der Subduktionsrate, der Zusammensetzung der Platte und variablen Temperatur- und Druckbedingungen beeinflusst?-- Welche Anteile des Rückflusses in den Ozean und die Atmosphäre fließen durch Fluid-Austrittsstellen, Schlamm-Diapire und Vulkane?-- Welche Prozesse kontrollieren die Bildung und Zersetzung von Gashydraten und wie wird der Methantransport durch Schlamm-Diapirismus beeinflusst? Lösen diese Prozesse große Rutschungen aus, wie häufig ereignen sich diese und wieviel Masse wird jeweils bewegt?-- Wie beeinflussen die Fluid- und Gasströme in Subduktionszonen die benthischen Lebensgemeinschaften, die Chemie des Meerwassers und den Ozean-Atmosphäre Austausch von 'Treibhausgasen'? Welche Rolle spielt der biologische Umsatz von Volatilen im Ozean?-- Welche Mengen der verschiedenen Volatile werden von Vulkanen in die Atmosphäre freigesetzt, aus welchen Quellen stammen sie und welche Prozesse bestimmen ihre Zusammensetzung?-- Wie werden die langzeitliche Klimaentwicklung und die geochemische Zusammensetzung der Atmosphäre, des Meerwassers und der Sedimente durch Recycling und Fraktionierung von Elementen in Subduktionszonen beeinflusst?
Das Projekt "Fluid fluxes from permantently degassing volcanoes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt.
Das Projekt "Imaging the fluid distribution in the Central American subduction system using combined marine electromagnetic methods and joint inversion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt.
Das Projekt "Biogeochemische Prozesse und Ozean/Atmosphäre- Austauschprozesse in marinen Oberflächenfilmen (BASS): Chemische und Photochemische Umsetzung Organischer Stoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Physikalische Chemie durchgeführt. Die Grenzfläche zwischen Ozean und Atmosphäre ist durch einen allgegenwärtigen, < 1 mm dicken marinen Oberflächenfilm, den sogenannten sea-surface microlayer (SML), charakterisiert. Der SML ist nicht nur direkter UV-Strahlung und atmosphärischen Oxidantien ausgesetzt, sondern zeichnet sich im Vergleich zum unterliegenden Wasser auch durch höhere Konzentrationen an organischen Stoffen aus. Bisher ist unklar, welche Bedeutung die dadurch bedingten SML-spezifischen abiotischen Prozesse für die Umsetzung und die Emission organischer Stoffe insgesamt haben und wie man diese Prozesse parametrisieren kann. In diesem Projekt, das eng mit anderen Projekten der interdisziplinären Forschungsgruppe â€ÌBiogeochemische Prozesse und Ozean/Atmosphäre- Austauschprozesse in marinen Oberflächenfilmen (BASS)â€Ì verbunden ist, sollen daher molekulare Details SML-spezifischer Reaktionen (Photochemie, heterogene Oxidation, Radikalchemie) genauer untersucht werden. Ziel ist es, Reaktionsprodukte und -geschwindigkeiten quantitativ zu erfassen und Unterschiede zwischen Reaktionen im SML und in der freien Wassersäule herauszuarbeiten. Basierend auf der Expertise der drei beteiligten Arbeitsgruppen im Bereich Photochemie, Reaktionskinetik, Laserspektroskopie, Analytik und theoretischer Modellierung, soll ein molekulares Verständnis ausgewählter Reaktionen und des Einflusses der komplexen SML-Reaktionsumgebung erreicht werden. Dazu sollen experimentelle Verfahren wie Schwingungs-Summenfrequenzerzeugung, hochempfindliche Chromatographie-Massenspektrometrie und gepulste Laserphotolyse-Langwegabsorption mit Methoden der Quantenchemie und Molekulardynamik kombiniert werden. Arbeitsschwerpunkte bilden die Oxidationskinetik von Halogen- bzw. Hydroxyl-Radikalreaktionen in der flüssigen Phase, die Ozonolyse von Fettsäure-Monoschichten und die durch Photosensibilisatoren verstärkte Bildung von reaktiven Radikalen bzw. Zersetzung von organischen Schichten. Neben wohldefinierten Labor-Modellsystemen werden auch natürliche Proben analysiert werden. Dabei stellt sich z.B. die Frage nach den Einflussfaktoren der während einer Algenblüte zunehmenden Bildung von oberflächenaktiven Stoffen im SML und der Bedeutung der durch die Sonne bedingten Photolyse auf die abiotische Umsetzung organischer Stoffe. Flankierend werden im Projekt auch die eingesetzten Untersuchungsmethoden weiterentwickelt; das beinhaltet sowohl die Ausarbeitung von Messprotokollen zur Quantifizierung bestimmter organischen Substanzklassen (z.B. Carbonyle und Kohlenhydrate) im SML, die Synthese und Charakterisierung von neuartigen oberflächenaktiven Photosensibilisatoren (z.B. Benzoyl-Benzoesäure-funktionalisierte Lipide) sowie die Entwicklung und Erprobung mehrstufiger Modellierungsverfahren zur theoretischen Beschreibung von Struktur-Reaktivitätsbeziehungen der Fettsäure-Ozonolyse (z.B. Beschreibung des Einflusses sterischer und elektronischer Effekte der organischen Matrix).
Das Projekt "Kinetische und mechanistische Untersuchung des Abbaus ausgewählter oxigenierter leichtflüchtiger organischer Verbindungen in der Atmosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergische Universität Wuppertal, Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Arbeitsgruppe Optimierung durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Kinetik und Mechanismen des Abbaus flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) in einem großen Photoreaktor. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt auf alpha, beta-ungesättigten und zyklischen oxigenierten Verbindungen, deren Abbau unter simulierten atmosphärischen Bedingungen studiert werden soll, um das Verhalten von Peroxyradikalen bei niedrigen NO-Konzentrationen in der Atmosphäre besser zu verstehen. Zunächst sollen aber Geschwindigkeitskonstanten für die Reaktionen ausgewählter alpha, beta-ungesättigter und zyklischer oxigenierter Verbindungen mit OH- und NO3-Radikalen, O3 und Cl-Atomen bei Raumtemperatur mit Hilfe der Relativmethode bestimmt werden.Ein weiteres wichtiges Ziel der vorgeschlagenen Arbeiten ist es, den Abbau dieser ausgewählten Substanzen in Gegenwart großer und geringer NO-Mengen zu untersuchen. Mit diesen Experimenten soll analysiert werden, wie sich die Produkte und Ausbeuten in Abhängigkeit der intermediär auftretenden RO2-Radikale ändern. Die Untersuchungen sollen auch unter Bedingungen durchgeführt werden, wie sie in der Troposphäre vorherrschen. Die Ergebnisse sollen dazu dienen Mechanismen zu entwickeln, die nicht nur repräsentativ sind im Bereich hoher troposphärischer NO-Konzentrationen, sondern auch im Bereich geringer NO-Konzentrationen, wo die Chemie der RO2-Radikale dominiert. Gerade hier gibt es für viele VOCs noch erhebliche Wissenslücken. Für die Untersuchungen bei geringen NO-Konzentrationen soll zusätzlich durch quantenchemische Berechnungen an den ausgewählten Modellsubstanzen ein verbessertes Verständnis der Peroxyradikalchemie erreicht werden.
Das Projekt "Nachweis von Kompostdüngung durch VOC-Emissionsmuster" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Die Anwendung von Kompost beeinflusst die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften von Böden positiv. Induzierte Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden können das Pflanzenwachstum durch die Stimulierung wachstumsfördernder Bakterien, die Induktion von Suppressivität oder die Verbreitung von Pflanzenpathogenen beeinflussen. (...) Die Basis der geplanten Studie bietet ein einzigartiger Langzeitversuch, der im Jahr 1991 eingerichtet wurde, und in dem vier unterschiedliche Kompost- (aus Haushalts-Bioabfall, Grünschnitt, Stallmist und Klärschlamm) und Mineraldüngerzusätze verglichen werden. In einer vorhergehenden Untersuchung konnten wir erfolgreich demonstrieren, dass die unterschiedlichen Komposte Abdrücke auf struktureller (PCR-DGGE mit spezifischen Oligonukleotidprimern) und funktioneller Ebene (community level physiological profiling -CLPP) hinterlassen. Ein großer Nachteil dieser Methoden ist die Notwendigkeit von Extraktions- (PCR) bzw. Kultivierungsschritten (CLPP), was eine Verzerrung der Ergebnisse verursacht. Zahlreiche volatile organische Verbindungen (VOC) werden von Mikroorganismen als Nebenprodukte von verschiedenen Stoffwechselwegen des Sekundärmetabolismus, entweder als Abfallprodukte oder als Signalsubstanzen produziert. Einige VOCs sind charakteristisch für spezielle phylogenetische Gruppen oder sogar artspezifisch. In einem Vorversuch fanden wir mit Hilfe eines Protonentransferreaktions- Massenspektrometers (PTR-MS), dass verschiedene Komposte charakteristische und unterschiedliche Muster an VOCs emittieren. Deshalb erscheint dieser Ansatz vielversprechend um aus Bodenproben, unter Vermeidung von Extraktions- und Kultivierungsschritte, Rückschlüsse auf die Art der verwendeten Komposte ziehen zu können: ein Fortschritt von der Bodengenetik zur Bodenmetabolomik. Die erste Hypothese beinhaltet den Nachweis, Kompost behandelte Böden auf Grund von VOC Emissionsmustern von unbehandelten unterscheiden zu können. Die zweite und spezifischere Hypothese fordert die Unterscheidung der unterschiedlichen Komposte. In der dritten Hypothese postulieren wir, dass durch VOC Emissionsmuster die Böden auf gleiche Weise wie durch genotypische Analysen unterschieden werden können und daher die VOC Emission den Ablauf metabolischer Prozesse in der mikrobiellen Gemeinschaft zum Zeitpunkt der Probennahme reflektiert. Von sechs ausgewählten Behandlungsvarianten (Kontrolle, 80 kg N ha-1, vier verschiedene Komposte + N) werden Bodenproben genommen. Für die genotypische Charakterisierung der mikrobiellen Gemeinschaft werden Denaturierende Gradienten Gel Elektrophorese (DGGE) und CompoChip Microarrays (in unserem Labor entwickelt), basierend auf der PCR Amplifikation von 16S rDNA eingesetzt. Die VOC Messungen werden mittels online PTR-MS Technologie durchgeführt. Eine anschließende Co-inertia Analyse wird die Verbindung zwischen den Mustern mikrobieller Gemeinschaften und den VOC Emissionsmustern herstellen.
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