ALBERT

Beschreibung: Von 1996 bis 2006 wurde im Auftrage des Bundesamtes für Naturschutz das E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ durchgeführt. Auf einer 180 ha umfassenden Vorhabensfläche war die langfristige, großflächige Realisierung von Naturschutzzielen durch ökologisch angepasste, die nachhaltige Entwicklung fördernde Gebietsbewirtschaftung in einem bisher landwirtschaftlich intensiv genutzten Niedermoorgebiet zu erproben und zu entwickeln. Im Rahmen der wissenschaftlichen Nachuntersuchung 2016 – 2018 galt es, die Zielerreichung zu überprüfen und die damaligen Ansätze bezüglich ihrer nachhaltigen Wirksamkeit zu evaluieren. Hierzu bedurfte es der Analyse der wesentlichen abiotischen und biotischen Ressourcen (Boden, Hydrologie und Arteninventar). Untersuchungsbedarf bestand in der Erfassung der sozio-ökonomischen Situation der Flächennutzer. Deren landschaftspflegerische Potentiale und Nutzungsanreize waren infolge der zwischenzeitlich veränderten agrarpolitischen Rahmenbedingungen (EEG, GAP, Strukturwandel, Milchkrise) ebenfalls starken Änderungen unterworfen. Hierbei war auch zu untersuchen, inwieweit sich solch ein Moorstandort bei extensiver landwirtschaftlicher Nutzung dauerhaft erhalten lässt und wie die Klimarelevanz dieser Flächen zu bewerten ist. Im Rahmen der moorkundlichen und hydrologischen Untersuchungen wurden von Dezember 2016 bis November 2018 Messungen durchgeführt. Mit einem Strömungsmodell konnten monatliche Grundwasserstände der Flächen für die Zeit von Dezember 2000 bis Juni 2018 für den zentralen Bereich berechnet werden Die Grundwasserstände stiegen durch die Staueinrichtungen leicht an. Die Höhenverluste der Moorflächen konnten bisher noch nicht verhindert werden, sie betragen weiterhin ca. 1 cm/Jahr. Ausgehend von den Grundwasserständen in Meter unter Gelände errechnen sich Freisetzungsraten von Kohlendioxid im Schwankungsbereich von 10,5 bis 17,7 t CO2-Äquivalente [t*ha-1*a-1]. Eine Freisetzung von z.B. 14 t CO2-Äquivalente [t*ha-1*a-1] entspricht dabei einem Höhenverlust in den oberen Torfschichten von 0,23 bis 0,36 cm/Jahr. Die Differenzen zu den gesamten Höhenverlusten von 1 cm/Jahr werden auf die Schrumpfungen der Mudden zurückgeführt. Seit 1898 erfolgten Höhenverluste von ca. 1 m, wobei die stärksten Höhenverluste vermutlich ab vollendeter Eindeichung des Dümmers (1953) mit rund 2 cm pro Jahr auftraten, ab Wirksamkeit der Vernässung im E+E-Vorhaben waren sie deutlich geringer. Die Flächen werden weiterhin Höhen- und Torfverluste aufweisen. Innerhalb der nächsten 2 bis 3 Jahrzehnte ist mit einer deutlichen Vernässung der Flächen zu rechnen, verbunden mit einer dann eingeschränkten Nutzungsmöglichkeit als Weide. Aufgrund der Höhenunterschiede in jeder Fläche wird sich ein Mosaik aus noch beweidbaren und nicht mehr beweidbaren Flächen einstellen und die Anzahl der im Sommer für die Beweidung verfügbaren Monate wird kontinuierlich abnehmen. Erst bei mittleren Wasserständen von 0,1 m unter Gelände werden keine Torfverluste mehr erwartet. Die Auswirkungen der Maßnahmen auf den Pflanzenbestand wurden auf vegetationskundlichen Dauerquadraten und flächendeckend über die Biotoptypen 2017 und 2018 erfasst. Die Veränderungen fanden – bei nur geringen Veränderungen des Artenspektrums – vor allem bezüglich räumlicher Verteilung, der Flächenanteile von Vegetationstypen und ihrer kleinräumigen Ausdifferenzierung statt. Die Ergebnisse zeigen eine stetige aber langsame Zunahme des Auftretens feuchteliebender Arten und eine fortgesetzte Aushagerung. Auffällig war die Ausbreitung von Störzeigern (v.a. Binsen, Rasenschmiele) und von überwiegend konkurrenzstarken Arten. Das entsprechend den Zielvorstellungen erwünschte Einwandern von Arten der Sumpfdotterblumenwiesen wurde – mit wenigen Ausnahmen - nach wie vor nicht festgestellt. Im Rahmen des E+E-Vorhabens wurde auf das Einbringen von Diasporen erwünschter Pflanzenarten verzichtet. Auf Flächen, deren Bewirtschaftung bereits heute schwierig ist, könnte dies künftig eine sinnvolle Option darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Entwicklung auch weit über das Ende des E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ hinaus andauert. Entscheidend ist – neben der Rückhaltung des Oberflächenwassers im Winterhalbjahr – der Verzicht auf Düngung und intensive Nutzung. Im Rahmen der avifaunistischen Untersuchungen (Brutvögel) wurden neben Daten des E+E-Vorhabens (1998 – 2005) Erfassungen des Naturschutzringes Dümmer e.V. (1994 – 2011, 2013 – 2017) sowie weitere publizierte Daten ausgewertet. Für Kiebitz und Großen Brachvogel zeigte sich eine positive Entwicklung, für Uferschnepfe und Bekassine eine negative. Trotzdem war der Bruterfolg bei der Uferschnepfe ausreichend für den Populationserhalt. Vergleichend wurden auch die Entwicklungen im angrenzenden Gesamtgebiet des Osterfeiner Moores, Niedersachsen und Deutschland betrachtet. Die positive Entwicklung der Brutbestände von Kiebitz und Großem Brachvogel war vom (negativen) Trend in Deutschland bzw. Niedersachsen abgekoppelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die teilweise positive Entwicklung auch weit über das Ende des E+E-Vor-haben „Osterfeiner Moor“ hinaus andauert. Im Rahmen der landwirtschaftlichen Untersuchungen erfolgte eine Reihe von Erhebungen in den einzelnen Aufgabenbereichen. Hierzu zählten die Aufnahme und Analyse der naturschutzorientierten Flächennutzung, die Feststellung und Bewertung des Trophiestatus des Gebietes, die Bemessung der Aufwuchsleistung der Grünlandnarben sowie deren Verwertbarkeit in den extensiven Verfahren der Tierhaltung. Letztere war Voraussetzung für weitergehende Betrachtungen zur Wirtschaftlichkeit der praktizierten Flächennutzung als einem wichtigen sozioökonomischen Kriterium in der Gebietskulisse. Außerdem wurden 2016 Bodenproben auf Nährstoffe und Graskonservate (Heu und Ballensilagen) auf futterwertbestimmende Inhaltsstoffe hin untersucht. Für den Pflanzenbestand erfolgte eine funktionelle Bestandsbewertung im Sinne der agrarischen Nutzung. Im Bereich der Sozioökonomie erfolgten Befragungen der Pächter und der Einsatz eines schematisierten Erhebungsbogens. Die räumliche Verteilung der drei Nutzungsarten (Weide, Mähweide und Wiese) zeigt ein mosaikartiges, heterogenes Flächennutzungsmuster, wie es für den Wiesenvogelschutz als vorteilhaft angesehen wird. Dies ist auch das Ergebnis der Verpachtungsstrategie des E+E-Vorhabens zur Einbeziehung regionaler Familienbetriebe (statt z.B. ein großes Landschaftspflegeunternehmens). Positiv hervorzuheben ist ebenfalls, dass es bis dato noch zu keiner Nutzungsaufgabe/Flächenbrache kam. Die Aushagerung führte zu einem deutlichen Rückgang der Phosphorversorgung, zwei Drittel des Vorhabensgebietes wiesen 2017 nur noch eine niedrige bzw. sehr niedrige P-Versorgung (Nährstoffgehaltsklassen A und B) auf. Die Kaliumversorgung zeigte nur bei 8 % des Vorhabensgebietes Unterversorgung (Gehaltsklassen A und B). Stickstoff steht nach wie vor ausreichend zur Verfügung. In der Vegetationsphase werden im Osterfeiner Moor ca. 42 kg N/ha durch den Aufwuchs gebunden und bei Schnittnutzung entzogen; dies entspricht dem oberen Bereich der in vergleichbaren Studien auf extensiv genutztem Niedermoorgrünland festgestellten Entzügen. Die Nettoschnittleistung 2017 hat sich gegenüber 2003 leicht verringert, während sich die Nettoweide-leistung nicht signifikant verändert hat. Grundsätzlich zeigen die Ergebnisse, dass die Aufwüchse die tierische Verwertung energetisch limitieren. Der Futterwert liegt mit lediglich 4,31 NEL MJ kg TM-1 in einem Bereich, der den Energiebedarf für trockenstehende Mutterkühe nur knapp deckt. Aus diesem Grund wird von den Heuproduzenten im E+E-Gebiet auch vorrangig eine Vermarktung im Bereich der Pferdehaltung angestrebt, da dort die Anforderungen an den Energiegehalt vergleichsweise gering sind. Das trifft allerdings nicht auf die hygienische Qualität des Grobfutters zu, was die Vermarktung in diesem Segment nach Auskunft der Flächennutzer zunehmend erschwert. Für den Heuverkauf ergeben sich für die Jahre 2016 und 2017 negative Deckungsbeiträge. Erst durch die auf die Flächen umgeschlagene Betriebsprämie wird der Deckungsbeitrag positiv (2016: 277,10 € ha-1, 2017: 197,74 € ha-1). Aus dem Deckungsbeitrag ohne Betriebsprämie würde sich für den Landwirt eine Entlohnung von -5,96 € Akh-1 (2016), bzw. -32,42 € Akh-1 (2017) ergeben. Auch bei der Mutterkuhhaltung fallen die Deckungsbeiträge ohne Prämie nahezu ausnahmslos negativ aus. Den größten Einfluss auf die Deckungsbeitrags-Wahrscheinlichkeiten haben die Markterlöse durch den Tierverkauf. Da diese eine starke Qualitätsabhängigkeit aufweisen, unterstreicht dieser Aspekt die Notwendigkeit der Realisierung hoher Einzeltierleistungen auch unter den Bedingungen der Extensivweide. Es zeigt sich, dass das Produktionsverfahren der Mutterkuhhaltung selbst mit Erhalt der Prämienzahlungen nicht bei jeder Preis- und Erlöskonstellation wirtschaftlich zu gestalten ist. Die Wissenschaftliche Nachuntersuchung zum E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ hat als Instrument der Erfolgskontrolle und Langzeitbeobachtung viele wertvolle Ergebnisse gebracht. Es ist es gelungen, auch nach Ende der Hauptuntersuchung auf der Basis der erzielen Ergebnisse die weitere Bewirtschaftung bzw. Pflege zu organisieren. Nach Abschluss der Hauptuntersuchung wurden mit vielen Pächtern neue Pachtverträge abgeschlossen, wobei Erkenntnisse aus den erzielten Ergebnissen eingeflossen sind. Die meisten Pächter waren schon Teilnehmer der Hauptuntersuchung. Dem Landkreis Vechta als Eigentümer und Verpächter steht die Naturschutzstation Dümmer des NLWKN zur weiteren fachlichen Beratung zu Verfügung. Die sozioökonomischen Rahmenbedingungen werden von der europäischen und nationalen Agrarpolitik wesentlich beeinflusst. Die Strategie der Auswahl lokaler Familienbetriebe war im Vorhabensgebiet bisher erfolgreich. Erkennbar ist, dass der bisher vorherrschende bäuerliche Familienbetrieb zugunsten deutlich größerer Betriebe zurückgedrängt wird. Dabei wird das wirtschaftliche Ergebnis der Bewirtschaftung von Naturschutzflächen weiter in den Vordergrund rücken. Die Ergebnisse zeigen, dass die Regelung der Grundwasserstände zwar die Sackung der Böden reduziert, aber nicht zum Stillstand bringen kann, solange eine Bewirtschaftung der Flächen angestrebt wird. Die Nutzung wird zunehmend schwieriger werden und in der jetzigen Form nicht dauerhaft möglich sein. Eine im strengen Sinne nachhaltige Grünlandbewirtschaftung ist auf Niedermooren praktisch nicht umsetzbar. Die Klimarelevanz der Maßnahmen im Vorhabensgebiet ist grundsätzlich positiv zu werten, wenn man sie mit den Effekten intensiver Nutzung vergleicht. Die Flächen emittieren aber weiterhin Kohlendioxid. Bei einer Kohlendioxidabgabe von 10 € je Tonne würden Kosten von 105 bis 177 € je Hektar und Jahr zu entrichten und bei 35 € je Tonne Kohlendioxid 367,50 bis 619,50 € je Hektar und Jahr. Für weitere Naturschutzmaßnahmen ist zu berücksichtigen, dass Naturschutzziele durchaus höher zu bewerten sind als Klimaschutzziele. Wenn keine Bewirtschaftung der Flächen mehr erfolgt, kann die Klimarelevanz noch besser ausfallen, da dann auch eine Vernässung der Oberböden im Sommer möglich ist. Optimal wäre die Akkumulation von Kohlenstoff durch eine torfbildende niedermoortypische Vegetation. Dies ist mittelfristig allerdings ein unrealistisches Szenario. Zur Optimierung der Wasserstände ist eine weitere Arrondierung durch Flächenerwerb sinnvoll. Zurzeit muss noch Wasser von Oberliegern dem Vorfluter Hunte zugeleitet werden, was die Vorhaltung entsprechender Grabenquerschnitte und Sohltiefen bedingt. Die Entwicklung der Wiesenbrüterpopulationen ist artspezifisch unterschiedlich zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen für Kiebitz und Großem Brachvogel weiter eine positive Entwicklung, die auch nach Abschluss der Hauptuntersuchung andauert. Für die Uferschnepfe wurde eine negative Entwicklung festgestellt, für die Bekassine eine indifferente. Problematisch ist weiterhin der durchgehend zu geringe Bruterfolg. Bei Betrachtung des gesamten Osterfeiner Moores und der Dümmerregion befindet sich in diesem Raum einer der bedeutendsten Wiesenvogellebensräume in Niedersachsen und Deutschland. Die Verknüpfung des Naturschutzzieles „Wiesenvogelschutz“ mit dem Instrument „ökologisch angepasste Landwirtschaft“ im E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ hat gezeigt, dass dieser Ansatz einen sinnvollen und machbaren Weg darstellt, dem Ziel näher zu kommen. Die Betonung liegt hierbei auf „Weg“ - ein Weg, auf den von außen zahlreiche Faktoren einwirken und auf dem es immer wieder gilt, geeignete Maßnahmen zu erproben und weiter zu entwickeln.

Beschreibung: research

Beschreibung: Using a portable gas analyzer system, the geogenic gas regime below and around an ancient gate to hell at Hierapolis/Phrygia was characterized. The site was first described by Strabo and Plinius as a gate to the underworld. During centuries, it attracted even ancient tourists. In a grotto below the temple of Pluto, CO2 was found to be at deadly concentrations of up to 91%. Astonishingly, these vapors are still emitted in concentrations that nowadays kill insects, birds, and mammals. The concentrations of CO2 escaping from the mouth of the grotto to the outside atmosphere are still in the range of 4–53% CO2 depending on the height above ground level. They reach concentrations during the night that would easily kill even a human being within a minute. These emissions are thought to reflect the Hadean breath and/or the breath of the hellhound Kerberos guarding the entrance to hell. The origin of the geogenic CO2 is the still active seismic structure that crosses the old town of ancient Hierapolis as part of the Babadag fracture zone. Our measurements confirm the presence of geogenic CO2 in concentrations that explain ancient stories of killed bulls, rams, and songbirds during religious ceremonies. They also strongly corroborate that at least in the case of Hierapolis, ancient writers like Strabo or Plinius described a mystic phenomenon very exactly without much exaggeration. Two thousand years ago, only supernatural forces could explain these phenomena from Hadean depths whereas nowadays, modern techniques hint to the well-known phenomenon of geogenic CO2 degassing having mantle components with relatively higher helium and radon concentrations.

Beschreibung: Continental rifting and ocean basin formation can be observed at the present day in the Red Sea, which is used as the modern analogue for the formation of mid-ocean ridges. Competing theories for how spreading begins—either by quasi-instantaneous formation of a whole spreading segment or by initiation of spreading at multiple discrete “nodes” separated by thinned continental lithosphere—have been put forward based, until recently, on the observations that many seafloor features and geophysical anomalies (gravity, magnetics) along the axis of the Red Sea appeared anomalous compared to ancient and modern examples of ocean basins in other parts of the world. The latest research shows, however, that most of the differences between the Red Sea Rift (RSR) and other (ultra)slow-spreading mid-ocean ridges can be related to its relatively young age and the presence and movement of giant submarine salt flows that blanket large portions of the rift valley. In addition, the geophysical data that was previously used to support the presence of continental crust between the axial basins with outcropping oceanic crust (formerly named “spreading nodes”) can be equally well explained by processes related to the sedimentary blanketing and hydrothermal alteration. The observed spreading nodes are not separated from one another by tectonic boundaries but rather represent “windows” onto a continuous spreading axis which is locally inundated and masked by massive slumping of sediments or evaporites from the rift flanks. Volcanic and tectonic morphologies are comparable to those observed along slow and ultra-slow spreading ridges elsewhere and regional systematics of volcanic occurrences are related to variations in volcanic activity and mantle heat flow. Melt-salt interaction due to salt flows, that locally cover the active spreading segments, and the absence of large detachment faults as a result of the nearby Afar plume are unique features of the RSR. The differences and anomalies seen in the Red Sea still may be applicable to all young oceanic rifts, associated with plumes and/or evaporites, which makes the Red Sea a unique but highly relevant type example for the initiation of slow rifting and seafloor spreading and one of the most interesting targets for future ocean research.

Beschreibung: Coral reefs in the Red Sea belong to the most diverse and productive reef ecosystems worldwide, although they are exposed to strong seasonal variability, high temperature, and high salinity. These factors are considered stressful for coral reef biota and challenge reef growth in other oceans, but coral reefs in the Red Sea thrive despite these challenges. In the central Red Sea high temperatures, high salinities, and low dissolved oxygen on the one hand reflect conditions that are predicted for ‘future oceans’ under global warming. On the other hand, alkalinity and other carbonate chemistry parameters are considered favourable for coral growth. In coral reefs of the central Red Sea, temperature and salinity follow a seasonal cycle, while chlorophyll and inorganic nutrients mostly vary spatially, and dissolved oxygen and pH fluctuate on the scale of hours to days. Within these strong environmental gradients micro- and macroscopic reef communities are dynamic and demonstrate plasticity and acclimatisation potential. Epilithic biofilm communities of bacteria and algae, crucial for the recruitment of reef-builders, undergo seasonal community shifts that are mainly driven by changes in temperature, salinity, and dissolved oxygen. These variables are predicted to change with the progression of global environmental change and suggest an immediate effect of climate change on the microbial community composition of biofilms. Corals are so-called holobionts and associate with a variety of microbial organisms that fulfill important functions in coral health and productivity. For instance, coral-associated bacterial communities are more specific and less diverse than those of marine biofilms, and in many coral species in the central Red Sea they are dominated by bacteria from the genus Endozoicomonas. Generally, coral microbiomes align with ecological differences between reef sites. They are similar at sites where these corals are abundant and successful. Coral microbiomes reveal a measurable footprint of anthropogenic influence at polluted sites. Coral-associated communities of endosymbiotic dinoflagellates in central Red Sea corals are dominated by Symbiodinium from clade C. Some corals harbour the same specific symbiont with a high physiological plasticity throughout their distribution range, while others maintain a more flexible association with varying symbionts of high physiological specificity over depths, seasons, or reef locations. The coral-Symbiodinium endosymbiosis drives calcification of the coral skeleton, which is a key process that provides maintenance and formation of the reef framework. Calcification rates and reef growth are not higher than in other coral reef regions, despite the beneficial carbonate chemistry in the central Red Sea. This may be related to the comparatively high temperatures, as indicated by reduced summer calcification and long-term slowing of growth rates that correlate with ocean warming trends. Indeed, thermal limits of abundant coral species in the central Red Sea may have been exceeded, as evidenced by repeated mass bleaching events during previous years. Recent comprehensive baseline data from central Red Sea reefs allow for insight into coral reef functioning and for quantification of the impacts of environmental change in the region.

Beschreibung: The Laptev and Eastern Siberian shelves are the world’s broadest shallow shelf systems. Large Siberian rivers and coastal erosion of up to meters per summer deliver large volumes of terrestrial matter into the Arctic shelf seas. In this chapter we investigate the applicability of Ocean Colour Remote Sensing during the ice-free summer season in the Siberian Laptev Sea region. We show that the early summer river peak discharge may be traced using remote sensing in years characterized by early sea-ice retreat. In the summer time after the peak discharge, the spreading of the main Lena River plume east and north-east of the Lena River Delta into the shelf system becomes hardly traceable using optical remote sensing methods. Measurements of suspended particulate matter (SPM) and coloured dissolved organic matter (cDOM) are of the same magnitude in the coastal waters of Buor Khaya Bay as in the Lena River. Match-up analyses of in situ chlorophyll-a (Chl-a) show that standard Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite-derived Chl-a is not a valid remote sensing product for the coastal waters and the inner shelf region of the Laptev Sea. All MERIS and MODIS-derived Chl-a products are overestimated by at least a factor of ten, probably due to absorption by the extraordinarily high amount of non-algal particles and cDOM in these coastal and inner-shelf waters. Instead, Ocean Colour remote sensing provides information on wide-spread resuspension over shallows and lateral advection visible in satellite-derived turbidity. Satellite Sea Surface Temperature (SST) data clearly show hydrodynamics and delineate the outflow of the Lena River for hundreds of kilometres out into the shelf seas.

Beschreibung: The size of current plankton image datasets renders manual classification virtually infeasible. The training of models for machine classification is complicated by the fact that a large number of classes consist of only a few examples. We employ the recently introduced weight imprinting technique in order to use the available training data to train accurate classifiers in absence of enough examples for some classes. The model architecture used in this work succeeds in the identification of plankton using machine learning with its unique challenges, i.e. a limited number of training examples and a severely skewed class size distribution. Weight imprinting enables a neural network to recognize small classes immediately without re-training. This permits the mining of examples for novel classes.

Beschreibung: The Alpine orogeny is well recorded onshore and offshore by tectonic inversion of the Mesozoic rift basins. Large scale linear seamounts (more than 250 km long and with up to 5 km of uplift) involving oceanic and continental lithosphere were carried on top of thrusts, such as the Gorringe seamount and the Estremadura Spur in the SouthWest and West Iberia Margin, respectively. The SouthWest Iberia Margin also recorded the westward migration of the Gibraltar Oceanic slab as the westwards propagation of the Neo-Tethys subduction. Rotation of the tectonic compression from NW-SE to WNW-ESE inPliocene times caused the development of large scale dextral wrench faults as the present day Africa-Iberia plate boundary. Neotectonics of this plate boundary caused large to mega-scale destructive earthquakes and tsunamis.

Beschreibung: Hydrothermal circulation at mid-ocean ridges and assimilation of hydrothermally altered crust or hydrothermal fluids by rising magma can be traced by measuring chlorine (Cl) excess in erupted lavas. The Red Sea Rift provides a unique opportunity to study assimilation of hydrothermally altered crust at an ultra-slow spreading ridge (maximum 1.6 cm yr−1 full spreading rate) by Cl, due to its saline seawater (40–42‰, cf. 35‰ in open ocean water), the presence of (hot) brine pools (up to 270‰ salinity and 68 °C) and the thick evaporite sequences that flank the young rift. Absolute chlorine concentrations (up to 1300 ppm) and Cl concentrations relative to minor or trace elements of similar mantle incompatibility (e.g., K, Nb) are much higher in Red Sea basalts than in basalts from average slow spreading ridges. Mantle Cl/Nb concentrations can be used to calculate the Cl-excess, above the magmatic Cl, that is present in the samples. Homogeneous within-sample Cl concentrations, high Cl/H2O, the decoupling of Cl-excess from other trace elements and its independence of the presence of highly saline seafloor brines at the site of eruption indicate that Cl is not enriched at the seafloor. Instead we find basaltic Cl-excess to be spatially closely correlated with evidence of hydrothermal activity, suggesting that deeper assimilation of hydrothermal Cl is the dominant Cl-enrichment process. A proximity of samples to both evaporite outcrops and bathymetric signs of volcanism on the seafloor enhance Cl-excess in basalts. The basaltic Cl-excess can be used as a tracer together with new bathymetric maps as well as indications of hydrothermal venting (hot brine pools, metalliferous Hydrothermal circulation at mid-ocean ridges and assimilation of hydrothermally altered crust or hydrothermal fluids by rising magma can be traced by measuring chlorine (Cl) excess in erupted lavas. The Red Sea Rift provides a unique opportunity to study assimilation of hydrothermally altered crust at an ultra-slow spreading ridge (maximum 1.6 cm yr−1 full spreading rate) by Cl, due to its saline seawater (40–42‰, cf. 35‰ in open ocean water), the presence of (hot) brine pools (up to 270‰ salinity and 68 °C) and the thick evaporite sequences that flank the young rift. Absolute chlorine concentrations (up to 1300 ppm) and Cl concentrations relative to minor or trace elements of similar mantle incompatibility (e.g., K, Nb) are much higher in Red Sea basalts than in basalts from average slow spreading ridges. Mantle Cl/Nb concentrations can be used to calculate the Cl-excess, above the magmatic Cl, that is present in the samples. Homogeneous within-sample Cl concentrations, high Cl/H2O, the decoupling of Cl-excess from other trace elements and its independence of the presence of highly saline seafloor brines at the site of eruption indicate that Cl is not enriched at the seafloor. Instead we find basaltic Cl-excess to be spatially closely correlated with evidence of hydrothermal activity, suggesting that deeper assimilation of hydrothermal Cl is the dominant Cl-enrichment process. A proximity of samples to both evaporite outcrops and bathymetric signs of volcanism on the seafloor enhance Cl-excess in basalts. The basaltic Cl-excess can be used as a tracer together with new bathymetric maps as well as indications of hydrothermal venting (hot brine pools, metalliferous sediments) to predict where hydrothermal venting or now inactive hydrothermal vent fields can be expected. Sites of particular interest for future hydrothermal research are the Mabahiss Deep, the Thetis-HadarbaHatiba Deeps and Shagara-Aswad-Erba Deeps (especially their large axial domes), and Poseidon Deep. Older hydrothermal vent fields may be present at the Nereus and Suakin Deeps. These sites significantly increase the potential of hydrothermal vent field prospection in the Red Sea.

Beschreibung: The deep-sea brines of the Red Sea are unusual extreme environments and form characteristically steep gradients across the brine-seawater interfaces. Due to their unusual nature and unique combination of physical-chemical conditions these interfaces provide an interesting source of new findings in the fields of geochemistry, geology, microbiology, biotechnology, virology, and general biology. The current chapter summarizes recent and new results in the study of geochemistry and life at the interfaces of brine-filled deeps of the Red Sea.

Beschreibung: This paper addresses visual navigation of autonomous underwater vehicles (AUVs) with and without a given map, where the latter is called Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). We summarize the challenges and opportunities in underwater environments that make visual navigation different from land navigation and also briefly survey the current state-of-the-art in this area. Then as a position paper we argue why many of these challenges could be met by a proper modeling of uncertainties in the SLAM representation. This would in particular allow the SLAM algorithm to thoroughly handle the ambiguity between “I see the same feature again.”, “I see a different but similar looking feature.” and “The environment has changed and the feature moved.”.