ALBERT

Description: Zum besseren Verständnis der Standortpräferenzen von Eriophorum vaginatum, Erica tetralix und Molinia coerulea hinsichtlich ihrer Wiederbesiedlung teilabgetorfter, wiedervernäßter Hochmoore wurden Gefäßversuche auf fünf Substraten unter zwei unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen, naß und wechselfeucht, angelegt. Die fünf Varianten bestanden aus drei unterschiedlich vererdeten Bunkerden und einem Weißtorf sowie einem Schwarztorf. Die produzierte Biomasse und die Anzahl der Blüten dienten als Maß für die Pflanzenvitalität. Alle drei Versuchsarten zeigten die höchste Vitalität auf der mäßig vererdeten gefolgt‚von der schwach vererdeten Bunkerde. Auf den anderen drei Substraten war die Vitalität geringer, in den meisten Fällen sogar signifikant. Es läßt sich keine singuläre Ursache dafür verantworlich machen. Die Ergebnisse beruhen Vielmehr auf der Summe der mikrobiologischen, physikalischen und Chemischen Eigenschaften der Bunkerden und Torfe. Es zeigt sich, daß die ausgewählten Pflanzen gut zur Charakterisierung von Bunkerde und Torfeigenschaften geeignet sind.

Description: In order to extend the knowledge of requirements of Molinia coerulea, Eriophorum vaginatum und Erica tetralix on substrate properties,if they colonise cut-over raised bogs, pot experiments were established. These plants have been chosen, because they are important species in the renaturation process of bogs in North-West Germany. The five substrates, there top-spits and two peats, have been chosen according to typical situations at abandoned peat harvest areas.They were decomposed to different degrees. The experiment was made both under permanent wet conditions and under changing soil moisture. The above ground biomass produced and the number of flowers were used to indicate the vitality of the plants. In every case the highest-vitality was achieved on the medium decomposed top-spit followed by the weakly decomposed top-spit. All other substrates caused a lower vitality, which mostly was even significant. The results are not caused by one single factor. Microbiological and physical properties are more important for the plant growth than the chemical composition of peat and top-spit. It is shown that chosen plants are valuable indicators for the quality of top-spit resp. peat.

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Um einen Torfkörper zu erhalten, braucht ein Hochmoor nur eine sehr geringe Wasserzufuhr. Diese muß aber absolut konstant über das Jahr verteilt sein, weil in jedem Moment, in dem der Körper nicht wassergesättigt ist, der Torf oxidieren wird. Das "Mittel",um diese konstante Zufuhr zu garantieren, das Akrotelm, muß sich dauernd erneuern, um die notwendige große Speicherkapazität und den vertikalen Durchlässigkeitsgradienten zu erhalten. Die akrotelmbildenden Pflanzenarten müssen einen "kritischen Kompromiß" zwischen einer ziemlich langsamen und einer ziemlich schnellen Humifikation sowie zwischen einer möglichst beschränkten Durchlässigkeit und einer möglichst großen Speicherkapazität gestalten. Auf der nördlichen Halbkugel verfügen nur einige Sphagnumarten über solche Kombinationen von entgegengesetzten Eigenschaften. Weil diese Sphagnumarten keine Wurzeln und wenig Kapillarität besitzen und weder längere Austrocknung noch längere Überstauung ertragen, wachsen sie nur in einem sehr beschränkten Wasserstandsbereich. Die hydrologische Selbstregulation eines lebenden Hochmoores ist sowohl auf die Erfordernisse der Hochmoorvegetation als auch auf die des Torfkörpers abgestimmt. Dazu verfügt das Hochmoor über mehrere negative Rückkoppelungsmechanismen: Änderung von Albedo, Akrotelm, Mooratmung, intraspezifische morphologische Änderungen, Änderungenm den Mikrovegetationsmustem und Änderungen1n den Makrovegetationsmustem. Eine lebende torfbildende Vegetation ist eine Voraussetzung, um ein Hochmoor langfristig stabil zu erhalten. Es gibt aber einige Selbstregulationsmechanismen, die ein anthropogen geschädigtes (totes) Hochmoor unter Umständen ins Leben zurückrufen können. Wenn ein Hochmoor zu weit geschädigt ist, sind natürliche Prozesse dazu nicht mehr imstande, und es sind erhebliche anthropogene Gestaltungs-Aktivitäten nötig. Diese müssen die hydrologischen Bedingungen für Hochmoorsphagnen wieder herstellen. Von den Selbstregulationsmechanismen können dabei nur Akrotelm und Mooratmung einigermaßen simuliert werden.

Description: Only a very small water supply is needed to maintain a bog’s peat deposit. This supply must be distributed constantly over the year, because peat will oxidize when the peat body is not completely saturated with water. The "device" to garantuee this constant supply must renew itself continuously to maintain a large storage coefficient and a specific vertical gradient in permeability. The plants to built up an acrotelm must realize a "critical compromise" between a rather slow and a rather fast humification, and between a lowest possible permeability and a largest possible storage coefficient. In the northern hemisphere only some species of Sphagnum have the right combination of these opposing properties. These Sphagnum species have no roots and have only a limited capillarity. They do not tolerate a long-lasting desiccation nor a long-lasting inundation. Therefore they only thrive in an environment with limited waterlevel fluctuations. The selfregulation of a raised bog aims both at the requirements of the bog vegetation and that of the peat body. To this end, a raised bog has several negativ feedback mechanisms: change in albedo, acrotelm, mooratmung, intraspecific morphologic changes, changes in vegetational micro- and macropattems. A living bog vegetation is a prerequisite to maintain a raised bog on the long run. Some selfregulation mechanisms, however, may resuscitate a damaged (dead) raised bog. In case of large injuries, natural processes may be incapable to regenerate the bog, and substantial anthropogenic measures are necessary. These measures have to reinstall conditions that satisfy the hydrological demands of bog Sphagna. The only selfregulation mechanisms that can be simulated to some extent by Man are acrotelm and mooratmung.

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Eine effektive Methode für die Interpretation verschiedener geophysikalischer Daten ist die kombinierte Auswertung der unterschiedlichen Messungen. Eine wichtige Grundlage für die kombinierte Auswertung seismischer und gravimetrischer Daten sind empirische Korrelationsbeziehungen zwischen der seismischen Geschwindigkeit und der Dichte. In Regionen mit extrem großen Krustenmächtigkeiten und hohen Temperaturen läßt sich mit bekannten Geschwindigkeit-Dichte-Relationen kein übereinstimmendes Modell aus den seismischen und gravimetrischen Daten ableiten. Auf der Basis von in der Literatur veröffentlichten Labordaten wurde das Verhalten der Dichte und der seismischen Geschwindigkeit von kristallinen Gesteinen unter dem Einfluß von Druck und Temperatur systematisch untersucht. Die Untersuchungen beinhalten auch den Temperaturbereich der partiellen Aufschmelzung der verschiedenen Gesteine. Druck und Temperatur haben einen entgegengesetzten Effekt auf die seismische Geschwindigkeit. Druckerhöhung bewirkt im allgemeinen eine Zunahme der Geschwindigkeit, Temperaturerhöhung führt zu einer Erniedrigung. Bei Erreichen der Schmelztemperatur wird eine drastische Geschwindigkeitsabnahme beobachtet, die bis über 50% betragen kann. Der Einfluß von Druck und Temperatur auf das Verhalten der Dichte ist, im Vergleich zur Geschwindigkeit, sehr viel geringer. Bei Temperaturerhöhung bis zur partiellen Aufschmelzung werden Dichteänderungen von unter 5% beobachtet. Um eine ausreichende Anzahl von Daten für die Entwicklung einer temperaturabhängigen Geschwindigkeit-Dichte-Relation zur Verfügung zu haben, wird aus den vorhandenen Labordaten das Verhalten der Geschwindigkeit unter extremen Temperaturbedingungen mit Hilfe von Modellrechnungen extrapoliert. Auf der Basis der vorhandenen chemischen Analyse wird für verschiedene Gesteine die initiale Schmelztemperatur und der Anteil der Schmelze bestimmt. In einem weiteren Schritt wird mit Hilfe eines einfachen Modellansatzes die Änderung der Geschwindigkeit bei partieller Aufschmelzung berechnet. Aus den so gewonnenen Daten wird eine temperaturabhängige Geschwindigkeit-Dichte-Relation und eine Geschwindigkeit-Dichte-Relation in Abhängigkeit des Schmelzanteils abgeleitet. Für die kombinierte Auswertung von seismischen und gravimetrischen Profildaten wurde ein Programmsystem zur Umrechnung von Raytracing-Geschwindigkeitsmodellen in Dichtemodelle geschrieben. Für die Umrechnung können verschiedene Geschwindigkeit-Dichte-Relationen benutzt werden. Das Dichtemodell kann über eingebundene Optimierungsalgorithmen an die gemessene Schwerekurve angepaßt werden. Die Anwendung der temperaturabhängigen Korrelationsbeziehungen zwischen Dichte und Geschwindigkeit wird am Beispiel von gravimetrischen und seismischen Profildaten aus dem Bereich der zentralen Anden zwischen 21° S und 24° S vorgestellt. Die Profildaten kreuzen einen Krustenbereich des Andenorogens, der von einem extremen Schwereminimum und einer großen Krustenmächtigkeit geprägt ist. Geothermische Modellrechnungen ergeben extreme Temperaturverhältnisse im Tiefenbereich der mittleren und unteren Kruste. Das refraktionsseismische Modell der andinen Kruste zeigt ausgeprägte Zonen erniedrigter Geschwindigkeit (LVZ) in der mittleren und unteren Kruste. Die niedrigen Geschwindigkeiten, verbunden mit der extremen Krustenmächtigkeit ergeben bei der Umrechnung der refraktionsseismischen Modelle in Dichtemodelle mit normalen Geschwindigkeit-Dichte-Relationen eine deutliche Überkompensation des Schwereminimums. Mit der temperaturabhängigen Geschwindigkeit-Dichte-Relation läßt sich eine gute Anpassung an die gemessene Schwerekurve erreichen. Mit dem Ergebnis der Anpassung kann der Grad der partiellen Aufschmelzung der andinen Kruste bestimmt werden. Der Anteil der partiellen Schmelze in den LVZ der Kruste im Bereich unter der Westkordillere kann, abgeleitet aus den Modellrechnungen, bis zu 20% betragen.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Es wird ein 3D-Dichtemodell der Nördlichen Kalkalpen vorgestellt, das sich auf eine breite Datenbasis von Ergebnissen aus der Gravimetrie, der Reflexionsseismik, der Refraktionsseismik und von Bohrlochmessungen stützen kann. Das Modell erfaßt die oberflächennahen Störmassen durch die Verwendung der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz (Meurers et al., 1989) und berücksichtigt eine Moho, deren Struktur unter Verwendung einer Kombination von direkten und indirekten, gravimetrischen 3D-Verfahren auf der Basis der gravimetrischen und seismischen Ergebnisse berechnet wurde. Zusammen mit den Informationen aus der Reflexionsseismik konnten mit diesem Konzept alle wesentlichen, bekannten Strukturen zwischen der topographischen Oberfläche und der Moho in die Modellierungen integriert werden. Das vorgestellte 3D-Dichtemodell erlaubt eine • Analyse der gravimetrischen Krusten- und Mantel-Effekte, sowie eine • Analyse der Qualität der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz. Voruntersuchungen, die Erstellung der nötigen Hilfsmittel zur Berechnung des 3D-Modells und dessen Diskussion brachten die folgenden Resultate: • Eine Zusammenstellung der im Untersuchungsgebiet vorkommenden Gesteinsdichten, basierend auf Handstücken, Dicht elogs und Ergebnissen der seismischer Teufenwandlung und der statistisch behandelten Geschwindigkeit slogs, wird vorgelegt. • Die 2D-Modellrechnungen im Vorland zeigen, daß Dreieckszonen (triangle zones) gravimetrisch nicht direkt nachweisbar sind. Auch eine altersabhängige Dichteverteilung der einzelnen Molasseeinheiten erzeugen nur sehr geringe gravimetrische Effekte. Die Bausteinschichten sind dagegen in oberflächennaher, steiler Lagerung gravimetrisch auflösbar. Sie können als ’’tektonische Indikatoren” in ein lokales 3D-Modell integriert werden. Im regionalen Rahmen sind sie wegen ihres geringen Schwereeffektes aber nicht erfaßbar. • Für die Nördlichen Kalkalpen wird die gravimetrische Auflösbarkeit geologischer Strukturen untersucht und die Aussagefähigkeit von 2D-Modellrechnungen relativiert. • Die geologischen Interpretationen auf den Profilen Grünten - Landeck und Bad Tölz - Innsbruck stehen im Einklang mit den gravimetrischen Daten. Die 2D-Modellrechnungen fordern für Schwereuntersuchungen in diesem Gebiet die Verwendung der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz und die Berücksichtigung der Moho. • Eine das gesamte Untersuchungsgebiet überdeckende Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz wird vorgestellt und anhand des Residualschwerefeldes des 3D-Modells diskutiert. • Die unter Verwendung von Daten aus der Reflexionsseismik, Refraktionsseismik und Gravimetrie berechnete Moho unter den Nördlichen Kalkalpen wird vorgestellt. • Der in der Literatur oft verwendete Dichtekontrast an der Moho von 0.4 g/cm3 ist für das Untersuchungsgebiet nicht realistisch. Die Modellrechnungen führen zu einem Kontrast von 0.22 g/cm3 an der Kruste-Mantel-Grenze. • Eine Trennung der Krusten- und Mantel- Effekte im Untersuchungsgebiet ist nicht mit Wellenlängenfilterungen, sondern nur mittels 3D-Modellrechnungen möglich.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen