Freitag, 30. Dezember 2011

Video: Komet Lovejoy und die Milchstraße

Noch vor nicht allzu langer Zeit hätte man keinen Pfifferling für den kleinen Kometen C/2011 W3 (Lovejoy) gegeben, der sich bei seinem Periheldurchgang der Sonne bis auf 140 000 Kilometer näherte und dabei such die Sonnenkorona durchquerte. Doch er hat alles, wenn auch unter Verlusten, überstanden.

Comet Lovejoy (C/2011 W3) Esperance WA (27-12-2012) from Colin Legg on Vimeo.

Mittwoch, 28. Dezember 2011

Montag, 26. Dezember 2011

Freier Zugang bis 31.12: Journals in Earth Sciences

Zum Weihnachtsfest hat Springer viele Paper aus seinen Zeitschriften frei zugänglich gemacht. Allerdings bis zum 31. Dezember befristet.

Darunter sind die Zeitschriften

Climatic Change
Environmental Earth Sciences
Contributions to Mineralogy and Petrology
Boundary-Layer Meteorology
Hydrogeology Journal
Climate Dynamics
Biogeochemistry
Mineralium Deposita
Water Resources Management
Pure and Applied Geophysics
Natural Hazards
International Journal of Earth Sciences / Geologische Rundschau
Transport in Porous Media
Journal of Paleolimnology
Journal of Geodesy
Bulletin of Engineering Geology and the Environment

Also: Schnell zuschlagen!

Freitag, 23. Dezember 2011

Geologists the coolest and sexiest men alive

Aber klar doch! Oder?? Nur damit es auch alle mitbekommen!



Allen Lesern und Freunden ein frohes und friedliches Fest und einen guten Rutsch in ein gesundes und erfolgreiches neues Jahr.

Mittwoch, 21. Dezember 2011

Leitfaden zur Dünnschliffmikroskopie

Das ist eine gute Nachricht. Das lange vergriffene Clausthaler Heft 14 von Müller & Raith wurde erneut überarbeitet und modernisiert. Und das allerbeste daran ist, dass  diese Anleitung zur Dünnschliffmikroskopie mit etlichen Farbtafeln auf der Seite der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft kostenlos zum download als pdf (in normaler (22 mb) und in hoher (64 mb)Auflösung) bereit steht. Auch in englischer Sprache. Das nenne ich eine wundervolle Idee. Danke an alle Beteiligten.

The Guide to Thin Section Microscopy is available as free pdf copy (12 mb) provided by the Deutschen Mineralogischen Gesellschaft.

Sieben Jahre nach Monster-Tsunami: Falsche Planung gefährdet indonesisches Küstenschutz-Konzept

Am Mensch vorbei geplant: Studie der Universität Hohenheim kritisiert Küstenschutz-Konzept der indonesischen Tsunami-Region.

35 Meter hohe Flutwellen, Zerstörungen bis weit ins Landesinnere, 150.000 Tote allein in Indonesien: So die Bilanz des Monster-Tsunamis vom 26. Dez. 2004. Als neuen Schutz ließen die Regierung Indonesiens und internationale Hilfsorganisationen Schutzstreifen aus schnellwachsenden Gehölzen und Mangrovenwälder entlang der Küste pflanzen: Die Bäume sollen die Wucht künftiger Flutwellen abmildern. Doch die Bevölkerung untergräbt das Konzept – aus verständlichen Gründen. Zu diesem Schluss kommt eine aktuelle Studie der Universität Hohenheim. Ihr Lösungsvorschlag: Nutzbaum-Plantagen, die den Fischerdörfern ein Zusatzeinkommen bieten und barrierefreie Felder für die Flucht ins Hinterland.

Die Bevölkerung entlang der indonesischen Küste lebt überwiegend vom Fischfang und der Landwirtschaft. Nach dem großen Tsunami verlegte die Regierung in Zusammenarbeit mit internationalen Hilfsorganisationen ihre Siedlungen weiter ins Landesinnere, ließ Schutzwälle bauen und Schutzstreifen aus schnellwüchsigen Gehölzen und Mangrovenwälder pflanzen.
„Letzteres war falsch“, urteilt Prof. Dr. Georg Cadisch von der Universität Hohenheim. „Diese künstlichen Schutzstreifen trennen die Menschen von ihrer Lebensgrundlage, dem Meer, und bieten aber gleichzeitig keine Alternative.“ Die Folge: Langsam wachsen die Dörfer wieder dem Meer entgegen.
Der Agrarökologe hat nichts gegen Bäume als natürlichen Schutzwall. Aber: „Wirklich sinnvoll sind nur Bäume, die der Bevölkerung einen wirtschaftlichen Nutzen bringen.“ Für ihn und seinen Mitarbeiter Juan Carlos Laso Bayas kommen deshalb Kokos-, Kakao-, oder Kautschukplantagen in Frage. Davon könnten die Menschen leben und sie würden die Bäume dann auch pflegen.

Fluchtwege hinter dem Schutzwall müssen frei bleiben
Tatsächlich seien Schutzwälle aus Bäumen jedoch nur ein kleiner Baustein eines sinnvollen Gesamtkonzepts. „Unsere Modellrechnung zeigt, dass dadurch bei einem neuerlichen Riesen-Tsunami die Zahl der Todesopfer nur um drei bis acht Prozent sinkt“, erklärt Prof. Dr. Cadisch.
Um den Schutz der Bevölkerung noch zu erhöhen, müssten die Fluchtwege ins Landesinnere frei sein. Prof. Dr. Cadisch empfiehlt daher landeinwärts hinter den Dörfern keine Wälder, sondern offene Felder mit Nahrungspflanzen wie Reis oder Erdnüsse: „Die sind einfacher zu überwinden, wenn es schnell gehen muss.“
Ein gute räumliche Planung sei in solchen Fällen besonders wichtig: „Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass dichte hohe Vegetation nicht nur Fluchtwege versperrt. Die umgeknickten Bäume spicken die Flutwelle auch noch mit Trümmerholz, das die fliehende Bevölkerung zusätzlich gefährdet“ erklärt Laso Bayas.

Frühwarnsystem bleibt unverzichtbar
Das aber könne nur funktionieren, wenn die Menschen lernten, die Zeichen der Natur richtig zu deuten. Das könne man aber nicht voraussetzen: „Die Bevölkerungszahl in den Küstenregionen wächst sehr schnell. Viele Menschen wandern aus anderen Gegenden zu“, zitiert Laso Bayas aus seinen Untersuchungen. „Die Zuwanderer wissen zu wenig über das Meer, um früh genug zu erkennen, ob ein Tsunami droht. Denn wenn sich die See zurückzieht, ist es oft schon zu spät.“
Ein Tsunami-Frühwarnsystem mit speziellen Bojen auf hoher See ist also trotz üppiger Küstenvegetation unverzichtbar für den Küstenschutz.

Publikation der Studie
Laso Bayas, J.C., Marohn, C., Dercon, G., Dewi, S., Piepho, H.P., Joshi, L., van Noordwijk, M. und Cadisch, G. (2011) Influence of coastal vegetation on the 2004 tsunami wave impact in west Aceh. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108(46): p. 18612-18617.
Text: Weik / Klebs


Florian Klebs 
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Hohenheim

Via Informationsdienst Wissenschaft

Der Kopernikus der Geowissenschaften: 100 Jahre Wegener-Theorie zur Kontinentverschiebung

Einer gegen alle, hieß es am 6. Januar 1912 auf der Hauptversammlung der Geologischen Vereinigung in Frankfurt am Main. An jenem Tag hielt der damals 31-jährige Meteorologe Alfred Wegener seinen Vortrag über die Entstehung der Ozeane und Kontinente und brachte damit die althergebrachten Vorstellungen ins Wanken. Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) feiert seinen Namenspatron am 100. Jahrestag seiner Theorie. Gemeinsam mit dem Senckenberg Naturmuseum veranstaltet das AWI ein Jubiläumskolloquium am historischen Vortragsort in Frankfurt am Main.

Der wissenschaftliche Auftakt des Jahres 1912 gefiel dem Geologie-Professor Max Semper ganz und gar nicht: "O heiliger Sankt Florian, verschon das Haus, zünd' andere an", tönte der Wissenschaftler. Was war vorgefallen? Wer war der Brandstifter, vor dem Semper warnte?

Der vermeintliche Unhold hieß Alfred Wegener. Der damals 31-jährige Meteorologe und Professor für kosmische Physik an der Universität Marburg hatte auf der Hauptversammlung der Geologischen Vereinigung am 6. Januar 1912 in Frankfurt am Main seine revolutionäre Theorie zur Entstehung der Kontinente und Ozeane vorgestellt. „Der Kern seiner These lautete: Die Großform der Erdoberfläche, genauer gesagt die Verteilung der Kontinente und Ozeane würde sich stetig ändern, weil die Kontinente wanderten“, sagt Dr. Reinhard Krause, Wissenschaftshistoriker am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft. Wegener hatte zudem angenommen, dass die Erdoberfläche, wie wir sie heute kennen, aus einem Urkontinent hervorgegangen sei. Dessen Schollen seien im Laufe der Erdgeschichte auseinandergedriftet und hätten so Kontinente und Ozeane gebildet.

Mit dieser Idee der driftenden Kontinente konnte der junge, eigentlich fachfremde Wissenschaftler damals viele Befunde der Geologen, Paläontologen und der Tier- und Pflanzengeographen zwanglos erklären. Allerdings täuschte sich Wegener, als er annahm, Forscher wie Max Semper würden infolge seines Vortrages ihre alten Theorien zur Entwicklung der Erdoberfläche aufgeben. Maximal noch zehn Jahre gab Wegener den alten Denkansätzen damals. „Am Ende aber verging ein halbes Jahrhundert, bis Wegeners Vorstellungen in Fachkreisen allgemein akzeptiert wurden. Zwar hatten einige Wissenschaftler Wegeners Theorie mit Begeisterung aufgenommen, mehrheitlich aber, speziell in der geologischen Fachwelt, verwehrte man sich ihr“, erklärt Reinhard Krause.

Diese Ablehnung, die durchaus auch gehässige und polemische Formen annahm, war allerdings nicht unbegründet. „Wegener konnte damals keine Kräfte oder Mechanismen benennen, die hinreichend gewesen wären, um die Verschiebung der Kontinente zu bewerkstelligen“, sagt Reinhard Krause. Wegener selbst war dieser Mangel durchaus bewusst, trotzdem zweifelte er nicht an der grundsätzlichen Richtigkeit seiner Thesen. Eines Tages würde der „Newton der Verschiebungstheorie“ noch kommen, schrieb er und machte sich selbst daran, neue und bessere Argumente für seine These zu suchen.

Eine befriedigende Erklärung für den Mechanismus, der die Kontinente in Bewegung hält, aber fand Wegener nicht. Dazu wusste man damals einfach noch zu wenig über den Zustand und die Dynamik des Erdinneren. Wegeners Wissenschaftskollegen brauchten bis zum Anfang der 1960er Jahre, um mit modernen geomagnetischen Untersuchungsmethoden den Sprung von Wegeners Theorie zur heute nachgewiesenen und gültigen Lehrmeinung der Plattentektonik zu meistern. Diese besagt ganz kurz gefasst, dass die Lithosphäre, die äußere, feste Schale der Erde, in starre Platten zerbrochen ist. Diese Platten schwimmen auf den zähflüssigen Gesteinen der darunterliegenden Asthenosphäre und bewegen sich pro Jahr um wenige Zentimeter – und zwar ganz unabhängig voneinander.

Wegener gilt heute als „Vater der Plattentektonik“. „Rückblickend darf man ihn aber auch als den Kopernikus der Geowissenschaften bezeichnen, denn Wegener hat unser Bild von der Erde revolutioniert und dafür am Anfang eine Menge Spott und Häme in Kauf genommen“, sagt Reinhard Krause. Den Durchbruch seiner Theorie konnte der vor allem als Polarforscher bekannte Alfred Wegener jedoch nicht mehr miterleben. Er starb im November 1930 wahrscheinlich an Herzversagen auf dem grönländischen Inlandeis.

Das Alfred-Wegener-Institut würdigt seinen Namenspatron aus Anlass des 100. Jahrestages auf gleich zweifache Weise. Zum einen veranstaltet das Alfred-Wegener-Institut gemeinsam mit dem Senckenberg-Institut am 6. Januar 2012 ein wissenschaftliches Jubiläumskolloquium im Senckenberg Naturmuseum in Frankfurt am Main – also an genau jenem Ort, an dem Wegener vor 100 Jahren seine Theorie verkündet hat. Um 18 Uhr wird dort auch AWI-Wissenschaftshistoriker Dr. Reinhard Krause einen öffentlichen Vortrag über den „Vordenker der Geowissenschaften“ halten.

Zum anderen hat das Alfred-Wegener-Institut einen bisher unbekannten Originalbrief Wegeners erworben und seinem Archiv für deutsche Polarforschung übergeben. In diesem dreiseitigen Schriftstück vom 16. Oktober 1928 antwortet Alfred Wegener einem in Chile wohnenden Deutschen. Dieser hatte Wegener zuvor ein Manuskript mit eigenen Ideen zur Kontinentaldrift-Theorie geschickt und den Wissenschaftler um seine Meinung dazu gebeten. Wegeners Antwortbrief fällt aufgrund fehlender Zeit recht kurz aus. Er entschuldigt sich beim Empfänger mit den Worten: „Ich stehe ... mitten in den Vorbereitungen einer Grönland-Expedition, die ...meine Zeit bis auf die letzte Minute in Anspruch nimmt (...) Ich hoffe, dass sie diesen Zeitmangel als ausreichende Entschuldigung für meine, wie ich selbst fühle, zu kurze ‚Abfertigung’ Ihrer Bitte betrachten werden (...) In größter Hochachtung, Ihr ergebener Prof. Alfred Wegener“.


Sina Löschke 
Communications Department
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung


Via Informationsdienst Wissenschaft

Der Kampf um Rohstoffe im transnationalen Recht

Obwohl viele Entwicklungsländer reich an Rohstoffvorräten sind, führt dieser Reichtum oft weder zu Wirtschaftswachstum noch verbesserten Lebensbedingungen. Welche Verteilung von Kosten und Nutzen der Rohstoffausbeutung sieht das transnationale Rohstoffrecht vor? Kann es zu gerechterer Verteilung beitragen und verhindern, dass Investoren und Konsumenten der Hocheinkommensländer auf Kosten der ärmsten Bevölkerungen von den Rohstoffen der Welt profitieren? Die Frankfurter Juniorprofessorin Dr. Isabel Feichtner untersucht die Verteilungsgerechtigkeit im Rohstoffrecht und berichtet über ihre ersten Recherchen zu diesem Projekt im Wissenschaftsmagazins Forschung Frankfurt (Heft 3/2011).

Rohstoffe sind Bestandteil vieler hochwertiger technologischer Gegenstände, die überwiegend in Hocheinkommens- und Schwellenländern produziert und massenhaft konsumiert werden, aber selten in den Entwicklungsländern, wo viele dieser Rohstoffe lagern. Der Kampf um den Zugang zu Rohstoffvorkommen wird häufig ohne Rücksicht auf Nachhaltigkeit ausgetragen. Korruption und Bestechung sowie die illegale Ausbeutung sind eher die Regel als die Ausnahme. Schließlich sind es auch die Menschen in den ärmsten Ländern, die am meisten unter Preisschwankungen im Rohstoffsektor leiden. Besonders extreme Preisschwankungen sind seit einigen Jahren zu beobachten. Als Grund dafür gilt nicht nur das Wechselspiel von Angebot und Nachfrage, sondern auch die zunehmende Finanzspekulation auf dem Rohstoffmarkt.

„Diese für die Rohstoffwirtschaft typischen Spannungslagen provozieren Fragen, wie sowohl der Zugang als auch Kosten und Nutzen besser verteilt werden können. Ressourcenknappheit, steigender Verbrauch und Klimawandel spitzen die aktuellen Diskussionen um Entwicklungsperspektiven der ärmeren Weltregionen und um Definitionen sozialen Fortschritts zu“, so Feichtner. Darüber hinaus wirft die Geschichte der Industrialisierung und Kolonialisierung Fragen nach der Verantwortlichkeit des Nordens auf. Und auch der Umstand, dass die Rohstoffausbeutung in Entwicklungsländern oft hohe soziale Kosten verursacht, während sie vor allem dem Konsum in Industrienationen und Schwellenländern dient, rückt globale Gerechtigkeit und Verantwortlichkeit in den Fokus.

„Das Recht verhält sich zu diesen Fragen nicht neutral. Vielmehr kann das Rohstoffrecht als Antwort auf den Wettbewerb um Zugang zu Rohstoffen, auf den Kampf um Verteilung aus der Rohstoffwirtschaft resultierender Kosten und Nutzen verstanden werden. Das Recht präsentiert keine einheitliche Antwort, sondern spiegelt die Vielzahl der Akteure und die Unterschiedlichkeit ihrer Interessen wider“, erläutert die Rechtswissenschaftler, die seit 1. Januar 2011 die Juniorprofessur „Law and Economics“ am House of Finance der Goethe-Universität inne hat. Um beurteilen zu können, welche Akteure und welche Interessen sich durchzusetzen vermögen und welchen Stellenwert dabei verschiedene Vorstellungen oder Theorien von Entwicklung einnehmen, will Feichtner die relevanten Normen und Normsetzungsprozesse genau unter die Lupe nehmen.

Dabei wählt die Juristin die Perspektive des transnationalen Rechts. „Das bedeutet, dass der analyserelevante Rechtskorpus aus allen Normen besteht, die auf diesen transnationalen Sachverhalt Anwendung finden. Die Analyse beschränkt sich also nicht auf ein bestimmtes Rechtsregime, wie das Welthandelsrecht, oder einzelne Institutionen, wie Investitionsschiedsgerichte oder die Weltbank. Bei den relevanten Rechtsnormen handelt es sich nicht nur um nationale, regionale und internationale Normen, sondern auch um nichtbindende, freiwillig eingegangene Verpflichtungen von Staaten und Industrie, die aus sogenannten Multistakeholder Initiativen von Regierungen, Zivilgesellschaft und Industrie hervorgehen“, ergänzt Feichtner. Beispiele für solche Initiativen sind der „Kimberley Process“, der sich gegen den illegalen Diamantenhandel von Rebellen richtet, oder die „Extractive Industries Transparency Initiative“, die fordert, dass Investoren ihre Zahlungen an Gaststaaten offenlegen, um damit größere Transparenz bei den Einkünften aus der Ressourcenausbeutung zu erreichen.

Die Rechtsbeziehungen zwischen den rohstoffimportierenden und –exportierenden Staaten sind bis heute vom postkolonialen Völkerrecht geprägt. Beispiele sind das internationale Investitionsschutzrecht oder die Resolution der UN-Generalversammlung zur Souveränität der Staaten über ihre natürlichen Ressourcen. Nach der scharfen Kritik an der neoliberalen Politik der internationalen Finanzinstitutionen beherrschen jetzt Begriffe wie „good governance“, „ownership“ und Nachhaltigkeit die internationale Diskussion. Außerdem scheinen Rohstoffexporteure und –importeure seit einiger Zeit ihr gemeinsames Interesse auf eine stärke Regulierung der Märkte zu richten: Dieses „entpersonalisierte Schreckgespenst“ lasse Rohstoffpreise unkontrollierbar in die Höhe schnellen und wieder fallen. Feichtner weist darauf hin, dass auch die Märkte ein Produkt des Rechts seien und damit nicht den Verantwortlichkeiten echter Akteure entzogen. „Die Rechtswissenschaftler stehen in der Verantwortung, den Beitrag des Rechts zu den globalen Verteilungsungerechtigkeiten, die sich im Bereich der Rohstoffwortschaft ganz besonders deutlich zeigen, zu (er)klären“, schließt die Frankfurter Juniorprofessorin in ihrem Beitrag im Wissenschaftsmagazin Forschung Frankfurt, in dessen jüngster Ausgabe die Aktivitäten der Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler im Zentrum stehen.


Ulrike Jaspers 
Marketing und Kommunikation
Goethe-Universität Frankfurt am Main
 Via Informationsdienst Wissenschaft

Geology rocks!

Natürlich rockt Geologie, wer würde das bestreiten wollen.  Richard Alley ist zwar nicht Johnny Cash, aber er ist auch ziemlich cool. So einen Prof wünscht man sich gerne. Aus der Rubrik: gesungene Geologie




via Geoversum, mit besonderem Dank an tepui und Johannes

Dienstag, 20. Dezember 2011

Wie entstehen Tsunamis vor Süditalien?

Kieler Geophysiker untersuchen Kontinentalhänge in der Straße von Messina
- Gemeinsame Pressemitteilung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) und des Kieler Exzellenzclusters "Ozean der Zukunft" -


Geophysiker des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) und des Kieler Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ untersuchen von Ende Dezember 2011 bis Mitte Januar 2012 mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR die Ursachen für Erdbeben und Tsunamis an den Kontinentalhängen des Mittelmeeres vor dem südlichen Italien. Die genauere Kenntnis dieser Prozesse soll künftig dabei helfen, die Risiken solcher Naturkatastrophen besser abschätzen zu können.

Am 28. Dezember 1908 bebte in Italien die Erde. Kurze Zeit später überrollte ein Tsunami die Südküste Italiens. Über 80.000 Menschen starben in der Region um die Hafenstadt Messina. Doch das Messina Erdbeben ist nur eines von vielen Beispielen für Naturkatastrophen, die sich in der Region immer wieder ereignen. Schätzungsweise zehn Prozent aller Tsunamis weltweit ereignen sich im Mittelmeer. Die Kontinentalhänge vor dem südlichen Italien liegen an sich aufeinander zubewegenden Erdplatten. Das hat häufige Vulkanausbrüche und Erdbeben zur Folge. Bislang ist jedoch unklar, ob die entstehenden Tsunamis von großen Hangrutschungen oder von der vertikalen Bewegung des Meeresbodens an Störungen ausgelöst werden. Auch die Häufigkeit von Hangrutschungen ist bislang unbekannt. „Um die Ursachen solcher Katastrophen besser nachvollziehen zu können, wollen wir das Gebiet gründlicher untersuchen und Daten über seismische Aktivitäten und die Struktur des Sediments gewinnen“, benennt Professor Dr. Sebastian Krastel vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) die Ziele einer Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR, die von Ende Dezember 2011 bis Mitte Januar 2012 in die Gewässer vor der südlichen Küste Italiens führt. Professor Krastel leitet im Kieler Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“ eine Arbeitsgruppe, die sich speziell mit submarinen Naturgefahren befasst.

Während der Ausfahrt wollen die Wissenschaftler den Meeresboden in drei Gebieten, der Straße von Messina, vor dem östlichen Sizilien und im Gioia Becken, untersuchen. Dazu nutzen sie ein am IFM-GEOMAR entwickeltes Seismik-System, das 3D-Abbilder von der Schichtung des Meeresbodens erstellen kann. Zusätzlich werden sie Sedimentproben vom Meeresboden nehmen. Mit Hilfe der Daten wollen die Forscher Erkenntnisse über die Position und den Charakter vulkanischer und nicht-vulkanischer Hangrutschungen sammeln und Bruchstellen im Gestein identifizieren, die häufig mit Erdbeben einhergehen. Unterstützt werden Professor Dr. Krastel und sein Team dabei von italienischen Kooperationspartnern, deren Untersuchungen zur Topographie des Meeresbodens in der Region die Grundlage für die Auswahl der drei Forschungsgebiete waren.

„Oft hat man den Eindruck Naturkatastrophen wie Tsunamis geschehen nur am anderen Ende der Welt. Doch auch in Europa gibt es ein Gefahrenpotential, das wir besser kennen und verstehen müssen. Immerhin leben 160 Millionen Menschen an den Mittelmeerküsten und jedes Jahr machen 140 Millionen Menschen an diesen Küsten Urlaub“, betont der Kieler Geophysiker.


Friederike Balzereit 
Kieler Exzellenzcluster Ozean der Zukunft
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Via Informationsdienst Wissenschaft

Rotation der Erde erstmals unmittelbar gemessen

Einer Gruppe um Forscher der Technischen Universität München (TUM) ist es als ersten gelungen, mit Labormessungen die Schwankungen der Erdachse zu bestimmen. Sie haben dazu in einem Untergrundlabor den weltweit stabilsten Ringlaser konstruiert, an dessen Verhalten sie Veränderungen der Erdrotation ablesen. Bislang können Wissenschaftler auf die Wanderungen der Polachse nur indirekt über die Richtung zu Fixpunkten im All schließen. Die Lage der Achse und die Drehgeschwindigkeit zu messen, ist Voraussetzung für die exakte Bestimmung einzelner Punkte auf der Erde, etwa für moderne Navigationssysteme. Die American Physical Society hat die Arbeit als Exceptional Research Spotlight eingestuft.

Die Erde schlingert. Wie bei einem Brummkreisel, den man antippt, schwankt die Lage ihrer Rotationsachse im Raum, weil die Gravitation von Sonne und Mond auf sie wirkt. Gleichzeitig ändert sich auch die Position der Rotationsachse auf der Erde permanent: Zum einen verursachen Ozeanbewegungen, Wind und Luftdruck eine Bewegung der Pole, die rund 435 Tage dauert – ein nach seinem Entdecker „Chandler Wobble“ getauftes Phänomen. Zum anderen ändert sich die Position im Laufe eines Jahres, weil die Erde auf einer elliptischen Bahn um die Sonne rast – der „Annual Wobble“. Die beiden Effekte ergeben eine unregelmäßige Wanderung der Erdachse auf einer kreisähnlichen Linie mit einem Radius von maximal sechs Metern.

Diese Schwankungen zu erfassen, ist entscheidend für ein zuverlässiges Koordinatensystem und damit für den Betrieb von Navigationssystemen oder die Vorhersage von Bahnen in der Raumfahrt. „Einen Punkt für die GPS-Ortung zentimetergenau zu bestimmen, ist ein hochdynamischer Vorgang – schließlich bewegen wir uns in unseren Breiten pro Sekunde um circa 350 Meter nach Osten“, sagt Prof. Karl Ulrich Schreiber, der in der Forschungseinrichtung Satellitengeodäsie der TUM das Projekt geleitet hat. Bislang sind weltweit 30 Radioteleskope im Einsatz, um die Lage der Achse im Raum und die Drehgeschwindigkeit der Erde in einem aufwendigen Prozess zu berechnen. Abwechselnd messen acht bis zwölf von ihnen jeden Montag und Donnerstag die Richtung zu bestimmten Quasaren. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich die Position dieser Galaxiekerne nicht ändert und sie deshalb als Fixpunkte dienen können. An dem Verfahren beteiligt ist das Geodätische Observatorium Wettzell, das die TU München und das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) betreiben.

Mitte der 90er Jahre haben sich Wissenschaftler von TUM und BKG gemeinsam mit Forschern der neuseeländischen University of Canterbury vorgenommen, eine Methode zu entwickeln, die eine weniger aufwendige und eine kontinuierliche Bestimmung des Chandler und des Annual Wobble ermöglicht. „Außerdem wollten wir mit einer Alternative systematische Fehler ausschließen“, sagt Schreiber. „Schließlich wäre es ja möglich, dass die angenommenen Fixpunkte gar keine sind.“ Die Wissenschaftler hatten die Idee, zu diesem Zweck einen Ringlaser zu konstruieren, wie er in Flugzeugen zur Navigation verwendet wird – nur millionenfach genauer. „Damals sind wir beinahe ausgelacht worden, weil dies kaum jemand für möglich hielt“, erzählt Schreiber.

Doch Ende der 90er Jahre ging auf dem Gelände des Wettzeller Observatoriums der heute weltweit stabilste Ringlaser in Bau. Zwei Lichtstrahlen durchlaufen in entgegengesetzten Richtungen eine quadratisch angeordnete Bahn mit Spiegeln in den Ecken, die in sich geschlossen ist (daher die Bezeichnung Ringlaser). Dreht sich eine solche Apparatur, hat der Laserstrahl in der Drehrichtung einen längeren Weg als der gegenläufige. Die Strahlen passen daraufhin ihre Wellenlänge an, die optische Frequenz ändert sich. Aus dieser Differenz kann man auf die Drehgeschwindigkeit schließen. In Wettzell dreht sich nicht der Ringlaser selbst, sondern nur die Erde. Die vier mal vier Meter lange Konstruktion ist in einem massiven Betonpfeiler verankert, der wiederum in rund sechs Metern Tiefe auf massiven Fels der Erdkruste gegründet ist, damit ausschließlich die Erdrotation auf die Laserstrahlen wirkt.

Wie die Drehung der Erde das Licht beeinflusst, ist abhängig vom Standort des Lasers: „Stünden wir am Pol, wären Drehachse der Erde und Drehachse des Lasers identisch und wir würden die Drehgeschwindigkeit eins zu eins sehen“, erklärt Schreiber. „Am Äquator dagegen würde der Lichtstrahl gar nicht merken, dass sich die Erde dreht.“ Die Wissenschaftler müssen deshalb die Position des Wettzeller Lasers auf dem 49. Breitengrad berücksichtigen. Ändert sich nun die Achse der Erdrotation, ändert sich auch das, was die Forscher von der Drehgeschwindigkeit sehen. Die Veränderungen im Verhalten des Lichts zeigen also die Schwankungen der Erdachse an.

„Das Prinzip ist einfach“, sagt Schreiber. „Die große Schwierigkeit bestand darin, den Laser so stabil zu halten, dass wir ein solch schwaches geophysisches Signal störungsfrei messen können – und das über Monate.“ Das heißt, die Wissenschaftler mussten Änderungen in den Frequenzen ausschließen, die nicht von der Drehbewegung der Erde, sondern von Umwelteinflüssen wie Luftdruck und Temperatur herrühren. Ihre wichtigsten Instrumente: eine Glaskeramikplatte und eine Druckkabine. Auf die neun Tonnen schwere Platte aus Zerodur haben die Forscher den Ringlaser montiert, auch die balkenartigen Halterungen wurden aus dem Werkstoff gefertigt. Dieser hat den großen Vorteil, auf Temperaturänderungen kaum zu reagieren. Geschützt wird die Konstruktion durch die Druckkabine. Sie registriert Änderungen des Luftdrucks und der Temperatur von 12 Grad und steuert automatisch gegen. Um solche Einflüsse von vornherein gering zu halten, liegt das Labor in fünf Metern Tiefe, nach oben hin isoliert mit Schichten aus Styrodur und Ton sowie einem vier Meter hohen Erdhügel. Die Wissenschaftler müssen durch einen 20 Meter langen Tunnel mit fünf Kühlraumtüren und einer Schleuse gehen, um zum Laser zu gelangen.

Unter diesen Bedingungen ist es den Forschern gelungen, die aus den Messungen der Radioteleskope stammenden Daten zur Ausprägung des Chandler Wobble und des Annual Wobble zu bestätigen. Ihr nächstes Ziel ist nun zum einen, die Genauigkeit der Konstruktion so zu erhöhen, dass sie Veränderungen der Erdrotationsgeschwindigkeit eines einzelnen Tages erfassen kann. Zum anderen wollen sie Ringlaser für einen dauerhaften Betrieb rüsten, bei dem die Apparatur auch über Jahre keine Abweichungen produziert. Karl Ulrich Schreiber: „Salopp gesagt: Wir wollen künftig mal eben in den Keller gehen können und nachschauen, wie schnell sich die Erde gerade dreht.“

Publikation:
Schreiber, K. U.; Klügel, T.; Wells, J.-P. R.; Hurst, R. B.; Gebauer, A.: How to detect the Chandler and the annual wobble of the Earth with a large ring laser gyroscope; Physical Review Letters, Vol. 107, Nr. 17, EID 173904, American Physical Society, ISSN 0031-9007, DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.173904, 2011

Exceptional Research Spotlight der American Physical Society:
http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.107.173904

Dr. Ulrich Marsch 
Corporate Communications Center
Technische Universität München

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Montag, 19. Dezember 2011

Radioaktive Abfälle: Lagerzeiten deutlich verkürzen

Langlebige Transurane lassen sich durch Beschuss mit Neutronen in radioaktive Elemente mit deutlich kürzerer Halbwertszeit umwandeln. Dazu benötigt man Beschleuniger, an deren Entwicklung auch Physiker der Goethe-Universität beteiligt sind. Im belgischen Mol laufen die Vorbereitungen für den Bau einer europäischen Demonstrationsanlage. 

Global gesehen ist in den nächsten Jahrzehnten mit einem massiven Ausbau der Kernenergie zu rechnen, so dass der radioaktive Abfall weiter anwachsen wird. Eine vielversprechende Möglichkeit, die extrem langen Halbwertszeiten von einigen Millionen Jahren auf wenige Hundert Jahre zu verkürzen, ist die Transmutation: Durch die Bestrahlung mit schnellen Neutronen können Transurane wie Plutonium in Elemente mit einer kürzeren Halbwertszeit umgewandelt werden. Physiker des Instituts für Angewandte Physik der Goethe-Universität beteiligten sich führend an der Konstruktion eines Beschleunigers, der die dazu benötigten Neutronen auf wirtschaftliche Weise erzeugt. Darüber berichtet Privatdozent Dr. Holger Podlech in der soeben erschienenen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Forschung Frankfurt /3/2011).

Unter den radioaktiven Abfällen stellen die Transurane das größte Gefahrenpotenzial dar: Sie sind chemisch hochgiftig und ihre Strahlung zerstört biologisches Gewebe. Unbehandelte abgebrannte Brennelemente müssen dementsprechend für Millionen von Jahren endgelagert werden. Allerdings gibt es weltweit kein einziges genehmigtes Endlager, noch ist die gesellschaftliche Akzeptanz dafür gegeben. Eine Lösung könnte die Transmutation sein: Bestrahlt man nämlich die Transurane mit schnellen Neutronen, werden sie in wesentlich kurzlebigere Isotope umgewandelt.

„Neutronen sind gewissermaßen der Schlüssel zur modernen Alchimie. Wir wandeln nicht Metalle in Gold um, sondern hochtoxische in weniger toxische radioaktive Elemente“, erläutert Privatdozent Holger Podlech. „Die sind dann nicht gefährlicher als natürlich vorkommendes Uranerz.“ Die Lagerzeit kann entsprechend um einen Faktor 10.000 verkürzt werden, was die Zeitskala von geologischen zu historischen Dimensionen verschiebt. Darüber hinaus können die transmutierten radioaktiven Elemente erneut zur Energiegewinnung genutzt werden, was einen nachhaltigen Umgang mit den knapper werdenden Ressourcen ermöglicht.

Wie ein geeigneter Reaktor samt Beschleuniger für die Transmutation beschaffen sein muss, ist in den letzten Jahren im Rahmen der Europäischen Studie EUROTRANS untersucht worden. Seit März 2011 laufen die dreijährigen Vorbereitungen für den Bau der Demonstrationsanlage im belgischen Mol. Es handelt sich um einen supraleitenden Linearbeschleuniger von 250 Metern Länge und einer Beschleunigungsspannung von 600 Millionen Volt. Das Institut für Angewandte Physik der Goethe-Universität ist als weltweit führendes Labor für Niederenergie-Beschleuniger verantwortlich für die Entwicklung des 17 Mega-Elektronen-Volt Injektors, in dem die Neutronen erzeugt werden. Dieses MYRRHA (Multi Purpose Hybrid Reactor for High Tech Applications) genannte Projekt mit Baukosten von einer Milliarde Euro soll die großtechnische Machbarkeit der Transmutation zeigen. Eine zukünftige industrielle Transmutationsanlage (EFIT, European Facility for Industrial Transmutation) hätte etwa die zehnfache Leistung und könnte den Abfall von bis zu zehn Kernkraftwerken gleichzeitig entsorgen.

In Internet: http://www.forschung-frankfurt.uni-frankfurt.de/2011/index.html
Informationen: Privatdozent Dr. Holger Podlech, Institut für Angewandte Physik, Campus Riedberg, Tel: (069) 798- 47453; H.Podlech(at)iap.uni-frankfurt.de


Kostenlose Bestellung der Printausgabe per Mail an: ott(at)pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy 
Marketing und Kommunikation
Goethe-Universität Frankfurt am Main

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Simon's Cat in 'Fowl Play'

Sowas nennt die Katz einen guten und gerechten Tausch...

Space Shuttle Era: External Tank and Solid Rocket Boosters

Dienstag, 13. Dezember 2011

Die Münsterquelle ist ein Märchen

RWTH-Hydrogeologen schließen eine römische Quelle unter dem Dom endgültig aus

Die Dom- oder Münsterquelle hat es nie gegeben. Diese irrtümliche Annahme, die auf den Funden einer römischen Badeanlage beim Neubau der Ungarnkapelle 1755 beruht, wurde nunmehr widerlegt. Wie Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Thomas R. Rüde vom Lehr- und Forschungsgebiet Hydrogeologie im gerade erschienen Band 1 der Aachener Stadtgeschichte darlegt, konnten Bohrungen während der Restaurierungsarbeiten am Dom in den letzten beiden Jahren eindeutig nachweisen, dass die Thermalwasser führenden Kalksteinschichten über 7 Meter unter dem Fußboden des Domes und mehr als 4 Meter unter dem Bodenniveau der Römer lagen. „Es ist demnach unmöglich, dass unter der Ungarnkapelle jemals eine Thermalquelle gewesen ist, die die Römer hätten fassen können“, schreibt Lydia Seiffert dazu in ihrer Bachelor-Arbeit „Oberflächennahe Gesteine unter dem Dom zu Aachen und die Frage der thermalen Domquelle“.

Beim Neubau der Ungarnkapelle 1755 waren im Untergrund römische Mauerreste entdeckt worden. Nachdem lange über eine Zuordnung dieser Funde gerätselt worden war, interpretierte 1952/53 Hans Christ diese Funde als eine römische Quellfassung, von der aus benachbarte Badehäuser mit Wasser versorgt worden sein sollen. Erst im Zuge der archäologischen Grabungen unter der Bodenplatte des Oktogons und damit an der Thermalanlage unter dem Dom in den Jahren 2007 bis 2009 konnten auch geologische Untersuchungen dazu vorgenommen werden. Insgesamt wurden 13 Bohrungen im Umgang des Oktogons abgeteuft. Dabei konnten frühere Forschungen bestätigt werden, dass nämlich unter dem Dom durchaus Kalksteinbänke liegen, die bisher nur unter der Chorhalle bekannt waren. „Nur dort trifft man auf den Hauptquellenkalkzug, aus dem an anderen Stellen in Aachen Termalquellen hervortreten“, erläutert Lydia Seiffert. Die Kalksteine unter dem Oktogon werden aber von anderen Ablagerungen bedeckt - das Thermalwasser verblieb deshalb tief im Boden. Das erstmals sicher unter dem Oktogon an einer Stelle nachgewiesene Thermalwasser wurde erst in einer Tiefe von 7,23 Meter zur Fußbodenoberkante des Domes und damit 4,80 Meter unter Bezugsniveau der Römer erbohrt. „Es liegt viel zu tief unter dem Boden, um von den Römern genutzt worden zu sein“, schlussfolgert Lydia Seiffert.

Die römischen Funde unter der Ungarnkapelle erweisen sich nach den jüngsten archäologischen Interpretationen vielmehr als ein Hypokaustum - eine Art Fußbodenheizung, mit der etwa der Ruheraum eines Badekomplexes beheizt wurde. Aufgrund von archäologisch seit dem späten 19. Jahrhundert gesicherten Rohrleitungen nehmen die Experten um den Stadtarchäologen Andreas Schaub inzwischen an, dass die Münsterthermen von der höher gelegenen Quirinusquelle gespeist wurden. „Damit decken sich die Ergebnisse von Archäologie und Geologie“, fasst Professor Rüde zusammen. „Eine Domquelle hat es leider nie gegeben.“
Thomas von Salzen 
Pressestelle
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
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Die Gehirnform zeigt: Homo sapiens verfügt über besseren Geruchssinn als der Neandertaler

Internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Tübingen sowie der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung belegt mit 3D-Rekonstruktionen Unterschiede in der Gehirnform hinsichtlich des Geruchssinnes.

Unabhängig voneinander haben Neandertaler und der moderne Mensch Gehirne gleicher Größe entwickelt. Allerdings weisen Unterschiede der Gehirnform auf einen unterschiedlichen Hirnaufbau hin, der Auswirkungen auf Verhalten und Wahrnehmung haben kann. Ein internationales For-scherteam hat modernste medizinische bildgebende Methoden und Techniken der dreidimensionalen Computerrekonstruktion (3D-Morphometrie) eingesetzt, um die inneren Strukturen fossiler menschlicher Schädel zu erschließen. Dadurch konnte anhand der anatomischen Form der Schädelbasis auch die Gehirnform erkannt werden. Die Arbeiten wurden unter der Leitung des Spanischen Museums für Naturwissenschaften und mit Beteiligung von Prof. Dr. Katerina Harvati von der Universität Tübingen und dem dort angesiedelten Senckenberg Center for Human Evolution and Paleoecology durchgeführt. Sie werden in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht (DOI 10.1038/ncomms1593)
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Die Analysen zeigen, dass sowohl die für Sprachfähigkeit, Gedächtnis und soziale Fähigkeiten wichtigen Gehirnregionen, als auch die für den Geruchssinn verantwortliche Region, der Riechkolben (Bulbus olfactorius), beim Homo sapiens größer sind als bei Neandertalern. „Die Gehirnstrukturen, die Geruchsinformationen empfangen, sind bei Homo sapiens ungefähr 12 Prozent größer als bei Neandertalern“, stellen die Autoren fest. Diese Ergebnisse könnten wichtige Anhaltspunkte hinsichtlich des Geruchsvermögens und des menschlichen Verhaltens ergeben.

Der Geruchssinn ist einer der ältesten Sinne in der Entwicklungsgeschichte der Wirbeltiere. Während die Umweltinformationen zu den anderen Sinnen im Gehirn erst durch kortikale Filter dringen müssen, gelangen Geruchsinformationen ohne Umweg direkt zu den höchsten Gehirnregionen, die für die Verarbeitung von Gefühlen, Ängsten, Erinnerungen, Vergnügen und sexuelle Anziehung verantwortlich sind.“ Der Geruchssinn ist mehr als alle anderen Sinne direkt mit Erinnerungen verbunden. Dies erklärt, warum bestimmte Gerüche sofort starke Gefühle in Bezug auf vergangene Ereignisse oder bestimmte Personen hervorrufen”, erklärt Katerina Harvati.

Die Größenzunahme in den für das Geruchsvermögen zuständigen Gehirnregionen beim Homo sapiens kann auf einen verbesserten Geruchssinn hinweisen, der wiederum mit der Entwicklung sozialer Fähigkeiten, wie z. B. der Wahrnehmung familiärer Zusammengehörigkeit, des verstärk-ten Gruppenzusammenhaltes und sozialen Lernens, in engem Zusammenhang steht. “Im Ge-gensatz zu anderen Säugetierarten, wurde das Geruchsvermögen bei Primaten und Menschen bisher als ein relativ unbedeutender Wahrnehmungssinn angesehen. Unsere Untersuchungen zeigen, dass die Bedeutung des Geruchssinnes in der Entwicklung unserer eigenen Art, vor allem hinsichtlich der sozialen Evolution, neu beurteilt werden muss“, ergänzt Harvati.


Michael Seifert 
Hochschulkommunikation
Eberhard Karls Universität Tübingen

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Freitag, 9. Dezember 2011

Reminder: EMPG2012 abstract deadline in one week

On Friday, 16th December 2011 the deadline of the EMPG 2012 conference (Experimental Mineralogy, Petrology and Geochemistry) in Kiel, Germany is approaching. So you have only 7 days left to submit your abstract.

For abstract submission, registration and further information, please go to the EMPG website:
http://www.empg2012.uni-kiel.de/

List of sessions:

S01 Cosmochemistry: planet formation, planets, planetary interior, meteorites and solar system materials : Michael Walter

S02 Deep Earth: phase equilibria, mineral stability, partial melting, and redox conditions : Stephan Klemme, Arno Rohrbach

S03 Subduction zones processes: element solubility, partitioning and isotopic fractionationin melts and fluids: Kevin Klimm, Ralf Halama

S04 Magmatic processes and volcanic systems: Oliver Beermann

S05 Experimental and numerical approaches of volatiles speciation in minerals, melts, hydrous magmatism and fluid processes : Roland Stalder, Jannick Ingrin

S06 Deformation processes, transport properties, reaction mechanisms and kinetics: combining experimental (HP/HT) and numerical aspects : Bastian Joachim, Ralf Milke, Patrick Cordier, Florian Heidelbach

S07 Melting, chemical and physical properties of melts and glasses: Harald Behrens

S08 Mineral interfaces and interfacial processes, biomineralisation, mineral surface properties and solution chemistry:  Wolfgang Bach

S09
New approaches to study mineral kinetics and texture forming processes: Thomas Müller, Ralf Dohmen

S10
Phase equilibria, mineral chemistry and redox conditions: Max Wilke

S11 Frontiers in computational geochemistry: Gerd Steinle-Neumann

S12 Frontiers and new developments in experimental methods and high pressure technologies: Dan Frost

S13 Clues from mineralogy for the exploration and disposal of energy-related and hazardous materials: Hartmut Schlenz

S14 Carbon dioxide capture and storage: Katja Beier

S15 Environmental geochemistry, applied mineralogy, natural resources and geomaterials:  Klaus-Dieter Grevel

S16 Open session: Philip Kegler

Mittwoch, 7. Dezember 2011

Donnerstag, 1. Dezember 2011

Erdbeben: Wasser als Schmiermittel

Wechsel zwischen Gleiten und Verhaken in der San Andreas-Verwerfung
Geophysiker aus Potsdam haben einen Wirkungsmechanismus nachgewiesen, der die ungleichmäßige Verteilung von starken Erdbeben in der San Andreas-Verwerfung erklären kann. Wie das Wissenschaftsmagazin „Nature“ in seiner neuesten Ausgabe berichtet, untersuchten sie dazu die elektrische Leitfähigkeit des Gesteins bis in große Tiefen, die eng mit dem Wassergehalt der Gesteine verbunden ist. Aus dem Muster von Leitfähigkeit und seismischer Aktivität ließ sich folgern, dass Gesteinswässer wie ein Schmiermittel wirken.
Jährlich wandert Los Angeles rund sechs Zentimeter auf San Francisco zu, weil die Pazifische Platte, auf der Los Angeles sitzt, sich nach Norden bewegt, parallel zur Nordamerikanischen Platte mit San Francisco. Das jedoch ist nur der Mittelwert. In einigen Bereichen der Verwerfung ist diese Bewegung fast stetig, während sich andere Bereiche verhaken, um sich dann mit starken Erdbeben ruckartig um mehrere Meter gegeneinander zu verschieben. Beim San Francisco-Erdbeben von 1906 wurde dieser schlagartige Versatz auf sechs Meter berechnet.
Die San Andreas-Verwerfung wirkt als Nahtstelle der Erde durch die gesamte Erdkruste bis in den Erdmantel hinein. Den Geophysikern vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ ist es gelungen, diese Grenzfläche bis in große Tiefen abzubilden und einen Zusammenhang zwischen Vorgängen in der Tiefe und den Prozessen an der Erdoberfläche herzustellen. „Im Abbild der elektrischen Leitfähigkeit wird deutlich, dass Gesteinswässer aus Tiefen des oberen Erdmantels, d.h. zwischen 20 und 40 Kilometern bis in oberflächennahe Bereiche des kriechenden Teils der Verwerfung eindringen können, während diese Wässer in den anderen Bereichen von einer undurchlässigen Deckschicht am Aufstieg gehindert werden“, sagt dazu Dr. Oliver Ritter vom GFZ. „Wo Fluide aufsteigen können, wird ein Gleiten der Platten begünstigt.“
Diese Ergebnisse legen nahe, dass es auch in der Tiefe große Unterschiede in den mechanischen und stofflichen Eigenschaften entlang der Störung gibt. So scheinen die sogenannten Tremor-Signale an Bereiche unterhalb der San Andreas Verwerfung gekoppelt zu sein, in denen die Fluide eingeschlossen sind. Mit Tremor werden niederfrequente Erschütterungen bezeichnet, die nicht mit Bruchvorgängen einhergehen, wie sie für normale Erdbeben typisch sind. Die Beobachtungen stützen die Annahme, dass Fluide bei der Entstehung von Erdbeben eine wichtige Rolle spielen.

M. Becken et al., “Correlation between deep fluids, tremor and creep
along the central San Andreas fault”, Nature No. 480, Dez. 2011, pp. 87-90
http://dx.doi.org/10.1038/nature10609
  
Dipl.Met. Franz Ossing  
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
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Mittwoch, 30. November 2011

James Randi - Why Skepticism Matters

In diesem Video erklärt James Randi, warum Skeptizismus uns alle angeht.


Planet Formation and Evolution 2012

First Announcement
We are pleased to announce the conference
"Planet Formation and Evolution 2012"
which will take place during
September 3 - 7, 2012 at the Ludwig-Maximilians Universität, Munich.

Stimulated by the discovery of more than 700 extrasolar planets and recent solar system observations, planet formation and the subsequent evolution of planetary systems has received the highest attention of the scientific community. Following the tradition of previous workshops in this series, this 8th Workshop on Planet Formation and Evolution will bring together scientists from various theoretical, observational and experimental fields and aims to stimulate interdisciplinary discussion between astronomy, astrobiology, planetary science, mineralogy, laboratory work, and other adjacent fields.


Topics that will be covered include:
Solar System Studies
Extrasolar Planetary Systems
Planet Formation
Physics and Evolution of Protoplanetary Disks
Laboratory Work on Planet Formation
Evolution of Planetary Systems
Planetary Atmospheres

Scientific Organizing Committee
Barbara Ercolano (USM, Co-Chair) & Thomas Preibisch (USM, Co-Chair)
Til Birnstiel (USM)
Stefan Dreizler (Göttingen)
Cornelis Dullemond (Heidelberg)
Lisa Kaltenegger (Heidelberg)
Wilhelm Kley (Tübingen)
Andreas Pack (Göttingen)
Gerhard Wurm (Duisburg-Essen)
Mark Wyatt (Cambridge)

Registration
Registration will open in spring 2012. Since we are limited to a maximum of 200 participants (due to the capacity of the lecture hall), early registration is recommended. In the tradition of the former Planet Formation workshops, we plan a low-cost workshop with no printed proceedings and no conference fee.

http://www.usm.uni-muenchen.de/people/preibisch/planets2012/

Montag, 28. November 2011

Knapp eine Million Euro für bodenwissenschaftliche Forschung

Das Befahren von Waldböden bewirkt Verdichtungen, die die Funktionsfähigkeit der Böden stark beeinträchtigen können. Es wird geschätzt, dass allein in Niedersachsen bis zu vier Prozent der Landesfläche von diesem Problem betroffen sind. Um die Bodenfunktionen auf diesen Flächen, den sogenannten Rückegassen, nachhaltig zu sichern, werden Wissenschaftler der Hochschule Osnabrück und der Hochschule für Angewandte Wissenschaft und Kunst (HAWK) Hildesheim/ Holzminden/Göttingen gemeinsam praktische und planerische Maßnahmen entwickeln – angefangen von der Schadensregeneration bis zur landschaftsplanerischen Bewertung.
Für diesen Forschungsschwerpunkt hat die VolkswagenStiftung soeben Mittel in Höhe von 925.000 Euro bewilligt. Das Projekt unter dem Kurztitel RÜWOLA läuft von 2012 bis 2016. Fünf Professoren der Hochschule Osnabrück forschen zusammen mit vier Kollegen der HAWK. Sprecher ist der Osnabrücker Bodenwissenschaftler Prof. Dr. Heinz-Christian Fründ, sein Stellvertreter ist der Göttinger Forstbodenkundler Prof. Dr. Thorsten Gaertig.
„RÜWOLA geht bei der Forschungsvernetzung zwischen niedersächsischen Fachhochschulen voran“, sagt der Osnabrücker Vizepräsident für Forschung, Prof. Dr. Peter Seifert. Die Hochschule Osnabrück erhalte Anschluss an die forstwirtschaftliche Kompetenz in der HAWK und bringe als eigene herausragende Kompetenzbereiche Bodenwissenschaften und Landschaftsentwicklung in den Forschungsschwerpunkt ein.
“Die systematische Entwicklung des natürlichen Potenzials der Rückegassen ist ein spannender und bisher vernachlässigter Aspekt der Bodennutzung im Wald. Ich freue mich, dass wir nun grünes Licht bekommen haben, dieses Thema zusammen mit unseren sehr interessierten Kooperationspartnern anzugehen“, sagt Fründ.
Die Osnabrücker Mitglieder des interdisziplinären Teams sind die Professoren Rainer Blohm (Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik) und Olaf Hemker, Henning Schacht und Hubertus von Dressler (alle Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur). Kooperationspartner aus Wirtschaft und Praxis sind unter anderem die Niedersächsischen Landesforsten, die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt, Forst-Dienstleistungsbetriebe und die Landkreise Northeim und Göttingen.
RÜWOLA wird im Rahmen der Schwerpunktbildung angewandter Forschung an niedersächsischen Fachhochschulen gefördert und schließt drei Graduiertenstipendien ein. Die Promotionen erfolgen in Kooperation mit den Universitäten Freiburg, Trier und Dresden.

Das Forschungsprojekt
Das Befahren von Waldböden bewirkt Bodenschäden, die die Standortqualität nachhaltig beeinträchtigen können. Da jedoch der Einsatz von fahrenden Forstmaschinen für eine rationelle Waldbewirtschaftung unvermeidlich ist, haben Forstverwaltungen dauerhafte Befahrungslinien („Rückegassen“) eingerichtet, die in Niedersachsen zwei bis vier Prozent der Landesfläche ausmachen. Die Rückegassen zählen zur produktiven Holzbodenfläche, allerdings mit erheblicher Einschränkung von Bodenfunktionen.
Hier setzt das Forschungsprojekt RÜWOLA an. Es integriert verschiedene Aspekte, insbesondere die Schadensregeneration und die landschaftsplanerische Bewertung, und verfolgt damit einen innovativen Ansatz zum Umgang mit dem Problem der forstwirtschaftlich unumgänglichen Befahrung von Waldböden.
Ziel ist, unter dem Aspekt Schadensvermeidung die Wirkung wurzelintensiver Pflanzen auf die Tragfähigkeit der Böden bei Belastung durch Forstmaschinen zu prüfen sowie das natürliche Regenerationspotenzial der Böden systematisch zu erfassen und standortangepasste Verfahren zur biotechnischen Unterstützung der Waldbodenregeneration zu entwickeln. Darüber hinaus wird die Möglichkeit einer zusätzlichen Wertschöpfung von sich regenerierenden Rückegassen geprüft. Ein wesentlicher Bestandteil des Vorhabens ist die Abstimmung der Maßnahmen mit ökonomischen, ökologischen und sozialen Belangen.
In einem interdisziplinären Ansatz unter Beteiligung von Landschaftsplanern und Forstökonomen sollen aus den Ergebnissen der Teilprojekte planerische Gestaltungsspielräume identifiziert werden, um Verfahren für die Optimierung der Wald-Feinerschließung unter Beachtung des Bodenschutzes entwickeln zu können.

Dr. Viola Düwert 
Geschäftsbereich Kommunikation, Presse- und Informationsstelle
Hochschule Osnabrück
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Das Geheimnis der Weihnachtsinsel

– Kieler Meeresforscher entdecken bisher unbekannte Prozesse im Erdmantel–

Wenn es um die Entstehung von Vulkaninseln wie Hawaii geht, wird meistens die sogenannte Hotspot-Theorie zu Rate gezogen. Doch es gibt ozeanische Vulkane, die nicht in das Bild passen und bisher rätselhaft geblieben sind. Dazu gehören die erloschenen Unterwasservulkane rund um die Weihnachtsinsel im Indischen Ozean. Kieler Meeresforscher haben einen Teil des Rätsels gelüftet. Ihre Entdeckungen erscheinen in der aktuellen Ausgabe der internationalen Fachzeitschrift „Nature Geoscience“.
Wie Perlen auf einer Schnur – so liegen Vulkaninseln oder Unterwasservulkane in den Ozeanen oft nebeneinander. Derartige Vulkanketten, wie beispielsweise das Hawaii Archipel, lassen sich mit dem sogenannten Hotspot-Modell erklären. An einem festen Ort, dem Hotspot, dringt heißes Material aus dem Erdinneren durch die ozeanische Erdkruste und bildet auf ihr einen Vulkan. Da sich die Erdplatten über dem Hotspot bewegen, bewegt sich auch der Vulkankegel irgendwann vom Hotspot fort. Er erhält keinen Lava-Nachschub mehr und erlischt, während sich direkt über dem Hotspot ein neuer Vulkan bildet. Im Laufe der Jahrmillionen entsteht so eine ganze Kette erloschener Vulkankegel, die die Bewegungsrichtung der jeweiligen Erdplatte anzeigt. Doch dieses einfache und schlüssige Modell lässt sich nicht auf alle Unterwasservulkane anwenden. „Die Entstehung der Christmas Island Seamount Provinz im östlichen Indischen Ozean passt beispielsweise überhaupt nicht ins Bild“, sagt Prof. Dr. Kaj Hoernle vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR). Die dazu gehörigen Vulkankegel erstrecken sich über ein Gebiet von 1800 mal 600 Kilometern im Seegebiet zwischen Australien und Indonesien. Die Ozeankruste wächst in dieser Region in Nord-Süd Richtung, die Seamounts erstrecken sich jedoch sehr unregelmäßig in Ost-West Richtung. „Wir wollten die Entstehung dieser rätselhaften Seamounts ergründen, um zu überprüfen, ob es vielleicht Prozesse gibt, die wir noch gar nicht kennen“, sagt Professor Hoernle. Deshalb hat ein Forscherteam des IFM-GEOMAR unter Professor Hoernles Leitung im Jahr 2008 mit dem deutschen Forschungsschiff SONNE den Meeresboden des Seegebiets umfassend kartiert und beprobt. Anschließend wurden die geborgenen Proben und die Vermessungsdaten am IFM-GEOMAR und an der Universität Sydney intensiv analysiert und ausgewertet. Die Ergebnisse erscheinen heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience.

Demnach sind die untersuchten Seamounts vor 136 bis 47 Millionen Jahren entstanden, wobei die östlichen tendenziell älter sind. Außerdem sind sie nur wenig jünger als die Ozeankruste, auf der sie stehen. Das deutet darauf hin, dass sie in der Nähe eines mittelozeanischen Rückens entstanden sind, wo auch die Ozeankruste gebildet wird. Die größte Überraschung erlebten die Wissenschaftler jedoch bei der geochemischen Analyse der Proben. Sie zeigte, dass die Quelle, aus der die Laven dieser Vulkane stammen, Ähnlichkeiten zu kontinentalem Material besitzt. Das ist für ozeanische Vulkane in diesem Umfang sehr ungewöhnlich. „Wir haben diese Ergebnisse mit plattentektonischen Rekonstruktionen verbunden und herausgefunden, dass die Christmas Island Seamount Provinz genau an der Stelle entstanden ist, an der sich Australien, Indien und West Burma beim Aufbrechen des Superkontinents Gondwana vor rund 150 Millionen Jahren voneinander getrennt haben“, erklärt Professor Hoernle. An der Bruchstelle entstand damals ein neuer Ozean, zwischen den Bruchstücken begann sich ozeanische Erdkruste zu bilden. Möglicherweise ist dabei kontinentales Material in den oberen Erdmantel unter den neu gebildeten Ozeanboden gelangt. „Kontinentales Material ist leichter zu schmelzen als normaler ozeanischer Mantel. Es kam zu einem Magma-Überschuss, wodurch letztendlich die Seamounts gebildet wurden – inklusive des kontinentalen Materials, das wir jetzt mitten im Ozean finden“, erklärt Professor Hoernle. Damit haben die Forscher einen bisher weitgehend unbekannten Prozess gefunden, der kontinentales Material in die oberen Bereiche des ozeanischen Erdmantels transportiert. „Diese Erkenntnis ist ein weiteres wichtiges Puzzlestück, um die Prozesse und Stoffkreisläufe zu verstehen, die tief im Erdinneren ablaufen. Sie formen die Erde, auf der wir leben, entziehen sich aber leider der direkten Beobachtung“, erklärt der Meeresgeologe.

Originalarbeit:
Hoernle, K., F. Hauff, R. Werner, P. van den Bogaard, A. D. Gibbons, S. Conrad and R. D. Müller (2011): Origin of Indian Ocean Seamount Province by shallow recycling of continental lithosphere. Nature Geoscience, 4 (12), http://dx.doi.org/10.1038/NGEO1331

Andreas Villwock

Pressestelle
Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, Kiel
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Sonntag, 27. November 2011

Mittwoch, 23. November 2011

Simon's Cat in 'Catnap'

Montag, 21. November 2011

Geo Video: Reflexiosseismik

Wie funktioniert die Reflexionsseismik? Dieses Video gibt Auskunft.

Mittwoch, 16. November 2011

Fächerübergreifende Lehrmaterialien zum Thema „Boden“ kostenlos im Internet

„Es gibt in der ganzen Natur keinen wichtigeren, keinen der Betrachtung würdigeren Gegenstand als den Boden.“ - Dies befand bereits einer der Begründer der wissenschaftlichen Bodenkunde, Friedrich Albert Fallou im Jahre 1862.

Die Brisanz der Auseinandersetzung mit dem Boden und des daraus resultierenden Bodenschutzes ist aber erst in den letzten Jahrzehnten in den Fokus des Natur- und Umweltschutzes getreten.
Dabei bietet sich dieses Thema für den fächerübergreifenden Unterricht schon in der Grundschule an, z. B. in Verbindung von Biologie, Geographie und Chemie (wie in den Lehrplänen des Freistaates Sachsen). Die Beschäftigung mit dem Boden muss aber nicht auf die Naturwissenschaften beschränkt sein: Auch die Verbindung mit Musik, Deutsch, Mathe, künstlerischen Fächern, Sport oder Fremdsprachen sind gut möglich.

Die Biologielehrerin Katalin Roch hat sich dieses umfangreichen Themas angenommen und im Auftrag der Deutschen Bundesstiftung Umwelt und des Senckenberg Museums für Naturkunde Görlitz eine Lehrerhandreichung für Grund-, Haupt- und Realschulen sowie Gymnasium angefertigt.

Sie kann kostenlos unter dieser Internetadresse herunter geladen werden:

www.senckenberg.de/lehrmaterialienboden

Die Autorin freut sich über Kommentare und Anmerkungen zur Anwendung der Handreichung: post-gr@senckenberg.de

Katalin Roch unterrichtet am Gymnasium Brandis die Fächer Biologie und Sport und Naturwissenschaftliches Profil.

http://www.senckenberg.de/lehrmaterialienboden 

Dr. Christian Düker 
Senckenberg Pressestelle
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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Chronologie einer Krise

Im Lauf der letzten rund 500 Millionen Jahren ereigneten sich auf den Kontinenten und in den Meeren fünf globale ökologische Krisen, die mit kaum vorstellbaren Massensterben einhergingen. Das tiefgreifendste Ereignis dieser Art fand vor rund 250 Millionen Jahren statt. In einem Artikel, der morgen, 17. November, im Wissenschaftsjournal Science erscheint, beschreibt ein internationales Wissenschaftlerteam jetzt den Ablauf der Ereignisse mit bislang nicht erreichter Genauigkeit. 

Das Wissenschaftlerteam, unter ihnen der MARUM-Mitarbeiter Dr. Xiao-lei Liu, untersuchte Ablagerungen, die an verschiedenen Orten in Südchina gewonnen wurden. Sie stammen aus der Wende vom Erdzeitalter des Perm zur Trias und sind etwa 250 Millionen Jahre alt. Um die Chronologie der ökologischen Krise präzise erfassen zu können, datierten die Forscher ihre Proben mit der Uran-Blei-Methode. Sie basiert auf dem natürlichen radioaktiven Zerfall des Urans und dient gewissermaßen als absolute Uhr.

„Meine Kollegen sammelten Proben aus 29 vulkanischen Aschelagen und wendeten eine ganze Reihe geowissenschaftlicher Analysemethoden an“, sagt Geochemiker Xiao-lei Liu. Demnach kollabierten die Ökosysteme auf unserem Planeten vor 252,28 Millionen Jahren. Das Massensterben erstreckte sich über einen Zeitraum von weniger als 200.000 Jahren. In dieser Zeit herrschten auf der Erde apokalyptische Verhältnisse. An Land verschwanden drei Viertel, im Meer sogar 95 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten.

„Holzkohlelagen in den von uns untersuchten Ablagerungen lieferten die entscheidenden Indizien für die Ursachen der Krise“, sagt Dr. Liu. Sie finden sich nicht nur in den südchinesischen Sedimenten sondern auch in vergleichbaren Ablagerungen aus West-Australien oder der kanadischen Arktis und belegen den globalen Charakter der Ökokrise.

Die Holzkohle verrät, dass es ausgedehnte Flächenbrände gegeben haben muss. Diese Busch- und Waldbrände deuten auf einen enormen Temperatursprung an der Grenze vom Perm zur Trias hin bzw. auf ein intensives Treibhausklima. Ursache dafür waren rasante Anstiege des Kohlenstoffdioxidgehalts in der Atmosphäre und/oder Emissionen des sehr potenten Treibhausgases Methan. Massive Vulkanausbrüche in weiten Bereichen Sibiriens scheinen dafür der Grund zu sein. Dünnflüssige Laven ergossen sich über weite Landstriche; diese Eruptionen setzten auch Kohlendioxid und Methan frei. Das Klima wurde heißer und trockener. Feuersbrünste zogen über die Kontinente. Die Böden waren kaum noch geschützt und erodierten. Die Krise nahm ihren Lauf.

Albert Gerdes 
Pressestelle
MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen
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Interview im Wissenschafts-Cafe

Das Wissenschafts-Cafe ist wiederbelebt worden. Diesmal durfte ich 13 Fragen rund um meine Bloggerei beantworten.

13 Fragen an… Gunnar Ries von Mente et Malleo

Montag, 14. November 2011

Luftverschmutzung und Vulkanasche lassen Wolken stärker vereisen

Forscher registrieren starken Kontrast in den Wolkeneigenschaften zwischen Nord- und Südhemisphäre

Leipzig. In Wolken auf der Nordhalbkugel der Erde bildet sich Eis bei viel höheren Temperaturen als in Wolken auf der Südhalbkugel. Das geht aus Laser-gestützten Untersuchungen am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT), an der Magellan-Universität in Chile, der Stellenbosch-Universität in Südafrika und während transatlantischer Überfahrten des Forschungsschiffs Polarstern hervor. Die Studie dokumentiere die Bedeutung von Partikeln bei der Eisbildung in flachen Wolkenschichten der nördlichen Hemisphäre, schreiben die Forscher im Fachblatt Geophysical Research Letters.


Auch die höhere Luftverschmutzung auf der Nordhalbkugel steht im Verdacht, zu dem gefundenen Effekt beigetragen zu haben. Partikel aus Vulkanasche haben ebenfalls starken Einfluss auf die Eisbildung in Wolken. Das konnten die IfT-Forscher zusammen mit der Ludwig-Maximilians-Universität München in einer zweiten Studie nachweisen, für die Daten vom Ausbruch des Eyjafjallajökull-Vulkans auf Island im April 2010 ausgewertet wurden und die nun im Fachblatt Journal of Geophysical Research veröffentlicht wurde.

Um die hemisphärischen Unterschiede in den Wolkeneigenschaften zwischen Nord- und Südhalbkugel der Erde zu untersuchen, nutzten die Leipziger Wissenschaftler 2009 und 2010 die An- und Abreise des Forschungsschiffs Polarstern in die Antarktis, um die auf die in dieser Zeit gesammelten Daten mit einem bestehenden Wolkendatensatz aus Leipzig zu vergleichen. Auf den Fahrten nach Punta Arenas in Chile und Kapstadt in Südafrika konnten sie dabei die Wolkenbildung mittels Laser beobachten. Ein am IfT entwickeltes LIDAR-System sendet dazu Laserimpulse mit Wellenlängen von 355, 532 und 1064 Nanometern aus, die von in der Atmosphäre schwebenden Partikeln reflektiert werden. Durch die Drehung der Schwingungsrichtung des Laserlichts, der sogenannten Depolarisation, lässt sich der Aggregatszustand der Wolken bestimmen. Beim Vergleich mit den Messungen über Leipzig zeigte sich ein starker Unterschied in der Häufigkeit Eis enthaltender Wolken.

In Mitteleuropa bilden bereits rund 70 Prozent der Wolken bei Temperaturen um -18 Grad Celsius Eis. Im Süden Chiles und in Südafrika sind es hingegen nur 20 bzw. 35 Prozent. Ursache für einen derartigen Kontrast ist höchstwahrscheinlich die größere Anzahl und größere Vielfalt an in der Luft schwebenden Aerosolpartikeln, sogenannten Eiskeimen, auf der Nordhalbkugel, die Voraussetzung sind, dass sich Eis in Wassertropfen zwischen -40 und 0 Grad Celsius bilden kann. Die Partikel bestehen hauptsächlich aus Mineralstaub, Ruß und feiner Asche, deren Quellen die zahlreichen Wüsten und Waldbrände sind, aber auch die stärkere Luftverschmutzung durch den Menschen kann eine mögliche Ursache sein. "Verglichen mit der verschmutzten Atmosphäre auf der Nordhalbkugel ist die Luft über Punta Arenas am Rande der Antarktis regelrecht sauber. Die größte Stadt an der Südspitze Amerikas liegt mitten im antarktischen Tiefdruckgürtel. Die meiste Zeit des Jahres kommt die Luft daher aus Westen direkt vom Pazifik", erklärt Thomas Kanitz, Doktorand am IfT.

Dass kleinste Aersolpartikel als Keime für die Wolkentropfenkondensation und die Eisbildung dienen und damit die Wolkenentstehung stark beeinflussen, ist schon lange bekannt. Reine, partikelfreie Wolkentropfen würden normalerweise erst bei etwa -40 Grad Celsius gefrieren. Diese Temperatur kann durch Kontakt mit wasserunlöslichen Partikeln und zum Teil auch durch bestimmte Bakterienarten wesentlich erhöht werden. Unklar ist jedoch immer noch, wie groß dieser Partikeleinfluss im Vergleich zu meterologischen Faktoren ist und ob die globalen Modelle, die Aussagen über künftige Klimaveränderungen machen, diesen Einfluss korrekt wiedergeben. Verbunden damit ist auch die Frage, ob sich die Wolken- und somit die Niederschlagsbildung in Regionen mit starker Luftverschmutzung von Regionen mit geringerer Luftverschmutzung unterscheidet. In den mittleren Breiten der Nordhalbkugel ist die freie Troposphäre zwischen zwei und zwölf Kilometern Höhe durch Aerosolpartikel aus vom Menschen verursachter Luftverschmutzung, Wüstenstaub und Biomasseverbrennung geprägt. In den mittleren Breiten der Südhalbkugel fehlen diese Partikel größtenteils, weil dort mehr Ozeane und wesentlich weniger Industrie, Waldgebiete und Wüsten zu finden sind.

Auch Vulkanausbrüche haben einen Einfluss auf die Eisbildung in Wolken. Mit Hilfe von zwei LIDAR-Systemen untersuchten Forscher vom IfT Leipzig und der Ludwig-Maximilians-Universität München während des Ausbruchs des Eyjafjallajökull-Vulkans auf Island im April 2010 die Wirkung der Aschepartikel auf die Wolkenvereisung über Leipzig und Maisach bei München. Dabei zeigte sich, dass es in allen von der Vulkanasche beeinflussten Wolken bereits zur Eisbildung gekommen ist, sobald deren Temperatur unter -15 Grad Celsius betragen hat. „Befindet sich Vulkanasche in der Atmosphäre, dann kann sich offenbar in jeder Höhe bei relativ hohen Temperaturen Eis bilden sobald ausreichend Feuchtigkeit verfügbar ist“, berichtet Dr. Patric Seifert, Wissenschaftler am IfT. Ohne Vulkanasche entsteht Eis an der Wolkenoberkante jedoch oft erst bei -25 Grad Celsius.
Tilo Arnhold

Publikationen:
Kanitz, T., P. Seifert, A. Ansmann, R. Engelmann, D. Althausen, C. Casiccia, and E. G. Rohwer (2011), Contrasting the impact of aerosols at northern and southern midlatitudes on heterogeneous ice formation, Geophys. Res. Lett., 38, L17802, doi:10.1029/2011GL048532.
http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL048532.shtml
Die Untersuchungen wurden mit Mitteln des Paktes für Forschung und Innovation der Leibniz-Gemeinschaft gefördert.

Seifert, P., et al. (2011), Ice formation in ash-influenced clouds after the eruption of the Eyjafjallajökull volcano in April 2010, J. Geophys. Res., Vol. 116, D00U04, 14 PP., doi:10.1029/2011JD015702.
http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011JD015702.shtml
Die Untersuchungen wurden von der Europäischen Kommission im Rahmen des Lidar-Forschungsnetzwerkes EARLINET gefördert.

Tilo Arnhold 
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.
via Informationsdienst Wissenschaft

Air pollution and volcanic ash cause more efficient freezing of clouds

Leipzig: In clouds of the northern hemisphere ice is formed at much higher temperatures than in southern-hemispheric clouds. This conclusion was drawn based on laser-aided measurements at Leibniz Institute for Tropospheric Research (IfT) in Leipzig, Germany, at Magellan University in Punta Arenas, Chile, at Stellenbosch University in South Africa and during transatlantic cruises of the German research vessel Polarstern. In a recent publication in the scientific journal Geophysical Research Letters the authors state that their study documents the relevance of aerosol particles for the formation of ice crystals in shallow cloud layers in the northern hemisphere.
The strong air pollution in the northern hemisphere is suspected to contribute to the observed effect.
Also volcanic ash particles have a strong influence on the ice formation in clouds. This finding was revealed in a second, collaborative study of IfT Leipzig and Ludwig-Maximiliams University Munich, which used data from the eruption of the Eyjafjallajökull volcano in Iceland in April 2010 and was recently published in the scientific journal Journal of Geophysical Research.

To investigate the differences between the northern and southern hemisphere, scientists at IfT Leipzig analyzed data from the cruises of the Polarstern to Antarctica and back in 2009 and 2010 and compared the findings with an already existing data set from Leipzig. During the cruises to Punta Arenas in Chile and Kapstadt in South Africa they observed the formation of clouds with laser. For that purpose a so-called LIDAR system developed at IfT emits laser pulses at wavelengths of 355, 532, and 1064 nm which are than reflected back to the LIDAR by particles suspended in atmosphere. From the rotation of the oscillation direction of the reflected light, so-called depolarization, the phase state of the clouds can be determined. The comparison of the collected data with the data set of Leipzig revealed strong contrasts in the amount of ice-containing clouds.

Above central Europe 70 percent of all clouds contain ice already at temperatures of above -18 degree Celsius. At these temperatures clouds above southern Chile and South Africa form ice only in 20 and 35 percent of the cases, respectively. The reason for such a contrast is most likely the larger amount and larger variety of aerosol particles, so-called ice nuclei, in the northern hemisphere which are a basic requirement for the freezing of cloud droplets at temperatures between -40 and 0 degree Celsius. These ice nuclei typically consist of mineral dust, soot, or fine ash originating from the numerous deserts or areas with forest fires, but also man-made air pollution from industry and biomass burning activity are a possible source of ice nuclei. “Compared to the polluted atmosphere in the northern hemisphere the air above Punta Arenas in the vicinity of Antarctica is virtually clean. The largest city at the southern tip of America is located right within the Antarctic deep-pressure belt. During most of the time of the year, the air comes from the west – right from the Pacific Ocean”, explains Thomas Kanitz PhD, student at IfT.

It is well known that small aerosol particles are needed as nuclei for cloud droplet condensation and ice crystal formation. Pure, particle-free cloud droplets would not freeze before temperatures decrease to below -40 degree Celsius. This threshold temperature can be significantly increased via contact of the cloud droplet with insoluble particles or specific types of bacteria. However, it remains unclear to which extent ice formation is influenced by these particles or by other meteorological processes, and whether global climate models are capable of reproducing this effect. Related to this point is the question, whether the formation of clouds and thus precipitation in regions with strong pollution differs from the situation in less-polluted regions. In the midlatitudes of the northern hemisphere the free troposphere between 2 and 12 kilometer height is strongly loaded with aerosol particles stemming from man-made air pollution, desert dust and biomass burning. In the southern midlatitudes these particles are mostly absent because the surface area is dominated by oceans and comparably few regions with industry, forests, or deserts.

Also volcanic eruptions can influence ice formation in clouds. During the eruption of the Eyjafjöllajökull volcano in Iceland in April 2010 the scientists at Leipzig studied the effect of the volcanic ash on cloud glaciation with two LIDAR systems located at Leipzig and at Maisach, close to Munich, Germany. “When there is volcanic ash in the atmosphere, ice can obviously form at relatively high temperatures as soon as enough humidity is available”, reports Dr. Patric Seifert, scientist at IfT. Without volcanic ash, ice is usually formed only at temperatures below -25 degree Celsius.
Tilo Arnhold

Publications:
Kanitz, T., P. Seifert, A. Ansmann, R. Engelmann, D. Althausen, C. Casiccia, and E. G. Rohwer (2011), Contrasting the impact of aerosols at northern and southern midlatitudes on heterogeneous ice formation, Geophys. Res. Lett., 38, L17802, doi:10.1029/2011GL048532.
http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL048532.shtml
Seifert, P., et al. (2011), Ice formation in ash-influenced clouds after the eruption of the Eyjafjallajökull volcano in April 2010, J. Geophys. Res., Vol. 116, D00U04, 14 PP., doi:10.1029/2011JD015702.
http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011JD015702.shtml
The studies were supported by the Europeean Commission in the frame oft he lidar research networkk EARLINET. 

Tilo Arnhold 
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.
Via Informationsdienst Wissenschaft

Indischer Bernstein konserviert 52 Millionen Jahre alte Symbiose

Geobiologen der Universität Göttingen haben in einem 52 Millionen Jahre alten indischen Bernstein frühe Belege für eine noch heute vorkommende Form der Symbiose zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln entdeckt, die sogenannten Mykorrhizen. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind jetzt in der Dezemberausgabe der Fachzeitschrift New Phytologist erschienen.

Pilz und Baum: Indischer Bernstein konserviert 52 Millionen Jahre alte Symbiose
Forscher der Universität Göttingen finden frühe Belege für Gemeinschaft beider Lebensformen

(pug) Geobiologen der Universität Göttingen haben in einem 52 Millionen Jahre alten indischen Bernstein frühe Belege für eine noch heute vorkommende Form der Symbiose zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln entdeckt, die sogenannten Mykorrhizen. Diese bezeichnen eine weitverbreitete Form der Lebensgemeinschaft zwischen Bodenpilzen und den Wurzeln bestimmter Pflanzen. Der Pilz tritt dabei mit dem Wurzelsystem der Wirtspflanze in Kontakt, vergrößert mit seinen fadenförmigen Zellen die Wurzeloberfläche der Pflanzen und unterstützt so deren Nahrungsaufnahme. Im Gegenzug liefert die Pflanze dem Pilz Energie in Form von Zuckern. Mit diesen Zuckern produziert der Pilz die für sein Wachstum notwendigen Substanzen. Wie die Forscher herausfanden, spielten die Mykorrhizen offenbar bereits in den frühen tropischen Regenwäldern der Erdgeschichte eine bedeutende Rolle. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind jetzt in der Dezemberausgabe der Fachzeitschrift New Phytologist erschienen.

Die Wissenschaftler des Courant Forschungszentrums Geobiologie der Universität Göttingen haben erstmals fossile Mykorrhizen gefunden, die mit bedecktsamigen Blütenpflanzen (Pflanzen, deren Samenanlagen in einem Fruchtknoten eingeschlossen sind) assoziiert sind. Dabei handelt es sich um eine besondere Art der Pilz-Pflanzen-Symbiose, die sogenannten Ektomykorrhizzen. Bei dieser Form der Symbiose dringt der Pilz nicht in die Wurzelzellen der Pflanzen ein. Die gefundenen Einschlüsse im Bernstein lassen verschiedene Entwicklungsstadien erkennen und geben Einblicke in vielfältige morphologische Details. „Das fossile Harz – also der Bernstein – wurde von Bäumen eines frühen tropischen Regenwaldes produziert“, erklärt Dr. Alexander Schmidt vom Courant Forschungszentrum Geobiologie. „Mykorrhizenfunde in Fossilien sind ex-trem selten. Tatsächlich ist bisher nur ein weiteres Fossil von Ektomykorrhizen entdeckt worden.“

In Zusammenarbeit mit indischen Paläontologen und dem American Museum of Natural History in New York gelang den Wissenschaftlern eine detaillierte Bearbeitung der Fossilien. „Der indische Bernstein unterscheidet sich in seiner chemischen Zusammensetzung deutlich von dem Baltischen Bernstein des Ostseeraumes und lässt sich in organischen Lösungsmitteln leicht lösen“, erklärt Christina Beimforde, Spezialistin für fossile Pilze am Courant Forschungszentrum. „Durch diese Besonderheit konnten wir eines der Mykorrhizasysteme aus dem fossilen Harz herauslösen. Durch ultrastrukturelle Analysen unter dem Rasterelektronenmikroskop konnten wir dieses Präparat genauso akribisch untersuchen wie die heute lebenden.“ In weiteren Untersuchungen wurden nun die organischen Bestandteile der versteinerten Pilz-Pflanzen-Lebensgemeinschaft analysiert. So haben die Forscher beispielsweise erstmals den schwarzen Farbstoff Melanin in fossilen Pilzen nachgewiesen.

Bereits vor über 400 Millionen Jahren unterstützten Pilze die Pflanzen bei der Eroberung des Festlandes – diese Lebensgemeinschaft gilt als Schlüsselinnovation in der Evolution der Pflanzen. Nach Ansicht der Wissenschaftler ist der 52 Millionen Jahre alte Bernsteinfund ein weiterer Beleg für die morphologische Stabilität der Mykorrhizen, die auch in heutigen Ökosystemen eine wichtige Funktion einnehmen.

Originalveröffentlichung: Beimforde, C. et al. Ectomycorrhizas from a Lower Eocene angiosperm forest. New Phytologist 2011. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2011.03868.x

Beate Hentschel
Presse, Kommunikation und Marketing
Georg-August-Universität Göttingen
via Informationsdienst Wissenschaft


Freitag, 11. November 2011

open access geosciences image repository

Die European Geosciences Union hat einen open access Bilderdienst eingerichtet. Dort können nicht nur Geowissenschaftler Fotos mit geologischen Inhalten einstellen und Bilder anderer Nutzer unter Creative Commons Lizenzen selber nutzen. Ich denke, das ist ein ziemlich nützlicher Dienst und werde mich sicher auch daran beteiligen.
Imaggeo - Open Acess Image Repository der European Geosciences Union

The Sagan Series (part 8) - Gift of Apollo

Donnerstag, 10. November 2011

Mittwoch, 9. November 2011

Das Erdbeben in der Türkei vom 23. Oktober 2011

Der USGS hat ein Poster zum herunterladen bereitgestellt, welches die Geologie des M 7,1 Erdbebens vom 23. Oktober 2011 zusammenfasst. Das Poster kann sowohl als .pdf oder als jpg in den Auflösungen low, medium und high heruntergeladen werden.
Poster of the Eastern Turkey Earthquake of 23 October 2011 - Magnitude 7.1

Ausbruch des Nyamuragira

Einer der aktivsten Vulkane Afrikas, der Nyamuragira, ist am Sonntag erneut ausgebrochen.

Happy Carl Sagan Day


Heute, am 9. November, hätte Carl Sagan Geburtstag gehabt. Leider habe ich mal wieder vergessen, das Universum für meinen Geburtags-Apfelkuchen vorzuheizen und habe jetzt natürlich keine 13 Milliarden Jahre mehr Zeit dafür. Aber zur Not kann man ja auch anders feiern.

Erdbeben auf Briefmarke! Ehrung für Geophysiker Wiechert

Aus den Händen des Parlamentarischen Staatssekretärs Hartmut Koschyk, MdB, vom Bundesministeriums für Finanzen (BMF) erhielten heute der Präsident der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft (DGG) e.V. und weitere Vertreter die Sondermarke der Deutschen Post anlässlich des 150. Geburtstags des Göttinger Erdbebenforschers und Geophysikers Emil Wiechert überreicht. An der Veranstaltung der DGG, die in der Niedersächsischen Landesvertretung in Berlin stattfand, nahmen rund geladene 100 Gäste teil.

Emil Wiechert war im Jahr 1898 in Göttingen auf den weltweit ersten Lehrstuhl für Geophysik berufen worden. Damit begründete er dieses in der Folge schnell wachsende Fachgebiet, dessen führender Repräsentant er bis zu seinem Tod im Jahr 1928 blieb. Wiechert war Mitbegründer mehrerer nationaler und internationaler Wissenschaftsgesellschaften, so auch der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft (DGG). In Göttingen errichtete er eine Erdbebenwarte, deren Seismographen bis heute als Wissenschaftsdenkmal in Betrieb sind.

Das Motiv der vom Frankfurter Grafiker Carsten Wolff entworfenen Briefmarke zeigt neben einem Porträt Emil Wiecherts die Seismographen-Aufzeichnung des großen San-Francisco-Erdbebens vom 21. April 1906 aus der Göttinger Erdbebenwarte.
Ab dem 10. November 2011 ist die Sondermarke auch in den Verkaufsstellen der Deutschen Post erhältlich.

Erstmalig im Mai 2008 hatte sich die DGG beim BMF für eine Sondermarke eingesetzt. Dieser Antrag wurde von weiteren Organisationen und Einzelpersonen unterstützt.

Die Deutsche Geophysikalische Gesellschaft e.V. (DGG) vertritt über 1.100 Mitglieder in mehr als 30 Ländern weltweit. Ihre Ziele sind die Verbreitung und Erweiterung geophysikalischen Wissens in Forschung, Lehre, Anwendung und Öffentlichkeit.

via Informationsdienst Wissenschaft

Bemalte Steine – die bislang älteste Tradition von Malerei in Mitteleuropa

Sonderausstellung der Universität Tübingen präsentiert erstmals wichtige Belege für eiszeitliche Malerei in Mitteleuropa.

Wissenschaftler der Universität Tübingen präsentieren die bislang älteste Tradition von Malerei in Mitteleuropa. Ausgrabungen der Universität Tübingen haben in der Höhle Hohle Fels auf der Schwäbischen Alb in den letzten beiden Jahren wichtige neue Nachweise für 15.000 Jahre alte Malerei erbracht, die am Ende der letzten Eiszeit geschaffen wurde. Diese Epoche nennt man Magdalénien und sie ist nach dem Fundort La Madeleine in Frankreich benannt. Drei der neuen Malereien zeigen Doppelreihen roter Punkte auf Kalksteingeröllen, ein weiteres bemaltes Fragment könnte von der Höhlenwand stammen. Es handelt sich bei diesen Funden um die ersten Entdeckungen bemalter Steine seit 1998, als ebenfalls im Hohle Fels vom Archäologenteam des Tübinger Urgeschichtlers Prof. Nicholas Conard ein einzelner bemalter Stein angetroffen wurde. Zusätzlich zu den bemalten Steinen wurden nun auch Hämatit- und Ockerstücke gefunden, die zur Farbherstellung verwendet wurden.

Die neuen Funde aus dem Hohle Fels stehen im Mittelpunkt einer Sonderausstellung im Museum der Universität Tübingen MUT auf Schloss Hohentübingen unter dem Titel : „Bemalte Steine – das Ende der Eiszeitkunst auf der Schwäbischen Alb“. Die Ausstellung wird vom 10. November 2011 bis zum 29. Januar 2012 gezeigt. Sie zeigt die Neufunde vom Hohle Fels sowie bedeutende Vergleichsfunde derselben Fundstelle und von anderen Ausgrabungen der Universität Tübingen.

Auch wenn eiszeitliche Höhlenmalerei in Westeuropa, vor allem in Frankreich und Spanien, gut dokumentiert ist, war sie bislang in Mitteleuropa unbekannt. Die Abwesenheit von Wandkunst im Hohle Fels und in Mitteleuropa überhaupt geht unter anderem auf die harten Klimabedingungen in der Region zurück, die zu einer kontinuierlichen Erosion und Zerstörung der Höhlenwände führten. Die Malereien aus dem Hohle Fels im Achtal bei Schelklingen dokumentieren nun die bisher älteste Tradition von Malerei in Mitteleuropa. Die bemalten Kalksteingerölle aus dem Hohle Fels zeigen alle sehr ähnliche Motive: die Reihen gemalter Punkte müssen für die Bewohner der Region zweifellos eine besondere Bedeutung besessen haben. Dennoch lassen sich diese abstrakten Darstellungen im Gegensatz zu den Tierbildern der paläolithischen Kunst nur schwer interpretieren.

Veranstaltungshinweis:
Öffentliche Ausstellungeröffnung am Mittwoch, 9. November 2011, 18 Uhr
Öffnungszeiten: 10. November 2011 bis zum 29. Januar 2012, jeweils Mittwoch bis Samstag 10 bis 17 Uhr
 via Informationsdienst Wissenschaft

Dienstag, 8. November 2011

Enceladus und Titan

In dieser faszinierenden Animation aus Aufnahmen der Raumsonde Gallileo (erstellt von @badastronomer aka Phil Plait) kannman den kleineren und sehr hellen Saturnmond Enceladus vor dem sehr viel größeren Mond Titan sehen.

Neue Nutzungsmöglichkeiten für Yucca Mountain

Das nukleare Endlager Yucca Mountain in den USA, könnte auch für andere Zwecke genutzt werden. Das United States Government Accountability Office hat einen report darüber veröffentlicht: "Yucca Mountain: Informationen über alternative Nutzungen und damit verbundenen Herausforderungen"
Yucca Mountain: Information on Alternative Uses of the Site and Related Challenges“ 


Asteroid 2005 YU55

Freitag, 4. November 2011

Atemberaubend: Sprengung des Condit-Dammes in Zeitraffer

In diesem spektakulären Video kann man die Sprengung des rund 100 Jahre alten Condit-Dammes am White Salmon River sowie die anschließende Leerung des Reservoirs in Zeitraffer verfolgen. Der Damm soll 2012 endgültig abgetragen werden. Die Aktion soll der Wiederherstellung der natürlichen Fließgewässer dienen.

Donnerstag, 3. November 2011

Die ersten modernen Menschen erreichten Europa früher als bisher angenommen

Ein internationales Team von Paläoanthropologen und Archäologen um Wissenschaftler der Universitäten Tübingen, Wien, Oxford, und des Senckenberg Forschungsinstitutes in Frankfurt am Main zeigt, dass die bisher den Neandertalern zugeschriebenen Funde aus der Grotta del Cavallo in Süditalien dem modernen Menschen zuzuordnen sind. Das Team konnte mittels Computeranalysen an fossilen Zähnen und Neu-Datierungen von Muschelresten eine frühere Besiedlung Europas durch anatomisch moderne Menschen beweisen.

Die Grotta del Cavallo ist eine 1960 entdeckte prähistorische Höhlen-fundstelle in Apulien. Dort wurden Überreste der sogenannten Uluzzien-Kultur gefunden, die durch persönliche Schmuckreste, Knochenwerk-zeuge sowie Farbenreste gekennzeichnet ist. Solche Artefakte werden meist mit dem modernen Menschen in Zusammenhang gebracht. Bisher wurden allerdings zwei damals von Prof. Palma di Cesnola von der Uni-versität Siena gefundene Milchzähne als Zähne von Neandertalern an-gesehen. Diese Bestimmung verursachte intensive Diskussionen über die kognitiven Fähigkeiten und eine mögliche unabhängige Entwicklung symbolischen Verhaltens bei Neandertalern, welches demnach als ähn-lich der Kompetenz früher moderner Menschen angesehen wurde.

Dr. Stefano Benazzi von der Universität Wien und das internationale Forscherteam untersuchten dreidimensionale digitale Modelle der Zahn-reste aus der Grotta del Cavallo anhand computertomographischer Da-ten. Sie verglichen diese mit einer großen Anzahl von Zähnen moderner Menschen und Neandertaler. Zwei unabhängige Vermessungsmethoden dienten zum Vergleich der internen und externen Merkmale der Zähne, einschließlich der Zahnschmelzdicke sowie der generellen Umrisslinie der Kronen.
Die Ergebnisse weisen die beiden Zähne aus der Grotta del Cavallo als Milchzähne von Kindern aus, die eindeutig zu den anatomisch modernen Menschen gehören. Prof. Katerina Harvati von der Universität Tübingen und dem dort angesiedelten Senckenberg Center for Human Evolution and Paleoecology, in deren Computertomographie-Labor ein großer Teil der Vergleichsuntersu-chungen durchgeführt wurde, sagt: „Unsere Analyse zeigt eindeutig, dass die Zahn-Überreste aus der Grotta del Cavallo von modernen Menschen stammen und dass deshalb die Uluzzien-Kultur dem modernen Menschen zugeordnet werden muss und nicht Neandertalern. Unsere Un-tersuchung betont die wichtige Rolle computertomographischer Verfahren und virtueller Anthro-pologie bei der Identifizierung und Interpretation fossiler Überreste.“ Dr. Ottmar Kullmer vom Senckenberg Forschungsinstitut Frankfurt ergänzt: „Fossile Menschenreste aus der Zeit dieser Übergangskulturen sind extrem selten und Milchzähne standen bislang nicht im Fokus solcher Vergleichsuntersuchungen.“

Neue Radiokohlenstoff-Datierungen von marinen Muschelresten aus der gleichen archäologi-schen Schicht wie die Zähne, die von Dr. Katerina Douka an der Radiocarbon Accelerator Unit der Universität Oxford durchgeführt wurden, ergaben ein absolutes Alter von etwa 43.000 bis 45.000 Jahren vor heute. Damit sind die Funde aus der Grotta del Cavallo die bisher ältesten Nachweise des modernen Menschen in Europa. Kullmer deutet dieses Ergebnis: „Der moderne Homo sapiens ist offensichtlich schon vor dem Beginn des Aurignacien, das heißt vor dem Beginn der jüngeren Altsteinzeit, in das bereits von Neandertalern besiedelte Europa eingewandert.“ Harvati ergänzt “Es scheint, dass sich der moderne Mensch als erstes entlang der mediterranen Küste ausbreitete. Dies unterstreicht die Wichtigkeit Südeuropas in der Verbreitung der frühen Menschen.“

Die Publikation: Stefano Benazzi, Katerina Douka, Cinzia Fornai, Catherine C. Bauer, Ottmar Kullmer, Jiri Svoboda, Ildiko´ Pap, Francesco Mallegni, Priscilla Bayle, Michael Coquerelle, Silvana Condemi, Annamaria Ronchitelli, Katerina Harvati & Gerhard W.Weber: Early dispersal of modern humans in Europe and implications for Neanderthal behavior. doi:10.1038/nature10617


Michael Seifert 
Hochschulkommunikation
Eberhard Karls Universität Tübingen

Via Informationsdienst Wissenschaft
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