Montag, 30. Juli 2012

Cosmos: A Three-Movement Choral Suite [Carl Sagan Tribute Series]

Fossiler Flugkünstler - Ältester Nachweis eines Albatros im Nordseeraum

Frankfurt, den 30.07.2012. Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes wiesen erstmals einen fossilen Albatros im frühen Tertiär des Nordseeraumes nach. Die Knochen des Vogels sind etwa 30 Millionen Jahre alt und zeigen, dass die Seevögel schon zu dieser Zeit die beträchtliche Größe ihrer heutigen Verwandten erreichten. Die Studie wurde im Fachjournal „The Auk“ veröffentlicht.

 Mühelos können sie stundenlang über das Meer fliegen, ohne dabei mit den Flügeln zu schlagen – die Evolution hat Albatrosse zu perfekten Segelfliegern gemacht. Heute leben die Riesenvögel mit Spannweiten von bis zu über drei Metern vorwiegend über den Meeren der Südhalbkugel.

Dass dies nicht immer so war, haben nun Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes in Frankfurt und des Naturkundemuseums in Brüssel herausgefunden. Sie untersuchten Vogelknochen aus dem sogenannten Rupelton in Belgien und kamen zu dem Schluss, dass es sich hierbei um die Überreste eines fossilen Albatros handelt. „Die Knochen wurden schon vor über 100 Jahren gefunden, aber bisher nicht untersucht“, sagt Dr. Gerald Mayr, Sektionsleiter Ornithologie am Senckenberg Forschungsinstitut in Frankfurt.

Der Frankfurter Vogelexperte hat mit seinen Kollegen Thierry Smith vom Naturkundemuseum in Brüssel die besonderen Fundstücke genau unter die Lupe genommen und beschreibt sie als Tydea septentrionalis, eine neue Art aus der Familie der Albatrosse. Die Knochen stammen aus der Zeit des frühen Oligozäns – der Zeit vor etwa 30 Millionen Jahren – und wurden im Nordseebecken abgelagert.

Sie sind damit der älteste Nachweis von fossilen Albatrossen aus dem nordeuropäischen Raum. Die wenigen versteinerten Überbleibsel der großen Flugkünstler aus anderen Ablagerungen der Nordsee sind erdgeschichtlich alle wesentlich jünger.
„Wir wissen nun, dass Albatrosse eine lange evolutionäre Entwicklungsgeschichte in Europa hatten, aber warum die Tiere in diesem Teil der Welt ausgestorben sind, ist uns weiterhin ein Rätsel“, so Mayr.

Eine Verwechslung der beschriebenen Knochen mit denen anderer Vogelarten schließen die Wissenschaftler aus. „Die einzigen Vögel, mit denen – aufgrund ihrer Größe – eine Verwechslung möglich gewesen wäre, sind die ausgestorbenen Pseudozahnvögel. Verschiedene Merkmale, wie etwa die wesentlich dickere Knochenwand, zeigen aber, dass es sich hierbei eindeutig um einen Vertreter der Albatros-Familie handelt“, erklärt Mayr.

Der neu beschriebene Vogel entsprach in seiner Größe in etwa dem heutigen Schwarzbrauenalbatros mit einer Spannweite von bis zu über 2 Metern und einer Körperlänge von etwa 80 Zentimetern. Mayr erläutert: „Die große Ähnlichkeit zwischen den untersuchten Flügelknochen mit denen heutiger Albatrosse lassen vermuten, dass die Vertreter vor 30 Millionen Jahren ähnlich lange Strecken im offenen Meer zurücklegen konnten, wie wir es von den Albatrossen der Gegenwart kennen.“

Heutige Albatrosse ernähren sich überwiegend von Tintenfischen und Fischen. Sie favorisieren Gebiete, in denen nährstoffreiches Wasser aus der Tiefe der Meere an die Oberfläche steigt und kräftige Winde vorherrschen. Es ist gut denkbar, dass auch die fossilen Seevögel solche Bedingungen bevorzugten.

„Die europäische Vogelwelt vor 30 Millionen Jahren unterscheidet sich in vielerlei Hinsicht von der heutigen. Zu den bereits bekannten „exotischen“ Gruppen der Landvögel des frühen Tertiär, die es heute nicht mehr in Europa gibt – wie Kolibris, Mausvögel und Todis –, kommt nun ein mariner Vertreter hinzu“, resümiert Mayr.

Gerald Mayr & Thierry Smith (2012): A fossil albatross from the Eraly Oligocene of the North Sea basin. The Auk. Vol. 129 (1): 87-95. DOI: 10.1525/auk.2011.11192 

Judith Jördens 
Senckenberg Pressestelle
Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

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Magnetfeld, Mantelkonvektion und Tektonik

Zusammenhang von Magnetfeld, Mantelkonvektion und magnetischen Umpolungen

 Magnetfeld, Mantelkonvektion und Tektonik
Das Erdmagnetfeld wird auf einer Zeitskala von zehn bis hundert Millionen von Jahren möglicherweise von Strömungen im Erdmantel beeinflusst. Auch die in der Erdgeschichte häufig geschehenen Umpolungen des Erdmagnetfeldes lassen sich mit Prozessen im Erdmantel verbinden. Dieses Forschungsergebnis präsentiert eine Gruppe von Geowissenschaftlern in der neuen Vorab-Ausgabe von „Nature Geoscience“ am Sonntag, dem 29. Juli. Es werden Ergebnisse vorgestellt, wie die raschen Prozesse im äußeren Erdkern, die mit Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu etwa einem Millimeter pro Sekunde ablaufen, mit den Abläufen im Erdmantel gekoppelt sind, die sich eher im Geschwindigkeitsbereich von Zentimetern pro Jahr abspielen.
Die internationale Wissenschaftlergruppe unter Leitung von A. Biggin von der Universität Liverpool umfasste Mitglieder des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, des IPGP Paris und der Universitäten von Oslo und Utrecht sowie weitere Partner.
Bekanntlich entsteht das Erdmagnetfeld durch Konvektionsströmungen in einem elektrisch leitfähigen Eisen-Nickelgemisch im flüssigen Erdkern, rund 3000 Kilometer unter der Erdoberfläche. Das Erdmagnetfeld ist hochvariabel, Veränderungen des Erdmagnetfeldes gibt es auf einer Vielzahl von Raum- und Zeitskalen. Über dem flüssigen äußeren Erdkern befindet sich der Erdmantel, dessen Gestein aufgrund der großen Hitze und des hohen Drucks sich plastisch verformbar verhält. An der Grenze zwischen Erdkern und Erdmantel in 2900 Kilometern Tiefe findet ein intensiver Wärmeaustausch statt, der einerseits aus dem Erdkern in den Mantel gerichtet ist. Andererseits beeinflussen Prozesse im Erdmantel wiederum diesen Wärmefluss. Die interessante Frage ist, wie die viel langsameren Strömungen im festen Erdmantel den Wärmestrom und dessen räumliche Verteilung an der Kern-Mantel-Grenze bestimmen, und inwieweit dadurch das Erdmagnetfeld beeinflusst wird, das aufgrund viel schnellerer Strömungen im Erdkern entsteht.

Schlüsselgröße Wärmetransport
„Die Schlüsselgröße ist der Wärmefluss. Ein kühlerer Erdmantel beschleunigt den Wärmefluss aus dem heißen Erdkern und verändert dadurch die ebenfalls wärmegetriebenen Konvektionsströmungen im Erdkern“, erläutert Bernhard Steinberger vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ. „Aufgrund tektonischer Prozesse in den Mantel absinkende Ozeanböden können zur Abkühlung im Mantel führen. Sie erzeugen an diesen Stellen einen erhöhten Wärmestrom in die kühleren Stellen hinein, und zwar so lange, bis sie zur Umgebungstemperatur aufgeheizt wurden.“ Das kann allerdings schon mehrere Hundert Millionen Jahre dauern.
Umgekehrt führt der heiße Erdkern auch zum Aufsteigen von erhitztem Gestein in großen Blasen, so genannten Mantelplumes, die sich von der Kern-Mantel-Grenze ablösen und sich bis zur Erdoberfläche durchsetzen, Hawaii ist so entstanden. Das erhöht lokal den Wärmestrom aus dem Erdkern heraus und modifiziert so wiederum den Generator des Erdmagnetfeldes.

Umpolungen des Magnetfeldes
In der Erdgeschichte sind Umpolungen des Erdmagnetfeldes nichts Außergewöhnliches, die letzte fand erst vor nur 780 000 Jahren statt, ein – geologisch gesehen – recht kurzer Zeitraum. Die Forschergruppe konnte feststellen, dass im Zeitraum von 200 bis 80 Millionen Jahren vor heute es anfänglich noch häufiger zu Umpolungen kam, nämlich bis zu zehn mal pro hundert Millionen Jahren. „Überraschenderweise stoppten diese Umpolungen vor etwa 120 Millionen Jahren und blieben fast 40 Millionen Jahre aus“ erläutert GFZ-Wissenschaftler Sachs. Als Grund vermuten die Wissenschaftler eine gleichzeitig stattfindende Umorientierung des gesamten Mantels und der Erdkruste mit einer Verlagerung der geographischen und magnetischen Pole von etwa 30°. Diese als "echte Polwanderungen" bezeichneten Prozesse haben ihre Ursache in einer veränderten Dichteverteilung im Erdmantel. Wenn sich dadurch der Wärmefluss in äquatorialen Gebieten erhöht, führt dies vermutlich zu häufigerer Feldumkehr, wenn er sich verringert, kann die Feldumkehr möglicherweise ausbleiben.
Blick in die Zukunft
Nach gegenwärtigem Wissenstand scheint demnach ein Einfluß der Plattentektonik und Mantelkonvektion auf das Erdmagnetfeld sehr wohl möglich. Der Beitrag zeigt aber auch auf, welche zukünftigen Forschungen noch notwendig sind, um diese Zusammenhänge besser zu verstehen. Insbesondere sollte versucht werden, aus paläomagnetischen Daten weitere Episoden von „echten Polwanderungen“ abzuleiten, und festzustellen, ob diese üblicherweise mit verändertem Verhalten des Magnetfeldes (z.B. Häufigkeit der Feldumkehr) assoziiert sind. Auch sollten künftige Modelle zur Erzeugung des Erdmagnetfeldes den Einfluß der räumlichen und zeitliche Variation des Wärmestroms an der Kern-Mantelgrenze noch genauer untersuchen.

J. Biggin et al., “Possible links between long-term geomagnetic variations and whole-mantle convection processes”, Nature Geoscience, Vol. 5, August 2012, doi:10.1038/NGEO1521

Dipl.Met. Franz Ossing 
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ


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Donnerstag, 26. Juli 2012

Inseln auf dem Trockenen

Vielen kleinen Inseln Indonesiens droht mit fortschreitendem Klimawandel das Trinkwasser auszugehen. Ohne rasche Gegenmaßnahmen sehen Wissenschaftler darin eine akute Bedrohung für viele Inselbewohner.

Vielen Inselbewohnern in Indonesien droht in absehbarer Zeit eine gesundheitsgefährdende Verschlechterung der Trinkwasserqualität sowie zunehmender Wassermangel. Zu diesem Ergebnis kommt eine im Journal „Environmental Science and Policy“ erschienene Studie von Wissenschaftlern des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenökologie (ZMT), der Hasanuddin Universität in Makassar (Indonesien) und des Climate Service Centers (CSC). Sie untersuchten die Wassersituation auf vier Inseln des indonesischen Spermonde-Archipels vor der Küste von Südsulawesi. Während dort die Wasserknappheit bis in die 70er Jahre des letzten Jahrhunderts lediglich in der Trockenzeit ein Problem darstellte, ist das Trinkwasser nun fast das ganze Jahr hindurch knapp. Als Ursache dafür machen die Forscher unter anderem auch Veränderungen infolge des Klimawandels verantwortlich.

Das Spermonde-Archipel besteht aus über 60 kleinen und sehr flachen Korallenatollen, die zum Teil extrem dicht besiedelt sind. So leben auf der untersuchten Insel Barang Caddi 325 Menschen auf einem Hektar. Dicht an dicht, bis direkt an die Wasserlinie, drängen sich die Häuser auf der Insel – der Blick aus der Luft lässt kaum mehr freie Bodenfläche erkennen. Auf drei der vier untersuchten Inseln klagte ein Großteil der befragten Bewohner über Wasserknappheit. Das Wasser aus den Brunnen schmecke oft salzig und rieche brackisch. Häufig träten Darmkrankheiten wie Durchfall auf.

Die Süßwasserreserven dieser Inseln sind lebenswichtige und zugleich sehr fragile Ressourcen. Wenn Regenwasser durch den lockeren Korallensand sickert, sammelt es sich im Untergrund der Insel in einer Süßwasserlinse. Diese schwimmt über dem Meerwasser, das den Inselsockel in den tieferen Schichten durchdringt. Bei vielen Korallenatollen ist diese Linse nicht dicker als zehn bis 20 Zentimeter. Für die meisten Koralleninseln ist das die einzige Trinkwasserquelle, denn Oberflächengewässer gibt es in der Regel nicht.

Die deutsch-indonesische Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die schlechte Wasserqualität auf eine Reihe unterschiedlicher Ursachen zurückzuführen ist. So haben sich etwa seit Beginn des 20. Jahrhunderts die Einwohnerzahl der Inseln und damit der Süßwasserbedarf mehr als verdoppelt. Da der Bau von Brunnen nicht reglementiert ist, sind neben den Dorfbrunnen zahlreiche Hausbrunnen entstanden, oft in Unkenntnis der hydrologischen Gegebenheiten auch am Rand der Süßwasserlinse. Dort stoßen Süß- und Salzwasser aufeinander. Beim Abpumpen mischen sich beide Schichten, und das Süßwasser versalzt zunehmend.

Diese ohnehin schwierige Situation wird offenbar durch den Klimawandel drastisch verschärft: „Unsere Untersuchung stimmt mit den Ergebnissen von Klimamodellen überein, die für Südsulawesi eine stärkere Ausprägung von Trocken- und Regenzeiten prognostizieren“, erläutert die Erstautorin der Studie, Kathleen Schwerdtner Máñez. Während der Monsunzeit komme es vermehrt zu Sturzfluten, deren gewaltige Wassermassen nicht genügend Zeit haben, in den Untergrund zu sickern, und stattdessen vor allem über die Oberfläche ins Meer ablaufen. Auch die dichte Besiedlung der Inseln, so die Wissenschaftlerin des ZMT, lasse dem Niederschlag immer weniger Fläche zum Versickern. Dadurch könnten sich die Süßwasserreserven nicht mehr ausreichend regenerieren. Zudem gäbe es vermehrt heftige Stürme, die salziges Meerwasser über die Inseln hinweg in die Brunnen schwemmen würden.

Hält diese Entwicklung an, wären allein in Indonesien in absehbarer Zeit mehrere Millionen Menschen von Wasserknappheit betroffen. Der Weltklimarat IPCC geht in seinem letzten Sachstandsbericht davon aus, dass es bis zum Jahr 2100 zu einem Meeresspiegelanstieg von 19 bis 58 Zentimeter kommen kann. Davon wäre Indonesien besonders stark betroffen. Denn das Land ist mit rund 17.500 Inseln das größte Archipel der Welt. Die meisten der etwa 6.000 bewohnten Inseln verfügen über eine Fläche von weniger als 100 Quadratkilometer. „Ohne geeignete Gegenmaßnahmen wird auf vielen dieser sehr kleinen Inseln langfristig eine Umsiedlung kaum zu verhindern sein“, warnt María Máñez Costa vom Climate Service Center in Hamburg. Während dieses Problem im Pazifik seit vielen Jahren untersucht wird, ist die erschienene Studie die erste zur Wasserknappheit in Indonesien.

Auf den Inseln fehlt bisher jegliches Management der Süßwasserressourcen. Weder sind Anzahl und Standorte der Brunnen reglementiert, noch die Zeiten und Mengen der Wasserentnahme. In der indonesischen Politik konzentriert sich die Klimadiskussion auf die Gefahren des Flächenverlusts durch den steigenden Meeresspiegel. Die Wissenschaftler folgern jedoch, dass die Wasserknappheit für die Inseln das wesentlich dringendere Problem darstellt, an dem ein Fortbestehen der Inselsiedlungen scheitern könnte. 


Dr. Susanne Eickhoff 
Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT)

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10 Jahre nach der Elbe-Flut: Gut vorbereitet auf die nächste Hochwasserkatastrophe?

Die Beteiligung der Anwohner an der Planung und Umsetzung des Katastrophenschutzes ist die wirksamste Vorsorge. Sie trägt dazu bei, ein Bewusstsein für mögliche Katastrophen zu schaffen, das Vertrauen in die Behörden zu verbessern und mehr Eigenverantwortung für Katastrophenschutz und -vorsorge zu übernehmen. Zu diesem Ergebnis kommt eine europäische Studie, die den Umgang mit Naturgefahren untersucht hat. In Deutschland hat dafür das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) die Aufarbeitung der Hochwasserkatastrophen wie z.B. der Elbeflut 2002 analysiert.
 
Es sei eine große Herausforderung für das Risikomanagement, zu verstehen, wie Betroffene auf Naturgefahren reagieren, um die besten geeigneten Maßnahmen für eine effektive Risikokommunikation, die Einbeziehung der Betroffenen und die Notfallvorsorge zu treffen, schreiben die Forscher im Abschlussbericht des EU-Forschungsprojektes CapHaz-Net.

Allgemein wird angenommen, dass sich Menschen umso mehr schützen je stärker ihnen das Risiko einer Naturkatastrophe bewusst ist. Warum sich Menschen schützen hängt jedoch von vielen Faktoren ab. Dazu gehört beispielsweise die Erinnerung an erlebte Katastrophen oder eine Vorstellung, welche Schäden zu erwarten sind. Dass Naturkatastrophen wie die Elbeflut 2002 oder der Tsunami in Japan 2011 zu großen Verlusten geführt haben, lag auch mit daran, dass die Betroffenen viele Jahre von solchen Katastrophen verschont wurden und sie sich die Dimensionen nicht vorstellen konnten.
Bei der Auswertung verschiedenster Studien, die sich mit der Wahrnehmung von Naturgefahren wie z.B. Hochwasser, Sturmfluten usw. befassten, kamen die Wissenschaftler jedoch zu dem überraschenden Ergebnis, dass selbst ein stärkeres Risikobewusstsein nicht automatisch zu mehr persönlichen Schutzmaßnahmen und damit zu einer besseren Vorsorge vor Naturkatastrophen wie Hochwasser führt. Die Studie konnte aber auch zeigen, dass Vertrauen in Schutzmaßnahmen und verantwortliche Behörden ein entscheidender Faktor ist.
Die Wissenschaftler empfehlen daher, die Betroffenen besser in die Planung und Umsetzung der Schutzmaßnahmen einzubinden, denn gerade dadurch entsteht überhaupt erst Vertrauen. „Dann haben diese eine bessere Vorstellung, was die Behörden im Katastrophenfall leisten können und was nicht. Dies hilft sehr, sich auf solche Situationen vorzubereiten und zu wissen, welche Maßnahmen ich selber treffen muss, um die sich keine Behörde kümmern wird“, erklärt Dr. Christian Kuhlicke vom UFZ, der als Sozialgeograph seit Jahren solche Katastrophen untersucht und Sprecher des Arbeitskreises Naturgefahren der Deutschen Gesellschaft für Geographie ist.

Etwa 400 Millionen Euro wurden vom Freistaat Sachsen seit 2002 bereits in Schutzmaßnahmen der höchsten Prioritäten wie etwa dem Hochwasserschutz in Dresden, Eilenburg oder Grimma investiert. Bis 2020 sollen es insgesamt eine Milliarde Euro sein. Allerdings hat der Freistaat Sachsen auch seine Bürger aufgefordert, mehr Eigenvorsorge vor Hochwasser zu treffen und angekündigt, in Zukunft nur noch in Ausnahmefällen staatliche Hilfen auszuzahlen, da die Gefahren jetzt bekannt sind. Dieser Politikwechsel soll dazu beitragen, dass die Schäden beim nächsten Hochwasser wesentlich geringer ausfallen, da so eine „Vollkasko-Mentalität“ vermieden werden soll. Aber er hat auch weitreichendere Folgen, die in der Öffentlichkeit bisher kaum diskutiert wurden: „Der Bürger wird so zum Manager seines eigenen Risikos. Das schafft neue Ungleichheiten. Denn die Investitionsbereitschaft hängt nicht allein von der Wahrnehmung des Risikos ab, sondern vor allem von den vorhandenen Ressourcen eines privaten Haushalts“, erklärt Kuhlicke.

Dazu kommt ein weiterer kritischer Punkt: Öffentliche Investitionen in den Hochwasserschutz werden priorisiert, d.h. eine Ansammlung von 200 Häusern wird eher durch einen Deich geschützt als lediglich zwei Häuser. „Dies mag aus Effizienzgründen nachvollziehbar und gerechtfertigt sein, nur ist es auch gerecht? Während einigen Siedlungen der durch die Allgemeinheit finanzierte Schutz gewährt wird, bleiben andere vorerst ungeschützt, und deren Bewohner müssen im Schadensfall die Kosten selbst tragen. Wir meinen deshalb: Es ist notwendig, ein rechtliches oder politisches Instrument zu entwickeln, das die beschriebenen neu entstandenen Ungleichheiten ausgleichen bzw. mindern kann“, regen Kuhlicke und Dr. Volker Meyer, Wirtschaftsgeograph am UFZ an. Beide haben in den letzten Jahren zusammen mit anderen Kollegen diverse Untersuchungen u.a. an der Mulde in Sachsen durchgeführt.

Zehn Jahre nach der Flutkatastrophe an der Elbe von 2002 hat sich also viel getan. Es gibt aber auch jenseits von Baumaßnahmen und technischen Lösungen noch viel zu tun. Besonders gilt dies für Behörden und Betroffene, die von einander lernen sollten. Regelmäßiger Kontakt und verlässliche Informationen könnten beiden Seiten helfen, an einem Strang zu ziehen und auf künftige Katastrophen besser vorbereitet zu sein.
Tilo Arnhold

Lesen Sie dazu auch einen Standpunkt von Dr. Christian Kuhlicke und Dr. Volker Meyer in der aktuellen Ausgabe des UFZ-Newsletters: „Bedingt vorbereitet? 10 Jahre nach dem Jahrhunderthochwasser“
http://www.ufz.de/index.php?de=10690

Publikationen:
Meyer, V., Priest, S., Kuhlicke, C. (2012): Economic evaluation of structural and non-structural flood risk management measures: examples from the Mulde River. Nat. Hazards 62 (2), 301 – 324
http://dx.doi.org/10.1007/s11069-011-9997-z
Die Untersuchungen wurden im Rahmen des Era-Net CRUE-Projektes Flood-ERA durchgeführt, das vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde.

Chloe Begg, Annett Steinführer, Christian Kuhlicke, Jochen Luther, Chiara Bianchizza, Marina Di Masso, Luigi Pellizzoni, Anna Scolobig, Meera Supramaniam (2012): Between institutional fragmentation and community involvement. Practices of social capacity building in the Management of natural hazards in Europe, caphaz-net Policy Brief
http://caphaz-net.org/outcomes-results/UFZ_CapHaz-Net_PBIII_download.pdf
Wachinger, G & Renn, O (2010): Risk Perception and Natural Hazards. CapHaz-Net WP3 Report, DIALOGIK Non-Profit Institute for Communication and Cooperative Research, Stuttgart
http://caphaz-net.org/outcomes-results/CapHaz-Net_WP3_Risk-Perception.pdf
Die Untersuchungen wurden der Europäischen Kommission im Rahmen des EU-Projektes CapHaz-Net gefördert.

Tilo Arnhold 
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

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Dienstag, 24. Juli 2012

Curiosity - sieben lange Minuten

Am 6. August wird es ernst für das Mars Science Laboratory und den Rover Curiosity. Erst nach sieben langen Minuten werden wir wissen, ob das wohl komplexeste Landemanöver der unbemannten Raumfahrt funktioniert hat. Drücken wir also fest die Daumen...

Montag, 23. Juli 2012

AWI-Wissenschaftler beproben erstmals Methan-Austrittsstellen vor Spitzbergen mit Tauchfahrzeug

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft haben auf der aktuellen Arktis-Expedition des Forschungsschiffes „Polarstern“ erstmals Wasserproben an jenen Stellen nehmen können, an denen vor der Westküste Spitzbergens das klimarelevante Treibhausgas Methan in bislang unbekannter Menge aus dem Meeresboden austritt. Um zu den Austrittsstellen in einer Wassertiefe zwischen 200 und 300 Meter zu gelangen, setzten die Meeresforscher ihr AUV (Autonomous Underwater Vehicle) „PAUL“ ein.

 Der torpedoförmige Unterwasserroboter besitzt einen Wasserprobennehmer für Unterwasserfahrzeuge, den das Alfred-Wegener-Institut zum Patent angemeldet hat, und folgt bei seinen Tauchgängen selbständig einem vorher programmierten Kurs.

Für die Probennahmen an den Methan-Austrittsstellen hatten die Wissenschaftler den Roboter auf eine 20 Kilometer lange Tauchfahrt geschickt. „Die genauen Koordinaten der uns interessierenden Stellen hatten wir zuvor mit einem fest auf Polarstern installierten Sonarsystem akustisch erfasst. Da es sich aber um einen der ersten Tauchgänge dieser Art handelte, haben wir zur Sicherheit während der Tauchfahrt die Position unseres AUV mit einem Unterwasserortungsgerät der „Polarstern“ verfolgt“, erklärt Fahrtleiter Dr. Thomas Soltwedel.

Die Sorge, ob „PAUL“ seine Ziele erreichen wird, war jedoch unbegründet: „Es hat sich gezeigt, dass ‚PAUL’ seinen Kurs perfekt eingehalten hat und die Genauigkeit seiner Unterwasserpositionierung hervorragend war“, sagt Dr. Michael Klages, stellvertetender Leiter der Brückengruppe für Tiefseeökologie und Technologie am Alfred-Wegener-Institut.

Am Ende des rund vierstündigen Tauchgangs wurde das AUV geborgen, die Wasserproben zur Analyse in die Labore gegeben und die Daten der anderen Meßinstrumente ausgelesen. „Die vollständige Analyse der Daten wird dazu beitragen, sowohl die Prozesse, die zum Ausgasen des Methans vor Spitzbergen beitragen, als auch die Konsequenzen dieses Vorgangs für den Austausch von Treibhausgasen zwischen Ozean und Atmosphäre besser zu verstehen“, sagt Projektleiter Thorben Wulff.

Für „PAUL“ bleibt die Tauchfahrt zu den Methanquellen nicht der einzige Einsatz. Im weiteren Verlauf der Polarstern-Expedition soll der Unterwasserroboter noch einige Mal auf Unterwasserreise gehen und dabei unter anderem den Gehalt des Treibhausgases Kohlendioxid in der Wassersäule von der Meeresoberfläche bis in eine Tiefe von rund 300 Metern messen.

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

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Best of "Earth As Art" -- NASA Top Five

Shrinking Glaciers—A Chronology of Climate Change

Montag, 16. Juli 2012

Zu Ehren Jonathan Douglas „Jon“ Lord

Heute starb Jonathan Douglas „Jon“ Lord, Keyboarder der englischen Band Deep Purple.

Wärme aus der Tiefe der Erde nutzen - Neues Fachbuch zur Geothermie

Geothermie soll künftig viel stärker als bisher zur Energieversorgung in Deutschland beitragen. Die natürliche Wärme aus einer Tiefe zwischen 400 und 4.000 m kann in Wärmenetze eingespeist oder in speziellen Kraftwerken zur Stromerzeugung genutzt werden. Als Energiequelle ist die Geothermie CO2-frei und steht unabhängig von Jahres- und Tageszeiten zur Verfügung. Das jetzt erschienene BINE-Fachbuch „Geothermie – Energie aus dem Innern der Erde“ führt kompakt in die geologischen Grundlagen ein, stellt ausführlich hydro- und petrothermale Systeme vor und diskutiert die weiteren Forschungsziele.

Die tiefe Geothermie nutzt entweder natürliche Warmwasservorkommen (hydrothermale Anlagen) oder die im Gestein gespeicherte Wärme (petrothermale Systeme). Beiden können zur Wärmeversorgung (ab ca. 60 °C) oder zur Stromerzeugung (ab ca. 100 °C) eingesetzt werden. In Deutschland (Stand: 2011) waren 17 größere Geothermie-Anlagen in Betrieb, darunter fünf Kraftwerke. Das neue BINE-Fachbuch richtet sich besonders an Planer und Studierende. Schwerpunktthemen sind das Fündigkeitsrisiko, die Bohr- und Erschließungstechnologien und die Umweltbilanz. Auch dem Risiko seismischer Ereignisse durch die Erschließung und den Betrieb geothermischer Anlagen, das von der Öffentlichkeit sehr aufmerksam wahrgenommenen wird, ist ein eigenes Kapitel gewidmet. Hier werden geologische Ursachen und technologische Vermeidungsstrategien beleuchtet.

Autoren des BINE-Fachbuchs sind Werner Bußmann, langjähriger Geschäftsführer der Geothermischen Vereinigung und weitere renommierte Experten aus der Geothermieforschung: Das Buch enthält u. a. Beiträge von Ernst Huenges, Reinhard Jung, Frank Kabus, Martin Kaltschmitt, Oliver Kohlsch, Horst Rüter, Ali Saadat und Helmut Tenzer. Alle Autoren können auf langjährige Erfahrungen in der Geothermieforschung und -entwicklung zurückblicken und haben zum Thema Geothermie eine Vielzahl von Veröffentlichungen erstellt und zahlreiche Vorträge gehalten.

Werner Bußmann, u.a.
1. Auflage 2012
160 Seiten durchgehend farbig,
Format 17 x 24 cm
ISBN: 978-3-8167-8321-3
Neuerscheinung im Juli 2012
Preis: 29.80 €

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