Das Projekt "Paleosols from King George Island, Maritime Antarctica - indicators of paleoenvironmental change during the Eocene/Oligocene transition" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Abteilung Bodenkunde und Geomorphologie durchgeführt. The ice-free and forest dominated landscape changed progressively to periglacial conditions from the Eocene to the Oligocene, which is called the greenhouse-icehouse transition, being considered as the largest glaciation of the last 65 Ma. The main objective of this project is to reconstruct the environment from paleosols of the Maritime Antarctica during the Eocene-Oligocene transition. The specific objectives are: to estimate the intensity of paleoweathering, to identify the main pedogenic processes, to assess the mean annual paleotemperature (MAPT) and mean annual paleoprecipitation (MAPP) from soil-geochemical data and stable isotopes, to estimate the atmospheric CO2 concentration during the period of soil formation and to identify the paleovegetation and paleo-soilhydrological conditions.
Das Projekt "Untersuchung, Datierung und paläoklimatische Interpretation von lössartigen Talfüllungen am Hoanib-Rivier (Namib-Ostrand/Namibia)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Geographisches Institut Heidelberg durchgeführt. Am Namib-Ostrand sind in verschiedenen Talzügen und in Beckensituationen bis über 10 m mächtige lößartige bzw. schwemmlößartige Ablagerungen anzutreffen, die durch die lokalen ephemeren, zum Atlantik orientierten Abflüsse rezent zerschnitten werden und daher gut aufgeschlossen sind. Besonders mächtig treten diese landschaftsgeschichtlichen Archive am Hoanib und seinen Tributären (NW-Namibia) auf. Vorarbeiten weisen auf eine Bildung während des Jungpleistozäns und Holozäns. Erstmals sollen diese Feinsedimente am Hoanib-Rivier zusammenhängend vom Oberlauf bis in die Küstenwüste sedimentologisch untersucht und datiert werden (OSL, AMS-14C). Damit werden punktuelle, eher zufällig sich ergebende Daten ausgeschlossen und geomorphogenetische sowie hochauflösende Aussagen zur wechselnden Intensität des Sommermonsuns am Namib-Ostrand während des Jungquartärs möglich.
Das Projekt "Die Vergletscherungsgeschichte des Andenvorlandes östlich des Nördlichen Patagonischen Inlandeises und der transandinen Tiefenlinie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Geographisches Institut, Lehrstuhl für Physische Geographie durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, nachzuweisen, daß die bislang gültige Auffassung, in den Kaltzeiten sei auch nördlich des Südpatagonischen Inlandeises ein geschlossener Gebirgsschild ausgebildet gewesen, der sich weit in das östliche Andenvorland erstreckte, nicht zutrifft. Darüber hinaus sollen die bisher erzielten Ergebnisse zur Vergletscherungsgeschichte des südlichen Andenvorlandes in dem sich nördlich anschließenden Raum überprüft und ergänzt werden. Die Geländearbeiten werden in drei Teilräumen (östlich der transandinen Tiefenlinie, im Raum des Lago Pueyrredon und im Raum Lago Buenos Aires) durchgeführt.
Das Projekt "CASTANEA: Climate Amplifiers: From Sources of Terrestrial Aerosols and Nitrogen in Ecosystems to the Atmosphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. How do changes in the terrestrial biosphere amplify changes in the climate system? The ice core record of trace gas and aerosol concentrations contains a dramatic illustration of how rapidly the terrestrial biosphere can respond to climate change, yet we know little of how changes the abundance of methane, N2O or dust in the atmosphere could in turn effect the Earth's climate and amplify or damp ongoing climate changes. The interdisciplinary CASTANEA project studies the interaction between soils, vegetation and the atmosphere, with the goal of quantifying how emissions of nitrogen containing gases and dust from the Earth's surface effect global climate. This project addresses a major gap in our understanding of the Earth system, namely the interaction between plants, soil, and microorganisms, and their relationship with greenhouse gas concentrations and climate. The work has far reaching implications for our ability to understand abrupt climate changes in the past, and to predict the future evolution of our planet.
Das Projekt "Kosmogenes Al-26 in Atmosphären- und Klimaforschung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wien, Institut für Isotopenforschung und Kernphysik durchgeführt. Eine der wissenschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit ist ein besseres Verständnis des Klimas auf der Erde. Zum Beispiel sind der Einfluß einer 'variablen' Sonne und die Wechselwirkungen in großen Bereichen unserer Erde (Atmosphäre, Biosphäre, Ozean, Land) noch weitgehend offene Fragestellungen. Zum besseren Verständnis dieser Prozesse, welches für zuverläßliche Klimamodelle unumgänglich ist, bedarf es vor allem einer umfassenden Datenerhebung. Hierbei gewinnen in jüngster Zeit die Messungen von kosmogenen Radionukliden mit Hilfe der ultra-sensitiven Nachweismethode der Beschleunigermassenspektrometrie eine immer größere Bedeutung. Wir beabsichtigen, die Liste der für die Atmosphären- und Klimaforschung bereits verwendeten kosmogenen Radionuklide (Be-10, C-14, Cl-36), um das bisher kaum erforschte Isotop Al-26 (Halbwertszeit = 0.72 Millionen Jahre) zu erweitern. Wir erwarten dadurch einen Beitrag zum besseres Verständnis von Klimaprozessen. Insbesondere bietet sich eine Kombination von Al-26 mit Be-10 (Halbwertszeit = 1.5 Millionen Jahre) zur Datierung alter Klimaarchive (z.B. tiefer Eisbohrkerne) an. Bevor jedoch Al-26 als ein sogenannter 'Proxy' für Klimaprozesse verwendet werden kann, muss Grundlagenarbeit geleistet werden. Im speziellen müssen die Quellen und Transportvorgänge von Al-26 in der Atmosphäre studiert werden. Damit verbunden ist die Entwicklung geeigneter Verfahren für die Messung von Luft- und Eisproben. Ein wichtige Voraussetzung für dieses Projekt ist die Existenz einer modernen Anlage für Beschleunigermassenspektrometrie. Der Vienna Environmental Research Accelerator (VERA) am Institut für Isotopenforschung und Kernphysik der Universität Wien bietet ideale Bedingungen für Messungen von Al-26. Mit dieser Anlage wurde kürzlich das weltweit niedrigste Isotopenverhältnis von Al-26/Al-27 (ca5e-16) gemessen. Das vorgeschlagene Projekt soll in enger Zusammenarbeit mit der 'Eisgruppe' des Instituts für Umweltphysik (IUP) der Universität Heidelberg durchgeführt werden. Das IUP wird nicht nur Proben von Luftfiltern und Eis aus der Atarktis und anderen Bereichen der Erde zur Verfügung stellen, sondern auch seine langjährige Erfahrung in Atmosphären- und Klimaforschung einbringen. Wir sind der Überzeugung, daß sich die verschiedenen Erfahrungsbereiche der zwei Gruppen für dieses multidisziplinäre Projekt optimal ergänzen.
Das Projekt "Direkte Radioisotopen-Datierung von sehr altem Eis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wien, Institut für Isotopenforschung und Kernphysik durchgeführt. Die polaren Eiskappen bilden ein wertvolles Archiv, das atmosphärische und klimatische Vorgänge der Vergangenheit widerspiegelt. Die intensive Untersuchung von Eisbohrkernen erlaubt insbesondere das Paleo-Klima der Erde bis zu etwa 800,000 Jahre zurückzuverfolgen. Indirekte Datierungen von Eis in den Dry Valleys der Antarktis deuten darauf hin, dass Eis im Bereich von Millionen von Jahren existiert. Bisher war es aber nicht möglich dieses Eis direkt zu datieren. Das gegenwärtige Proposal schlägt die Verwendung von zwei kosmogenen Radioisotopen, 10Be (t1/2 = 1.386 Ma) und 26Al (t1/2 = 0.717 Ma) vor, deren Atom-Verhältnis, 26Al/10Be, als Chronometer für altes Eis verwendet werden kann. In einem geschlossenen System, wie es Eis sein könnte, nimmt das anfängliche 26Al/10Be Verhältnis mit zunehmendem Alter mit einer effektiven Halbwertszeit von 1.49 Ma ab. Das Verhältnis von zwei Radioisotopen mit ähnlichen Eigenschaften, sowohl die Produktion durch kosmische Strahlung als auch den atmosphärischen Transport betreffend, scheint besser geeignet für eine zuverlässige Datierung als ein einzelnes Radioisotope. Damit die Methode funktioniert, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: i) Das 26Al/10Be-Verhältnis im Niederschlag muss global sowohl örtlich als auch zeitlich konstant sein, ii) es darf außerdem nicht anfällig für Fraktionierung der beiden Radioisotope nach dem Einschluss ins Eis sein. Unser Ziel ist es, die Anwendbarkeit der Methode zur direkten Datierung von Eis im Bereich von 0.5 bis 5 Millionen Jahren experimentell zu beweisen. In einem vorhergegangenen FWF Projekt (P17442-N02, 'Das Studium von kosmogenem 26Al in Atmosphären- und Klimaforschung') wurden detaillierte Studien über das bis dahin nur schlecht bekannte meteorische 26Al und erste Messungen des 26Al/10Be Verhältnisses in der Atmosphäre und in tiefem Eis mit vielversprechendem Erfolg durchgeführt (Auer et al., Earth Planet. Sci, Lett., in press). Unser Vorschlag hier ist nun i) eine deutliche Verbesserung der analytischen Aspekte der Datierungsmethode gegenüber dem vorhergehenden Projekt, insbesondere eine wesentliche Verringerung der erforderlichen Eismenge und eine Ausweitung der Methode für Eis, das starke mineralische Verunreinigungen enthält, ii) eine Klärung der Ursachen für beobachtete Abweichungen (Fraktionierung) des 26Al/10Be Verhältnisses in tiefen Eisproben, und iii) eine Anwendung der geeignet verbesserten Methode zur Datierung von basalem Eis von Bohrkernen und von Millionen Jahre altem Eis von 'rock glaciers' in der Antarktis. Ein wichtiger Teil des Projekts ist die enge Zusammenarbeit mit der Eisgruppe des Instituts für Umweltphysik der Universität Heidelberg, welche uns in allen Aspekten die Eisproben betreffend zur Seite stehen wird. usw.
Das Projekt "Prozesse frueherer Klimaaenderungen im Nordatlantik, festgestellt anhand von Eiskernanalysen, und ihre Verbindung zu Europa und den Alpen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bern, Physikalisches Institut, Abteilung für Klima- und Umweltphysik durchgeführt. The North Atlantic region experienced a series of rapid climate oscillations during the past 100'000 years, which are presumably linked to the ocean circulation. The conditions in the North Atlantic have a direct influence on the climate of the Alpine region. The proposed research shall provide new insight into the mechanisms that determine how the climate of the Alps reacts toward global variations. We will investigate the phenomenology of past climate variations and will discern similarities and differences between the North Atlantic region and Central Europe. We will study the changes of the transient behaviour of ocean circulation under 'glacial', 'present', and 'Eemian' conditions and the dynamics of longitudinal and latitudinal changes of deep water formations sites in the North Atlantic. The influence of the variability of the hydrological cycle on the stability of the ocean circulation shall be analysed. The scientific approach will be based on phenomenologocal studies (statistical data analysis from ice cores and other proxy data) and on process studies (model analysis). The main source of data for paleo records will be the GRIP deep ice core. A coarse resolution ocean general circulation model that covers the North Atlantic region north of 10degree S shall be set up. The expected results should improve our understanding of the relevant processes determining natural variability and of past and possibly future climate variations. The investigation of the role of the North Atlantic ocean circulation and its relevance for the climate in Europe is an important contribution to the integrated assessment of climate dynamics in the Alpine Region. The study of the rate of change of past climate shifts will help us to estimate the rate of the expected future warming, which is an importanf factor for agriculture, tourism, recreation, building-trade, inhabitants of directly endangered locations (flood, draught, avalanches) etc. The proposed work will complement the main stram research of the division of Climate and Environmental Physics at the Univrsity of Berne and we expect a mutual benefit of this project and proposed research within several EU projects currently under review. Leading Questions: What is the natural variability of the North Atlantic region on the decadal-millennial scale? What are processes of ocean dynamics that cause natural variability? What stable modes of circulation exist in the North Atlantic?
Das Projekt "Tropische Klima-Gletscher-Interaktion auf langer Zeitskala" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Meteorologie und Geophysik durchgeführt. Gletscher erfuhren während des 20. Jahrhunderts weltweit einen Rückgang, welcher meist der globalen Erwärmung zugeschrieben wird. Wechselwirkungen zwischen Klima und Gletschern in den hohen und mittleren Breiten sind dabei relativ gut verstanden. Tropische Gletscher hingegen sind meist schwer zugänglich und befinden sich in einer Region der Atmosphäre, aus der es extrem wenige Beobachtungen gibt. Folglich ist viel weniger über sie bekannt. Jüngste Studien zeigten, dass tropische Gletscher auf Veränderungen der Feuchte stärker reagieren als auf Veränderungen der Temperatur, und Verbindungen zwischen Gletscher-Massenbilanz und großräumiger Klimavariabilität existieren: Auf dem Kilimanjaro in Tanzania z. B. hängt die Massenbilanz von der Variabilität des Dipol-Modus' im Indischen Ozean ab, und die Gletscher der Cordillera Blanca in Peru reagieren auf niedrig-frequente Änderungen im El Nino-System. Dabei ist aber immer noch unklar, welche Rolle anthropogene (z. B. Emission von Treibhausgasen) oder natürliche (z. B. Vulkanismus) Änderungen im Antrieb des Klimasystems, interne Variabilität, oder eine Kombination dieser Möglichkeiten spielen. Um den beobachteten Rückgang der tropischen Gletscher zu verstehen und ihr zukünftiges Verhalten im nächsten Jahrhundert abschätzen zu können, muss man die Klimadynamik verstehen, die die atmosphärischen Bedingungen über den Gletschern kontrolliert. Das vorgeschlagene Projekt vereint die besten verfügbaren glaziologischen Messungen von drei Kontinenten mit Rekonstruktionen der Gletscherausdehnung und jahrhundertelangen Ensemble-Klimarekonstruktionen aus vier verschiedenen, gekoppelten Klimamodellen , um das Wissen über die tropische Klimadynamik auf der Zeitskala der Gletscher zu erweitern. Zentral dafür sind die Identifikation der Klimavariabilitäts-Mechanismen auf Zeitskalen zwischen Jahrzehnten und einem Jahrhundert, sowie die Rekonstruktion der Variabilität in der Vergangenheit und ihre Auswirkungen auf die Gletscher. Diese Rekonstruktionen werden mit Hilfe von direkten Beobachtungen und Proxy-Rekonstruktionen des Zustandes der Atmosphäre und der Gletscher validiert. Die Methodik erlaubt es, den Einfluss von interner Variabilität und anthropogenem Einwirken während des 20. Jahrhunderts zu separieren. Dies ermöglicht Aufschlüsse zur langfristigen Vorhersagbarkeit und zu Abschätzungen der Bedingungen für die Gletscher im 21. Jahrhundert.
Das Projekt "Impakt Oligo-Miozäner Klimawechsel auf Mongolische Säuger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Graz, Naturhistorisches Museum, Geologisch-Paläontologische Abteilung durchgeführt. Oligozäne und Miozäne Sedimentfolgen aus der Taatsiin Gol und Taatsiin Tsagaan Nuur Region in der Zentral-Mongolei sind von außergewöhnlicher Bedeutung: hier liegen Basalte in Sedimenten der Hsanda Gol- und Loh Formation eingebettet, und die höchsten Fossilkonzentrationen finden sich zusammen mit Caliche und Paläoböden. Im Rahmen von Vorläuferprojekten wurde ein Stratigraphie-Konzept erarbeitet, das auf der Evolution von Säugetieren und auf radiometrischen Basalt-Altern beruht. 40Ar / 39Ar-Datierungen ergaben drei Altersgruppen von Basalten, eine Basalt I-Gruppe aus dem Früh-Oligozän (vor etwa 31.5 Millionen Jahren), eine Basalt II-Gruppe aus dem Spät-Oligozän (vor etwa 28 Millionen Jahren) und eine Basalt III-Gruppe aus dem Mittel-Miozän (vor etwa 13 Millionen Jahren). Das Taatsiin Gol-und Taatsiin Tsagaan Nuur Gebiet ist heute Schlüsselregion für die Oligozän-Miozän Stratigraphie der Mongolei und ist Bezugspunkt für internationale Korrelationen. Im neuen Projekt werden Klimaveränderungen im Oligozän und Miozän der Mongolei und ihre Auswirkungen auf Säugetiergemeinschaften und Lebensräume untersucht. Um diese Ziele zu erreichen müssen zahlreiche stratifizierte Caliche Lagen und Paläoböden beprobt und analysiert werden. Wir erwarten uns von Bodenanalysen und von der Interpretation der Signaturen stabiler Isotopen (?18O, ?13C) Hinweise auf Veränderungen von Paläoklima und Lebensräumen im Untersuchungsgebiet. Die stratifizierten und datierten Säugetierfaunen bestehen aus Amphibien, Reptilien und Säugetieren, wobei Hasenartige, Insektenfresser, Nagetiere und Wiederkäuer vorherrschen. Dieser reiche Fossil-Fundus bietet die Möglichkeit zur Analyse von einstigen Wirbeltier-Gemeinschaften, zu entwicklungsgeschichtlichen Studien und palökologischen Interpretationen. Besonderes Interesse gilt der Entwicklung und Funktion von Gebissstrukturen bei kleinen und großen Pflanzen fressenden Säugetieren. Hier kommen Methoden zur Anwendung (Microwear- und Mesowear-Analysen, Zahnschmelzuntersuchungen, Mikro-CT und 3D-Modellierung), die Rückschlüsse auf das Nahrungsspektrum und auf markante Veränderungen von Lebensräumen in dem untersuchten Zeitabschnitt von mehr als 20 Millionen Jahren erlauben. Die Feldarbeit in der Mongolei und die anschließenden wissenschaftlichen Studien werden in nationaler und internationaler Zusammenarbeit durchgeführt. Von diesen Synergien werden die Mongolischen und Österreichischen Forschungseinrichtungen und alle mitwirkenden Personen stark profitieren.
Das Projekt "Deuteriumexzess von polarem Schnee und Niederschlagsursprung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Innsbruck, Institut für Meteorologie und Geophysik durchgeführt. Interdisziplinäre Bewertung unterschiedlicher waldbaulicher Eingriffe in Eichenbeständen, daraus Ableitung von Handlungsempfehlungen. 'Um mögliche gegenwärtige oder zukünftige Klimaänderungen beurteilen zu können, ist es unerlässlich, das Klima der Vergangenheit genau zu kennen und zu verstehen. Wertvolle Informationen über das vergangene Klima sind in Eiskernen von den beiden großen Eisschilden Grönlands und der Antarktis gespeichert. Insbesondere sind die Verhältnisse der stabilen Isotope des Schnees, 18-O und Deuterium, mit der Lufttemperatur korreliert und werden daher für die klimatische Interpretation von Eiskernen verwendet. Aber der Isotopengehalt hängt nicht nur von der Temperatur, sondern auch von anderen Faktoren ab, wie z.B. Saisonalität und Ursprungsgebiet des Niederschlags. Daher wird der Deuteriumexzess, eine Größe, die die Information von 18-O und Deuterium kombiniert, verwendet, um die Ursprungsgebiete des Niederschlags zu untersuchen. d hängt hauptsächlich von der Meeresoberflächentemperatur, der relativen Feuchte und der Windgeschwindigkeit im Ursprungs-gebiet ab. Indem man tested, unter welchen Annahmen für die im Ursprungsgebiet vorherrschenden Bedingungen die im Schnee gemessenen d-Werte mit Hilfe eines einfachen Isotopenmodells reproduziert werden können, erhält man Informationen über das Ursprungsgebiet. Der Spielraum für die möglichen Annahmen ist überraschend klein. Die meisten Deuteriumexzessuntersuchungen wurden für große Zeitmaßstäbe durchgeführt (Wechsel von Glazial zu Interglazial). In dieser Untersuchung werden Daten von der deutschen Antarktis-Überwinterungsstation ''Neumayer'' für eine Untersuchung in einem kleinen Zeitscale verwendet. Dort werden seit 20 Jahren Neuschneeproben unmittelbar nach dem Schneefall genommen. Durch die vorherrschenden hohen Windgeschwindigkeit wird der Schnee in einem gewissen Ausmaß verfrachtet, was zu Fehlern führen kann. Daher werden zunächst mit Hilfe eines Trajektorienmodells die Transportwege der Luftmassen, die Niederschlag nach Neumayer bringen, berechnet. Verschiedene Trajektorienklassen werden definiert, für die der mittlere Deuteriumexzess der Schneeproben bestimmt wird. Dann wird ein Isotopenmodell verwendet, um den beobachteten Deuteriumexzess zu modellieren. Da dieser stark von der relativen Luftfeuchte im Ursprungsgebiet des Niederschlags, die meist nicht bekannt ist, abhängt, soll ferner die Phasendifferenz zwischen Deuterium und Deuteriumexzess untersucht werden. Dazu werden Daten von einem Firnkern verwendet, der den Zeitraum von 1892-1981 abdeckt. Diese Phasendifferenz ist weniger stark von den Sättigungsbedingungen im Ursprungsgebiet abhängig und ist daher eine unabhängigere Bedingung, um Information über die Wasserdampfquelle abzuleiten. usw.
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