ALBERT

Description: The Gulf of St. Lawrence is increasingly affected by bottom water hypoxia; however, the timescales and pathways of deep water transport remain unclear. Here, we present results from the Deep Tracer Release eXperiment (TReX Deep), during which an inert SF 5 CF 3 tracer was released inshore of Cabot Strait at 279 m depth to investigate deep inflow transport and mixing rates. Dispersion was also assessed via neutrally-buoyant Swish floats. Our findings indicate that the tracer moves inland at 0.5 cm s −1 , with an effective lateral diffusivity of 2 × 10 2 m 2 s −1 over 1 year. Simplified 1D simulations suggest inflow water should reach the estuary head in 1.7 years, with the bulk arriving after 4.7 years. Basin-wide effective vertical diffusivity is around 10 −5 m 2 s −1 over 1 year; however, vertical diffusivity increases near the basin slopes, suggesting that turbulent boundary processes influence mixing. These results are compared to Lagrangian simulations in a regional 3D model to evaluate the capacity to model dispersion in the Gulf.

Description: Accurate reconstruction of seasonal atmospheric patterns of the past is essential for reliable prediction of how climate will evolve due to anthropogenic CO2 forcing. The Eocene ‘hot house’ climate, as the warmest epoch during the Cenozoic, is considered as a potential analogue for ‘high-CO2’ future climate scenarios. In this context, the reconstruction of variations in seasonality are as important as changes in mean annual conditions. Here we combine stable oxygen (δ18O) and dual clumped isotope (Δ47 + Δ48) measurements of a bivalve shell to determine sub-annual variations in sea surface temperatures and oceanic freshening in the Paris Basin during the Mid-Eocene Climate Optimum, 40 million years ago. Our reconstruction indicates to high mean annual temperatures with a small seasonal amplitude (33.3 °C ± 4.4 °C) and an enhanced fresh water input during the summer period. Our results implying a substantially warmer climate state with different hydrological conditions for Western Europe during the Eocene than previously suggested by proxy data or climate modelling.

Description: Thriving in both epipelagic and mesopelagic layers, Rhizaria are biomineralizing protists, mixotrophs or flux-feeders, often reaching gigantic sizes. In situ imaging showed their contribution to oceanic carbon stock, but left their contribution to element cycling unquantified. Here, we compile a global dataset of 167,551 Underwater Vision Profiler 5 Rhizaria images, and apply machine learning models to predict their organic carbon and biogenic silica biomasses in the uppermost 1000 m. We estimate that Rhizaria represent up to 1.7% of mesozooplankton carbon biomass in the top 500 m. Rhizaria biomass, dominated by Phaeodaria, is more than twice as high in the mesopelagic than in the epipelagic layer. Globally, the carbon demand of mesopelagic, flux-feeding Phaeodaria reaches 0.46 Pg C y −1 , representing 3.8 to 9.2% of gravitational carbon export. Furthermore, we show that Rhizaria are a unique source of biogenic silica production in the mesopelagic layer, where no other silicifiers are present. Our global census further highlights the importance of Rhizaria for ocean biogeochemistry.

Description: Die Kommunikation zur Einführung des CO2-Grenzausgleichsmechanismus lief zwischen der Europäischen Union und Drittländern rigide und wenig koordiniert ab, so das Ergebnis einer neuen Ariadne-Analyse. Forschende untersuchten, wie die EU ihre Diplomatie dabei organisiert hat, um möglichem handelspolitischem Protest schon während der Entwicklung des CO2-Grenzausgleiches zu begegnen. Die eher reaktive diplomatische Begleitung hat den Ariadne-Forschenden zufolge möglicherweise dazu beigetragen, dem Widerstand von Handelspartnern weniger Angriffsfläche zu bieten und die Akzeptanz des Mechanismus als Ausdruck des Führungsanspruchs der EU bei ambitionierter Klimapolitik zu erhöhen.

Description: The European Union’s outreach to third countries during the introduction of the Carbon Border Adjustment Mechanism was rigid and uncoordinated, new Ariadne analysis has found. Researchers investigated how the EU organized its diplomacy to counter trade concerns during the development of the Carbon Border Adjustment Mechanism. According to the Ariadne researchers, the fact that the EU’s diplomatic outreach was rather reactive may have helped to provide less of a target for opposition from trading partners and to increase acceptance of the mechanism as an expression of the EU’s claim to leadership in ambitious climate policy.

Description: Several species from various zooplankton taxa perform seasonal vertical migrations (SVM) of typically several hundred meters between the surface layer and overwintering depths, particularly in high-latitude regions. We use OPtimality-based PLAnkton (OPPLA) ecosystem model) to simulate SVM behavior in zooplankton in the Labrador Sea. Zooplankton in OPPLA is a generic functional group without life cycle, which facilitates analyzing SVM evolutionary stability and interactions between SVM and the plankton ecosystem. A sensitivity analysis of SVM-related parameters reveals that SVM can amplify the seasonal variations of phytoplankton and zooplankton and enhance the reduction of summer surface nutrient concentrations. SVM is often explained as a strategy to reduce exposure to visual predators during winter. We find that species doing SVM can persist and even dominate the summer-time zooplankton community, even in the presence of Stayers, which have the same traits as the migrators, but do not perform SVM. The advantage of SVM depends strongly on the timing of the seasonal migrations, particularly the day of ascent. The presence of higher (visual) predators tends to suppress the Stayers in our simulations, whereas the SVM strategy can persist in the presence of non-migrating species even without higher predators.

Description: Caldera-forming eruptions of silicic volcanic systems are among the most devastating events on Earth. By contrast, post-collapse volcanic activity initiating new caldera cycles is generally considered less hazardous. Formed after Santorini’s latest caldera-forming eruption of ~1600 bce , the Kameni Volcano in the southern Aegean Sea enables the eruptive evolution of a recharging multi-cyclic caldera to be reconstructed. Kameni’s eruptive record has been documented by onshore products and historical descriptions of mainly effusive eruptions dating back to 197 bce . Here we combine high-resolution seismic reflection data with cored lithologies from International Ocean Discovery Program Expedition 398 at four sites to determine the submarine architecture and volcanic history of intra-caldera deposits from Kameni. Our shore-crossing analysis reveals the deposits of a submarine explosive eruption that produced up to 3.1 km 3 of pumice and ash, which we relate to a historical eruption in 726 ce . The estimated volcanic explosivity index of magnitude 5 exceeds previously considered worst-case eruptive scenarios for Santorini. Our finding that the Santorini caldera is capable of producing large explosive eruptions at an early stage in the caldera cycle implies an elevated hazard potential for the eastern Mediterranean region, and potentially for other recharging silicic calderas.

Description: Wasserstoff wird eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung von schwer elektrifizierbaren Sektoren spielen, doch die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff steckt noch in der Anfangsphase. Aus diesem Grund wird die Nutzung von kohlenstoffarmem Wasserstoff aus nicht-erneuerbaren Quellen als Übergangslösung auf dem Weg zu einer erneuerbaren Wasserstoffwirtschaft diskutiert. Kohlenstoffarmer Wasserstoff umfasst unterschiedliche Produktionsmethoden, wie die Herstellung aus fossilen Brennstoffen mit nachfolgender Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) oder -nutzung (CCU), sowie die Elektrolyse mit Strom aus Kernenergie. Um eine positive Klimaschutzwirkung durch den Einsatz von kohlenstoffarmem Wasserstoff sicherzustellen, müssen signifikante Reduzierungen von Treibhausgasemissionen (THG) erzielt werden. Dies sollte durch einen kohärenten regulatorischen Rahmen für die Produktion und den Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff auf EU-Ebene gewährleistet werden. Diese Analyse gibt demnach Einblicke in den aktuellen Stand der EU-Gesetzgebung zur Produktion und zum Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff und untersucht, ob die verbundenen Risiken und Herausforderungen für einen wirksamen Klimaschutz durch den Rechtsrahmen abgedeckt sind. Da jede Produktionsmethode durch unterschiedliche Herausforderungen charakterisiert ist, untersucht die Analyse die jeweiligen Regelungen gasbasierter Wasserstoffproduktion mit CCS, gasbasierter Wasserstoffproduktion mit CCU, sowie die Wasserstoffproduktion mit Kernenergie im Einzelnen. Auf dieser Grundlage werden Empfehlungen für die Entwicklung des regulatorischen Rahmens für innereuropäisch produzierten und importierten kohlenstoffarmem Wasserstoff formuliert.

Description: Renewable hydrogen is necessary for the decarbonization of sectors that are difficult to electrify, such as industry and aviation, and as a storage medium for surplus electricity from renewable sources.

Description: Wasserstoff ist durch seine vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten ein Schlüsselelement der Sektorenkopplung auf dem Weg zur Klimaneutralität. Damit Wasserstoff aber für unterschiedliche, momentan noch nicht abschließend definierte Anwendungsbereiche genutzt werden kann, sind entsprechende technologische Infrastrukturen notwendig. Diese umfassen die Produktion, die Speicherung und den Transport von Wasserstoff. Während bei der Bereitstellung von Wasserstoff konkrete Ziele formuliert wurden und auch hinsichtlich der Anwendungsbereiche deutliche, wenn auch konkurrierende Vorstellungen bestehen, sind bei der Wasserstoffinfrastruktur viele grundsätzliche Fragen offen. Vor diesem Hintergrund diskutiert diese Analyse, unbeschadet der Tatsache, dass bislang weder eine Systementwicklungsplanung noch ein abgeschlossenes Wasserstoffwirtschaftsrecht in Deutschland bestehen, wie viel „System“ und „Planung“ bereits jetzt durch Stakeholder und den einschlägigen Rechtsrahmen mit Blick auf Wasserstoff mitgedacht werden. Dabei orientiert sich die Analyse an folgenden Fragen: Erfolgt die Regulierung in Sachen Wasserstoff bereits jetzt aus der Sicht eines geschlossenen Energiesystems? Sehen die Stakeholder Wasserstoff bereits systemisch und interpretieren sie den bestehenden Rechtsrahmen zur Planung der Infrastrukturen entsprechend? Folgen die Vorstellungen der Wasserstoffinfrastruktur schon jetzt systemischen Ansätzen oder stellen sie vielmehr eine weitere sektorale Infrastruktur und Planung dar? Die vorliegende Analyse zeigt, dass Stakeholder nicht grundsätzlich einen systemischen Blick auf Wasserstoff haben und gerade bei wirtschaftlichen Akteuren teilweise eine sektorale Betrachtung überwiegt. Hier sollte beobachtet werden, in welcher Weise bei der Realisierung des seit dem Sommer 2023 vorliegenden Vorschlag des Wasserstoffkernnetzes (FNB Gas 2023), Nutzerbedarfe in die Planungsprozesse einbezogen werden. Noch weniger berücksichtigen einschlägige Rechtsvorschriften die systemische Bedeutung von Wasserstoff. Beachtenswert ist dabei unter anderem, dass die bestehenden nationalen Vorschriften zur Einführung einer Wasserstoffnetzplanung wenig bis gar keine Bezugnahme zur systemischen Funktionsweise von Wasserstoff aufweisen. Im europäischen Recht entfaltet die Erneuerbare-Energien-Richtlinie durch das Kriterium der Zusätzlichkeit bei neu in Betrieb genommenen Anlagen hingegen durchaus eine vorgelagerte systemische Entscheidungswirkung. In der deutschen Planungspraxis könnte der systemische Aspekt dadurch gestärkt werden, dass Strom- und Wasserstoffnetzplanungen über Einzelaspekte wie Power-to-Gas-Anlagen in Zukunft von vornherein integriert angelegt werden.