ALBERT

Description: Am 24. November 2022 veranstaltete das Helmholtz Forum Forschungssoftware eine Informationsveranstaltung zu aktuellen Entwicklungen im Bereich Forschungssoftware in Helmholtz. Das Helmholtz Forum Forschungssoftware wird gemeinsam von der Task Group Forschungssoftware des AK Open Science und dem HIFIS Software Cluster getragen. Die Veranstaltung wurde unter dem Titel „3. Helmholtz Open Science Forum Forschungssoftware“ vom Helmholtz Open Science Office organisiert. Eine erste Veranstaltung des Helmholtz Forum Forschungssoftware fand im Mai 2021 und eine zweite im April 2022 statt. Der vorliegende Bericht dokumentiert die erfolgreiche Veranstaltung, an der rund 90 Mitarbeitende aus Helmholtz teilgenommen haben.

Description: Wie verändert sich der globale Wasserkreislauf? Welche Schwankungen und langfristigen Trends charakterisieren die Süßwasserressourcen in den verschiedenen Regionen der Erde? Was tragen Umweltveränderungen und die Wassernutzung durch Menschen dazu bei? Zur Beantwortung dieser Fragen stellen satellitenbasierte Beobachtungen der Variationen des Erdschwerefelds einzigartige Informationen über die Wasserspeicherung auf den Kontinenten bereit.

Description: Die Landschaft, in der wir leben, ist nicht chaotisch, sondern effizient organisiert, auch wenn wir dies häufig nicht bemerken. Sie wird von einer natürlichen Architektin – Wasser – funktional gestaltet. Den Kräften der Gebirgsbildung stehen eine Reihe von wasserbetriebenen Werkzeugen gegenüber, die die Landschaft in einem dynamischen Gleichgewicht halten. In diesem Beitrag beleuchten wir einige Werke der Architektin Wasser, die das GFZ erforscht.

Description: Das Wasser in der Landschaft weist eine hohe raum-zeitliche Variabilität auf. Immer wieder kommt es zu hydrologischen Extremen wie Dürren und Hochwasser. Treten Hochwasser in besiedelten Gebieten auf, können sie sich zu Hochwasserkatastrophen entwickeln. In diesem Beitrag beleuchten wir das Risikopotenzial des Wassers und diskutieren, was wir als Gesellschaft tun können, um diese Risiken besser zu verstehen und zu minimieren.

Description: Gewaltige Mengen unterschiedlicher Metalle werden für die weltweit angestrebte Energiewende benötigt, welche vielfach aus hydrothermalen Erzlagerstätten stammen. Diese Lagerstätten bilden sich nur unter bestimmten geologischen Bedingungen durch das Zusammenspiel verschiedener physikalischer und chemischer Prozesse. Die Erforschung dieser stark gekoppelten Prozesse auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen ist essentiell für die Entdeckung und nachhaltige Nutzung neuer Rohstoffvorkommen.

Description: Treffen Regenwasser und kleine Mengen darin gelöster Kohlensäure auf Gestein, erfolgt eine chemische Reaktion, bei der ein Teil des Gesteins in Boden umgewandelt und ein anderer Teil im Regenwasser gelöst wird. In der Folge wird gelöster Kohlenstoff über Flüsse in das Meer gespült, wo er zusammen mit ebenso gelöstem Calcium und Magnesium zu Kalkstein wird. Dieser Prozess bindet Kohlendioxid (CO2) über sehr lange Zeiträume. Am GFZ erforschen wir, wie dieser Mechanismus das Erdklima seit Milliarden Jahren reguliert und auf Veränderungen im Wasserkreislauf reagiert.

Description: Der Kronendurchlass, d. h. der Anteil des Niederschlags, der durch das Kronendach des Waldes dringt, wird stark von der Art des Niederschlags und den Eigenschaften des Waldbestands beeinflusst. Das komplexe Zusammenspiel dieser Faktoren inklusive ihrer jahreszeitlichen Veränderungen zu entschlüsseln, ist eine große wissenschaftliche Herausforderung und nur mit langjährigem Monitoring in verschiedenen Waldbeständen möglich. Das Langzeit-Umweltobservatorium TERENO Nord-Ost zur Erforschung der regionalen Auswirkungen des Globalen Wandels liefert hierfür ideale Voraussetzungen.

Description: Mit dem Journal „System Erde“ berichtet das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ über die unterschiedlichen Facetten seiner Forschungsarbeiten. Die Reihe richtet sich vor allem an Entscheiderinnen und Entscheider in Wissenschaft, Gesellschaft und Politik, an interessierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie an die fachinteressierte Öffentlichkeit.

Description: Transfer-Erfolgsindikatoren 42 Fokus Ausgründungen 44 Transfer-Steckbriefe 46

Description: On May 9, 2023, the Helmholtz Open Science Office organized the Forum "Research Evaluation, Reputation Systems, and Openness". On this occasion, experts from Helmholtz and the scientific community presented current developments in the field of research evaluation and reflected on the connection between reputation systems and openness. The event focused on three main topics: 1) Development of Helmholtz quality indicators for data and software products, 2) 10 years Declaration on Research Assessment (DORA) and 3) Coalition for Advancing Research Assessment (CoARA). A central subject in the discussion and presentations was the issue of the use and definitions of indicators which foster Open Science. The discussion centered on what appropriate incentives look like in order to make research evaluation fair and appreciative. Furthermore, the relevance of these questions from the perspective of early-career scientists was highlighted.

Description: Während der Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie in Deutschland für April 2023 vorgesehen ist, bleibt die Entsorgung des hochradioaktiven Materials eine langfristige Aufgabe, die auch zukünftige Generationen betreffen wird. Mit dem Standortauswahlgesetz (StandAG) gibt der Gesetzgeber die Rahmenbedingungen für das derzeit laufende Verfahren zur Standortauswahl für ein tiefengeologisches Lager (1) in Deutschland vor. Ziel des Verfahrens ist es, für einen Zeitraum von einer Million Jahre bestmögliche Sicherheit zu gewährleisten, um Mensch und Umwelt vor möglichen schädlichen Auswirkungen des hochradioaktiven Materials dauerhaft zu schützen. Nach derzeitigem Kenntnisstand stellt die Lagerung der Abfälle in einem geologischen Tiefenlager dafür die beste Option dar. Meist weniger beachtet wird in diesem Zusammenhang der Zeithorizont bis zu einem Verschluss des Tiefen- lagers: Schon nach dem aktuellen Zeitplan wird dieser aller Voraussicht nach bis ins nächste Jahrhundert reichen. Steht der Standort erst mit von der Bundesgesellschaft für Endlage- rung (BGE) geschätzten rund 10 bis 35 Jahren Verzögerung fest, könnte sich der Verschluss des Tiefenlagers bis in die Mitte des 22. Jahrhunderts verschieben. Erst nach Verschluss wird ein wartungsfreier Zustand des Lagers erreicht. Dies bedeutet, dass das StandAG lediglich einen Startpunkt für einen Prozess darstellt, mit dem sich Wissenschaft und Gesellschaft noch einige Generationen lang aktiv befassen müssen.

Description: In einer Lagerhalle wird ein unglaublicher Mordfall entdeckt. Viele Steine sind ermordet worden! Detektiv Hercule Poirot nimmt die Ermittlungen auf. Er engagiert eine Gruppe internationaler Geo-ForscherInnen für die Suche nach den „Tätern“ in einer Bohrkampagne in spektakulären Landschaften Chiles. Sie finden Nachweise zum Tatvorgang in Forschungslaboratorien – und eine überraschende Auflösung des Mordfalles. Im Film geht es um eine wissenschaftliche Frage: Wie wird durch Verwitterung tief unter der Erdoberfläche Gestein zu Boden? Die vier „Verdächtigen“ (also Prozesse) – Brüche im Gestein, Wasserfluss, chemische Reagenzien und Mikroben werden in Animationen sichtbar. Sie sind jedoch Hypothesen. Diese lassen sich nicht direkt beweisen, sondern nur als falsch nachweisen. Wie ein Alibi in einem Kriminalfall. Schaut den Film, um zu sehen, ob dies gelingt!

Description: In einer Lagerhalle wird ein unglaublicher Mordfall entdeckt. Viele Steine sind ermordet worden! Detektiv Hercule Poirot nimmt die Ermittlungen auf. Er engagiert eine Gruppe internationaler Geo-ForscherInnen für die Suche nach den „Tätern“ in einer Bohrkampagne in spektakulären Landschaften Chiles. Sie finden Nachweise zum Tatvorgang in Forschungslaboratorien – und eine überraschende Auflösung des Mordfalles. Im Film geht es um eine wissenschaftliche Frage: Wie wird durch Verwitterung tief unter der Erdoberfläche Gestein zu Boden? Die vier „Verdächtigen“ (also Prozesse) – Brüche im Gestein, Wasserfluss, chemische Reagenzien und Mikroben werden in Animationen sichtbar. Sie sind jedoch Hypothesen. Diese lassen sich nicht direkt beweisen, sondern nur als falsch nachweisen. Wie ein Alibi in einem Kriminalfall. Schaut den Film, um zu sehen, ob dies gelingt!

Description: Wie wirkt sich Wiederaufforstung auf den Wasserkreislauf aus? 52 Menschen beeinflussen Wachstum von Blaualgen 53 Deutscher Umweltsatellit EnMAP geht in den Regelbetrieb 54 Deutschland: Mehr Wärme im Untergrund als bisher angenommen 55 Kick-off der GeoEnergie Allianz Berlin-Brandenburg GEB² 55 Methan aus Sibirien im Sommer 56 Neues aus der Klimageschichte des Toten Meeres 56 Wie tief schläft der Eifel-Vulkanismus? 57 Schwankungen des Meeresspiegels können Erdbeben auslösen 58 Wasser sickert tiefer in die Erde als erwartet 58 Neue Erkenntnisse zu frühen Ozeanen 58 Überreste einer ausgestorbenen Welt von Lebewesen entdeckt 59 Abholzung der Tropenwälder 60 Europas Sommerdürren in Baumringen 60 Immer weniger Sterne am Nachthimmel 60 Neue Erkenntnisse zum Ringstrom 61 GFZ erfolgreich bei europäischer Forschungsförderung 62 GFZ Friends – Förderverein des GFZ 62 Ausgezeichnet 63 Bücher 67

Description: Das Bürgerwissenschaftsprojekt Nachtlichter ist Teil des Nachtlicht-BüHNE Projekts (2019 – 2022), finanziert von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF). Im Projekt haben wir einen bisher einzigartigen und weiterhin wachsenden Datensatz erstellt. Hierzu entwickelten wir im Rahmen einer fast zweijährigen, transdisziplinären Teamleistung zunächst eine mobile Web Applikation, die Nachtlichter App. Zum Einsatz kam die App vom 31. Aug. bis 14. Nov. 2021. Über zweihundert Mitforschende zählten und dokumentierten fast eine Viertelmillion künstliche Lichtquellen auf öffentlichen Straßen und Plätzen. Nachtlichter-Kampagnen liefen vorwiegend in deutschen Städten. Dieser Projektbericht dokumentiert den bürgerwissenschaftlichen Forschungsprozess basierend auf sozialwissenschaftlichen Datenerhebungsmethoden wie Interviews, teilnehmenden Beobachtungen und einer Nachbefragung der Nachtlichter-Beteiligten, an der 97 Personen freiwillig teilnahmen. Ausgehend von unseren gemeinsamen Erfahrungen, teilen wir mit diesem Bericht unser praktisch erprobtes Verständnis von Bürgerwissenschaft als gemeinsamen Prozess auf Augenhöhe und unsere Begeisterung. Wir schließen mit drei Vorschlägen für nachhaltige partizipative Forschung.

Description: Preprints gewinnen über alle Fachdomänen hinweg an Bedeutung als wissenschaftlicher Kommunikationskanal. Sie rücken zunehmend auch als Werkzeug zur Umsetzung von Open Science in den Fokus1. Sie ermöglichen schnelle, offene Diskussion zu wissenschaftlichen Ergebnissen und können, wie während der vergangenen COVID19-Pandemie geschehen, zentral zum wissenschaftlichen Fortschritt beitragen. Damit gehen Chancen durch die unmittelbare Dissemination neuer wissenschaftlicher Forschungsergebnisse und zur Herstellung von Transparenz durch innovative, offene und nachvollziehbare, communitybasierte Mechanismen der Qualitätssicherung einher. Durch die Einbindung in Fachgemeinschaften und die Nähe zu wissenschaftsgetragenen Infrastrukturen löst sich die Praxis der Preprint-Publikation oft von tradierten, meist kommerziellen, Publikationskanälen. Preprints können so zur erneuerten Stärkung der Souveränität der Wissenschaft beitragen, wie es auch der Rat der Europäischen Union in seinen Empfehlungen formuliert hat2. Preprints bergen allerdings auch Herausforderungen für die öffentliche Wahrnehmung der Qualität von Forschung und für die Reputation seiner Akteure: Es ist anzunehmen, dass sich die Praxis der Preprint-Publikation in zahlreichen Fachkulturen als Standard etabliert. So ist es an den relevanten Akteuren in Forschung, Wissenschaft und Gesellschaft, einen Rahmen zur Nutzung dieses Open-Science-Instrumentes und einen verantwortungsvollen Umgang hiermit zu etablieren. Das Anliegen dieser Handreichung ist daher, Anregungen im Umgang mit Preprints in den Helmholtz-Zentren zu geben und Best-Practices aus der Gemeinschaft zu illustrieren.

Description: Ein neues Wetterradar mit hoher Auflösung kann Niederschlagsmengen in der Fläche genauer lokalisieren. Das zeigt ein Projekt im Raum Neubrandenburg. Woran das liegt und welche Vorteile sich für die Praxis ergeben, veranschaulicht der Beitrag.

Description: Das Helmholtz Forum Forschungssoftware, welches gemeinsam von der Task Group Forschungssoftware des AK Open Science und dem HIFIS Software Cluster getragen wird, veranstaltete am 7. April 2022 ein Helmholtz Open Science Forum zum Thema Forschungssoftware. Die Veranstaltung wurde vom Helmholtz Open Science Office organisiert. Das virtuelle Forum widmete sich drei Aspekten beim offenen und nachhaltigen Umgang mit Forschungssoftware in der Helmholtz-Gemeinschaft: Policy, Praxis sowie Infrastrukturen und Tools. Die Veranstaltung war die zweite einer Reihe von Helmholtz Open Science Foren zum Thema. Die erste Veranstaltung fand im Mai 2021 unter dem Titel „Policies für Forschungssoftware“ statt. Vorliegender Bericht dokumentiert die Veranstaltung.

Description: Permafrost regions store between 1.100 and 1.500 gigatons of organic carbon and account for about 50 % of the world’s soil carbon storage. About 10–20 % of near-surface permafrost has been lost due to increases in surface temperatures between 1960 and 2000, and between 10–65 % of near-surface permafrost is expected to disappear by the year 2100. The organic matter in permafrost is only weakly protected and most of it is therefore available for microbial degradation. Microorganisms thus play a central role for the permafrost carbon feedback.

Description: Wie können Satellitendaten, genauer gesagt Sentinel Daten des europäischen Erdbeobachtungprogramms Copernicus, im Bereich Umweltmonitoring unterstützend angewandt werden? Und wie können Umweltbehörden diese Erkenntnisse nutzen? Neben diesen beiden Fragen stehen sowohl die Anwendung unterschiedlicher Bandkombinationen und Indizes, als auch unzählige Beispiele aus der Praxis im Mittelpunkt der Schulungsreihe "Framework Partnership Agreement on Copernicus User Uptake - Copernicus für Umweltbehörden". Das erste Dokument dieser Reihe bietet eine Schritt für Schritt Anleitung zur Analyse der Pflanzenvitalität in Naturschutzgebieten. Mithilfe von Sentinel-2 Daten und dem Normalised Difference Vegetation Index (NDVI) analysieren wir die (vitalitäts-bezogenen) Auswirkungen eines Dürreereignisses auf unterschiedliche terrestrische Naturschutzgebiete.

Description: Wie können Satellitendaten, genauer gesagt Sentinel Daten des europäischen Erdbeobachtungprogramms Copernicus, im Bereich Umweltmonitoring unterstützend angewandt werden? Und wie können Umweltbehörden diese Erkenntnisse nutzen? Neben diesen beiden Fragen stehen sowohl die Anwendung unterschiedlicher Bandkombinationen und Indizes, als auch unzählige Beispiele aus der Praxis im Mittelpunkt der Schulungsreihe "Framework Partnership Agreement on Copernicus User Uptake - Copernicus für Umweltbehörden". Das zweite Dokument dieser Reihe bietet eine Schritt für Schritt Anleitung für die Analyse eines 5-jährlichen Hochwasserereignisses am Rhein. Mithilfe von Sentinel-2 Daten, dem Normalised Difference Water Index (NDWI) und Landnutzungsinformationen ermitteln wir Überschwemmungsflächen und identifizieren die betroffenen Landnutzungsarten.

Description: Seit mehreren Jahrzehnten weisen die Grund- und Seewasserstände vielerorts in Nordostdeutsch-land einen negativen Trend auf, wofür die Ursachen bis heute nicht eindeutig geklärt sind. Ohne ein umfassendes System- und Prozessverständnis können die möglichen negativen Konsequenzen für die Ressource Grundwasser nicht ausreichend erfasst werden. Daher ist das Ziel der vorliegenden Arbeit, das Grundwasserfließsystem sowie den Wasserhaushalt des von sinkenden Wasserständen betrof-fenen Gebietes um den Großen Fürstenseer See (Mecklenburg-Vorpommern) zu erforschen. Die Untersuchung des Jungmoränengebietes stellt aufgrund der Heterogenität des Untergrundes in Kom-bination mit nur wenigen direkten Aufschlüssen eine sehr komplexe Aufgabe dar, weshalb ein Multi-methodenansatz unter Einbeziehung hochaufgelöster, raumerfassender geoelektrischer Messungen in die zumeist nur punktuell durchführbaren hydrogeologischen Verfahren gewählt wird. Das betrachtete Gebiet besteht aus der Pommerschen Hauptendmoräne im Norden sowie dem ihr vorgelagerten Sander. In den das Gebiet durchziehenden weichselglazialen Schmelzwasserrinnen entwickelten sich grundwasserdominierte Seen. Der Fokus liegt auf den miteinander verbundenen Seen Großer Fürstenseer See und Hinnensee sowie dem unbedeckten Grundwasserleiter des Sanders. Dessen Basis bildet weichselglazialer, in den Rinnen nicht flächenhaft verbreiteter Geschiebemergel. Zur Untersuchung der geologischen Strukturen und hydraulischen Eigenschaften wurden im Bereich des Sanders 17 Bohrungen abgeteuft und zu Grundwassermessstellen ausgebaut. Die dabei gewonnen Proben dienten der Analyse der Korngrößenverteilungen, hydraulischen Durchlässigkeiten und Porositäten. Der Sander besitzt einen sehr heterogenen Aufbau aus vorrangig Mittelsanden mit entsprechend variablen, zumeist guten hydraulischen Durchlässigkeiten und verhältnismäßig niedri-gen Porositäten. Es ergaben sich tendenzielle Abhängigkeiten der Porosität von Gleichförmigkeit und Korngrößenverteilung sowie der hydraulischen Durchlässigkeit von der Korngrößenverteilung. Die räumliche Erkundung der Untergrundstrukturen erfolgte mittels hochaufgelöster 2D-geoelektrischer Widerstandsmessungen, die die Obergrenze des ersten Grundwassergeringleiters, hydraulische Fenster sowie fließrelevante gering durchlässige Strukturen erfassten. Eine Begrenzung erfährt die Methode im Betrachtungsgebiet durch ungünstige Deckschichtverhältnisse und das begrenzte Auflösungsvermögen bei größeren Tiefen. Die Messung von Grund- und Seewasserständen diente der Erfassung ihrer Entwicklung sowie der aus der räumlichen Verteilung abgeleiteten allgemeinen Fließsituation. Ihre Dynamik sowie die Korrelation ausgewählter Zeitreihen enthalten Hinweise auf die Grundwasserneubildungssituation und auf bevorzugte hydraulische Verbindungen. Detailliertere Erkenntnisse zur Grundwasserherkunft und zu präferenziellen Fließwegen lassen sich mittels hydrochemischer Methoden gewinnen. Dazu erfolgten regelmäßige Untersuchungen der physiko-chemischen Parameter, der stabilen Isotope Deuterium und Sauerstoff-18 sowie einmalig der Ioneninhalte der Grund- und Seewässer. Die Analyse der zeitlich und räumlich erhobenen Daten demonstriert, dass vor allem die stabilen Isotope, speziell auch bei Seewasserinfiltrationen, der Identifizierung des Grundwasserursprungs dienen. Besonders die elektrischen Leitfähigkeiten sowie unter geeigneten Randbedingungen auch die Kombination mit weiteren physiko-chemischen Parametern unterstützen die Herkunftsbestimmung. Die elektrischen Leitfähigkeiten und Wasserstandsentwicklungen enthalten zudem Hinweise auf lokale Reduktionen der Grundwasser-neubildungsrate. Anhand der Ioneninhalte des Grundwassers wurden anthropogene Einflüsse ermittelt. Die für das Verständnis des lokalen Fließ- und Neubildungsgeschehens notwendigen Strukturinformationen liefern die geoelektrischen Messungen. Aus den spezifischen elektrischen Widerständen wurden zudem effektive elektrische Leitfähigkeiten als Maß für relative Versickerungsgeschwindigkeiten der ungesättigten Zone abgeleitet, welche potenziell zur flächenhaften Bestimmung von Grundwasserneubildungsraten genutzt werden können. Während die Aussagekraft der einzelnen Methoden begrenzt ist, trägt ihre Kombination und integrierte Auswertung, insbesondere mit den geoelektrischen Messungen, maßgeblich zum Verständnis des Grundwasserfließsystems und Wasserhaushalts bei. Aus den erfassten Strukturen und Eigenschaften wurde ein detailliertes Konzeptmodell als Basis weiterer Untersuchungen, wie Grundwassermodellierungen, erstellt.

Description: For several decades, groundwater and lake water levels have been showing a negative trend in many places in north-eastern Germany. The causes for this decline are still not clearly understood. Without a comprehensive understanding of systems and processes, their possible negative consequences for groundwater as a resource cannot be adequately assessed. Therefore, the aim of the present study is to investigate the groundwater flow system as well as the water balance of the area around Lake Großer Fürstenseer See (Mecklenburg-West Pomerania), which is affected by decreasing water levels. The investigation of the young moraine area is a very complex task due to the heterogeneity of the subsurface in combination with only a few direct outcrops. This is why a multi-method approach was chosen. It included high-resolution, spatial geoelectrical measurements in the hydrogeological procedures, which can mostly only be carried out at specific points. The study area consists of the Pomeranian main terminal moraine and the outwash plain. Groundwater-dominated lakes developed in the glacial meltwater channels running through the area. The focus is on the interconnected lakes Großer Fürstenseer See and Hinnensee and the unconfined aquifer of the outwash plain. The base of this aquifer is formed by glacial till, which is not widespread in the meltwater channels. To investigate the geological structures and hydraulic properties, 17 boreholes were drilled into the outwash plain and used as groundwater monitoring wells. Samples obtained were analysed for grain size distributions, hydraulic permeabilities and porosities. The outwash plain has a very heterogeneous structure of predominantly medium sands with corresponding variable, mostly good hydraulic permeabilities and relatively low porosities. There was a tendency for porosity to be dependent on uniformity and grain size distribution, and for hydraulic permeability to be dependent on grain size distribution. The spatial exploration of the subsurface structures, using high-resolution 2D geoelectric resistivity measurements, recorded the upper limit of the first aquitard, hydraulic windows and flow-relevant low-permeability structures. This method was hampered in the study area by unfavourable overburden conditions and limited resolution capacity at greater depths. The measurement of groundwater and lake water levels served to record their temporal variation as well as the general flow situation derived from their spatial distribution. Their dynamics as well as the correlation of selected time series contained indications of the groundwater recharge situation and preferred hydraulic connections. More detailed findings on the origin of groundwater and preferential flow paths can be obtained using hydrochemical methods. For this purpose, regular investigations of the physico-chemical parameters, the stable isotopes deuterium and oxygen-18 as well as the ionic content of groundwater and lake water were carried out. The analysis of the temporally and spatially collected data demonstrates that especially the stable isotopes, particularly in the case of lakewater infiltrations, serve to identify the groundwater origin. Especially the electrical conductivities and, under suitable boundary conditions, the combination with other physico-chemical parameters support the determination of origin. The electrical conductivities and water level trends also show indications of local reductions in the groundwater recharge rate. Anthropogenic influences were determined based on the ion contents of the groundwater. The geoelectric measurements provide the structural information necessary for understanding the local flow and recharge processes. In addition, the effective electrical conductivities were derived from the electrical resistivities as a measure of the relative seepage velocity in the unsaturated zone. The effective electrical conductivities can potentially be used for the areal determination of groundwater recharge rates. While the informative values of the individual methods are limited, their combination and integrated evaluation, especially with the geoelectric measurements, contributed significantly to the understanding of the groundwater flow system and water balance. From the recorded structures and properties, a detailed conceptual model was created as a basis for further investigations, such as groundwater modelling.

Description: Gas hydrates are ice-like crystalline compounds made of water cavities that retain various types of guest molecules. Natural gas hydrates are CH4-rich but also contain higher hydrocarbons as well as CO2, H2S, etc. They are highly dependent of local pressure and temperature conditions. Considering the high energy content, natural gas hydrates are artificially dissociated for the production of methane gas. Besides, they may also dissociate in response to global warming. It is therefore crucial to investigate the hydrate nucleation and growth process at a molecular level. The understanding of how guest molecules in the hydrate cavities respond to warming climate or gas injection is also of great importance. This thesis is concerned with a systematic investigation of simple and mixed gas hydrates at conditions relevant to the natural hydrate reservoir in Qilian Mountain permafrost, China. A high-pressure cell that integrated into the confocal Raman spectroscopy ensured a precise and continuous characterization of the hydrate phase during formation/dissociation/transformation processes with a high special and spectral resolution. By applying laboratory experiments, the formation of mixed gas hydrates containing other hydrocarbons besides methane was simulated in consideration of the effects from gas supply conditions and sediments. The results revealed a preferential enclathration of different guest molecules in hydrate cavities and further refute the common hypothesis of the coexistence of hydrate phases due to a changing feed gas phase. However, the presence of specific minerals and organic compounds in sediments may have significant impacts on the coexisting solid phases. With regard to the dissociation, the formation damage caused by fines mobilization and migration during hydrate decomposition was reported for the first time, illustrating the complex interactions between fine grains and hydrate particles. Gas hydrates, starting from simple CH4 hydrates to binary CH4—C3H8 hydrates and multi-component mixed hydrates were decomposed by thermal stimulation mimicking global warming. The mechanisms of guest substitution in hydrate structures were studied through the experimental data obtained from CH4—CO2, CH4—mixed gas hydrates and mixed gas hydrates—CO2 systems. For the first time, a second transformation behavior was documented during the transformation process from CH4 hydrates to CO2-rich mixed hydrates. Most of the crystals grew or maintained when exposed to CO2 gas while some others decreased in sizes and even disappeared over time. The highlight of the two last experimental simulations was to visualize and characterize the hydrate crystals which were at different structural transition stages. These experimental simulations enhanced our knowledge about the mixed gas hydrates in natural reservoirs and improved our capability to assess the response to global warming.

Description: Gashydrate sind eisähnliche, kristalline Verbindungen bestehend aus Wasserkäfigen, in denen verschiedene Arten von Gastmolekülen eingeschlossen sind. Natürliche Gashydrate sind CH4-reich, enthalten aber auch höhere Kohlenwasserstoffe sowie CO2, H2S usw. Sie sind stark von den lokalen Druck- und Temperaturbedingungen abhängig. Aufgrund ihres hohen Energiegehalts werden natürliche Gashydrate zur Produktion von Methangas kontrolliert zersetzt. Sie können sich aber auch als Reaktion auf die globale Erwärmung zersetzen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, den Hydratnukleation und des Wachstumsprozesses auf molekularer Ebene zu verstehen. Es ist auch von großer Bedeutung zu klären, wie die Gastmoleküle in den Hydratkäftigen auf die Erderwärmung oder die Gasinjektion antworten. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer systematischen Untersuchung von einfachen und gemischten Gashydraten unter Bedingungen, die für die natürlichen Hydratvorkommen im Qilian Mountain Permafrost, China, relevant sind. Eine in die konfokale Raman-Spektroskopie integrierte Hochdruckzelle gewährleistet eine präzise und kontinuierliche Charakterisierung der Hydratphase während des Bildungs-/Dissoziations-/Umwandlungsprozesses mit hoher örtlicher und spektraler Auflösung. Anhand von Laborversuchen wurde der Entstehungsprozess von gemischten Gashydraten unter Berücksichtigung der Auswirkungen unterschiedliches Gaszufuhr und Sedimenten simuliert. Die Ergebnisse zeigten eine bevorzugte Einlagerung verschiedener Gastmoleküle in die Hydratkäfige und widerlegen die gängige Hypothese der Bildung koexistierender Hydratphasen aufgrund einer sich ändernden Gasphase. Das Vorhandensein bestimmter Mineralien und organischer Verbindungen in Sedimenten kann ebenfalls erhebliche Auswirkungen auf die koexistierenden festen Phasen haben. Bezüglich der Hydratzersetzung konnte im Rahmen dieser Arbeit erstmals über die Formationsschädigung durch Feinkornmobilisierung und -migration beim Hydratabbau berichtet werden, was die komplexen Wechselwirkungen zwischen feinen Sedimentkörnern und Hydratpartikeln verdeutlicht. Gashydrate, angefangen von einfachen CH4-Hydraten über binäre CH4-C3H8-Hydrate bis hin zu Mehrkomponenten-Mischhydraten, wurden durch thermische Stimulation zersetzt, um die Reaktion auf die globale Erwärmung nachzuahmen. Die Mechanismen der Substitution der Gasmoleküle in Hydratstrukturen wurden anhand der experimentellen Daten von CH4-CO2-, CH4-Mischgashydraten und Mischgashydraten-CO2-Systemen untersucht. Erstmals wurde ein zweites Umwandlungsverhalten während des Umwandlungsprozesses von CH4-Hydraten zu CO2-reichen Mischhydraten dokumentiert. In den meisten Fällen wird das Modell des Schrumpfenden Kerns (Shrinking-core-model) unterstützt, während in einigen anderen Fällen die Kristalle mit konstanter Geschwindigkeit umwandelten. Der Höhepunkt der beiden letzten experimentellen Simulationen war die Visualisierung und Charakterisierung von Hydratkristallen, die sich in verschiedenen strukturellen Übergangsstadien befanden. Diese experimentellen Simulationen erweiterten unser Wissen über gemischte Gashydrate in natürlichen Lagerstätten und verbesserten unsere Fähigkeit, die Reaktion auf die globale Erwärmung zu bewerten.

Description: Zur Förderung des Dialogs zur NFDI in der Helmholtz-Gemeinschaft veranstaltete das Helmholtz Open Science Office am 8. Dezember 2021 ein zweites virtuelles Helmholtz Open Science Forum unter dem Motto „Helmholtz in der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI)“. Alle Mitarbeitenden der Helmholtz-Gemeinschaft waren eingeladen, sich an dem zentrenübergreifenden Austausch zu beteiligen. Aufbauend auf das erste Forum im Mai 2021 lag der Schwerpunkt der Veranstaltung auf der Identifikation und Diskussion von Helmholtzspezifischen Themen und Aktivitäten bei der Realisierung der NFDI.

Description: Newsletter 1 vom 02.03.2006 Newsletter 2 vom 21.03.2006 Newsletter 3 vom 04.04.2006 Newsletter 4 vom 21.04.2006 Newsletter 5 vom 18.05.2006 Newsletter 6 vom 17.07.2006 Newsletter 7 vom 14.08.2006 Newsletter 8 vom 18.10.2006 Newsletter 9 vom 14.11.2006 Newsletter 10 vom 13.12.2006 Newsletter 11 vom 26.01.2007 Newsletter 12 vom 05.04.2007 Newsletter 13 vom 31.05.2007 Newsletter 14 vom 13.07.2007 Newsletter 15 vom 25.09.2007 Newsletter 16 vom 22.11.2007 Newsletter 17 vom 20.12.2007 Newsletter 18 vom 01.02.2008 Newsletter 19 vom 07.03.2008 Newsletter 20 vom 11.04.2008 Newsletter 21 vom 16.05.2008 Newsletter 22 vom 01.07.2008 Newsletter 23 vom 18.08.2008 Newsletter 24 vom 06.10.2008 Newsletter 25 vom 01.12.2008 Newsletter 26 vom 16.03.2009 Newsletter 27 vom 21.04.2009 Newsletter 28 vom 22.06.2009 Newsletter 29 vom 10.11.2009 Newsletter 30 vom 16.12.2009 Newsletter 31 vom 02.03.2010 Newsletter 32 vom 26.05.2010 Newsletter 33 vom 12.07.2010 Newsletter 34 vom 30.09.2010 Newsletter 35 vom 28.10.2010

Description: Newsletter 36 vom 30.03.2011 Newsletter 37 vom 06.07.2011 Newsletter 38 vom 01.12.2011 Newsletter 39 vom 30.03.2012 Newsletter 40 vom 12.06.2012 Newsletter 41 vom 17.09.2012 Newsletter 42 vom 12.12.2012 Newsletter 43 vom 26.03.2013 Newsletter 44 vom 25.06.2013 Newsletter 45 vom 18.09.2013 Newsletter 46 vom 22.10.2013 Newsletter 47 vom 12.12.2013 Newsletter 48 vom 27.03.2014 Newsletter 49 vom 12.06.2014 Newsletter 50 vom 18.09.2014 Newsletter 51 vom 16.12.2014 Newsletter 52 vom 18.03.2015 Newsletter 53 vom 23.06.2015 Newsletter 54 vom 23.09.2015 Newsletter 55 vom 14.12.2015 Newsletter 56 vom 15.03.2016 Newsletter 57 vom 15.06.2016 Newsletter 58 vom 29.09.2016 Newsletter 59 vom 25.11.2016

Description: Newsletter 60 vom 25.01.2017 Newsletter 61 vom 22.03.2017 Newsletter 62 vom 23.05.2017 Newsletter 63 vom 05.07.2017 Newsletter 64 vom 27.09.2017 Newsletter 65 vom 30.11.2017 Newsletter 66 vom 31.01.2018 Newsletter 67 vom 18.04.2018 Newsletter 68 vom 30.05.2018 Newsletter 69 vom 18.07.2018 Newsletter 70 vom 05.10.2018 Newsletter 71 vom 30.11.2018 Newsletter 72 vom 08.02.2019 Newsletter 73 vom 05.04.2019 Newsletter 74 vom 23.04.2019 Newsletter 75 vom 24.07.2019 Newsletter 76 vom 26.09.2019 Newsletter 77 vom 20.11.2019 Newsletter 78 vom 06.02.2020 Newsletter 79 vom 22.04.2020 Newsletter 80 vom 10.06.2020 Newsletter 81 vom 29.07.2020 Newsletter 82 vom 07.10.2020 Newsletter 83 vom 09.12.2020 Newsletter 84 vom 11.02.2021 Newsletter 85 vom 14.04.2021 Newsletter 86 vom 16.06.2021 Newsletter 87 vom 11.08.2021 Newsletter 88 vom 13.10.2021 Newsletter 89 vom 15.12.2021

Description: Satellitendaten in einem GIS zu bearbeiten, ist gar nicht so kompliziert. Das zweite Dokument aus der Reihe SAPIENS: Satellitendaten für Planung, Industrie, Energiewirtschaft und Naturschutz ermöglicht den Einstieg in das kostenlose Geoinformationssystem QGIS und beschreibt grundlegende Arbeitsschritte bei der Verarbeitung optischer Satellitendaten. Schritt für Schritt erklären wir, wie man die Daten mit QGIS in verschiedenen Bandkombinationen darstellen und Indizes berechnen kann und wie man sie symbolisieren, zuschneiden und exportieren kann, mit vielen zusätzlichen Tipps, weiterführenden Weblinks und einem Exkurs zu Vektor- und Offenen Geodaten.

Description: Das Datenportal CODE-DE ist eine zentrale Anlaufstelle für Copernicusdaten in Deutschland. Kostenlos und auf deutscher Sprache wird den Nutzenden auf verschiedenen Wegen der Zugriff auf Satellitendaten ermöglicht. Im dritten Dokument aus der Reihe SAPIENS: Satellitendaten für Planung, Industrie, Energiewirtschaft und Naturschutz zeigen wir, wie man mit dem EO Browser und EO Finder von CODE-DE die passenden Satellitendaten suchen, finden, visualisieren und herunterladen kann.

Description: Die Arbeitsgruppe Allianz-AG 5 „Digitales Lehren, Lernen und Vernetzen“ beschäftigt sich bereits seit einiger Zeit mit den Möglichkeiten der Verbesserung der digitalen Souveränität an den Hochschulen und in den Forschungseinrichtungen. Die Not-wendigkeit des Handelns ist durch die Gegebenheiten der Pandemie noch einmal deutlicher geworden. Folgendes Diskussionspapier richtet sich sowohl an Lehrende als auch Forschende in Wissenschaftsinstitutionen, die zur digitalen Souveränität beitragen können. Diese Institutionen sind mit der Bildung der nächsten Generation an Wissenschaftler*innen der Ort, der die flächendeckende Möglichkeit bietet, allen Absolvent*innen eine digitale Basis zu vermitteln, die zumindest die Werkzeuge für die eigenständige digitale fachliche Spezialisierung zur Verfügung stellen sollte. Adressiert werden sowohl die Studierenden als auch die Promovierenden. Diese müssen nicht nur bereit sein für die neuen Anforderungen der digitalen Wissenschaft, die ihre eigene Arbeit betrifft, sondern sollten auch das Bewusstsein haben, ihre Fähigkeiten an die nachfolgenden Wissenschaftler*innen an den Hochschulen und Forschungseinrichtungen weiterzugeben. Nachfolgend empfehlen wir gezielte Schritte zur Erreichung dieses Zieles.

Description: Am 12. Mai 2022 veranstaltete das Helmholtz Open Science Office ein Helmholtz Open Science Forum zum Thema Open Science und Transfer. Die virtuelle, Helmholtz-interne Veranstaltung widmete sich verschiedenen Aspekten und Fragestellungen rund um das Zusammenspiel von Open Science, Technologietransfer sowie Wissenstransfer in der Helmholtz-Gemeinschaft. Gemeinsam mit den Referent:innen und Teilnehmenden wurden Kooperationsmöglichkeiten, Handlungsnotwendigkeiten und Perspektiven thematisiert. Ein zentrales Resümee der Vorträge und Diskussionen war, dass in Helmholtz ein Konsens darüber besteht, dass Open Science und Transfer sich in vielerlei Hinsicht gut ergänzen. Der vorliegende Bericht dokumentiert die Veranstaltung.

Description: Am Beispiel der TEM-Messungen in Bohrloch des CO2-Monitorings konnte gezeigt werden, dass die Bestimmung des Bohrlochverlaufes grundsätzlich möglich ist. Zukünftig ist für die Angabe es Verlaufes die Implementation eines Glättungsalgorithmus sinnvoll.Weiterhin können a priori Information über die Leitfähigkeitsstruktur zu einer Verbesserung des Positionierungsergebnisses beitragen.

Description: Am 14. September 2022 veranstaltete das Helmholtz Open Science Office ein Helmholtz Open Science Forum zum Thema Publikationskostenmanagement. Die virtuelle Veranstaltung widmete sich den Herausforderungen der Erfassung und Analyse von Publikationen und Kosten im Kontext der Open-Access-Transformation. Gemeinsam mit den Referent:innen und rund 50 Teilnehmenden aus Helmholtz wurden Strategien und Praktiken der Helmholtz-Zentren und ihrer Bibliotheken in diesem Handlungsfeld beleuchtet. Der vorliegende Bericht dokumentiert die Veranstaltung.

Description: Die vorliegende Helmholtz Open Science Policy gliedert sich in drei Abschnitte. Im Abschnitt „A. Strategische Positionierung“ formuliert die Helmholtz-Gemeinschaft ein Bekenntnis zu Open Science, entsprechend dem Grundsatz „as open as possible and as closed as necessary“. Im Abschnitt „B. Monitoring“ legt Helmholtz eine Selbstverpflichtung zu Open Science anhand der drei aktuellen Schwerpunktthemen (Open Access, Open Research Data und Open Research Software) durch konkrete und überprüfbare Ziele vor. Im Abschnitt „C. Umsetzung und gemeinsame Anforderungen“ werden im Einklang mit der Förderpolitik der Europäischen Kommission Open-Science-Praktiken für die Umsetzung formuliert.

Description: Sollen Satellitendaten bearbeitet werden, ist die von der ESA bereitgestellte kostenlose Software SNAP sehr gut geeignet, besonders für Sentineldaten. Aber wie funktioniert das englischsprachige Programm? Das Extra-Handbuch aus der Reihe SAPIENS: Satellitendaten für Planung, Industrie, Energiewirtschaft und Naturschutz erklärt anschaulich die wichtigsten Schritte und Funktionen. Wir zeigen, wie man Satellitenszenen einladen, visualisieren, atmoshärisch korrigieren, mit verschiedensten Werkzeugen bearbeiten und dabei häufige Arbeitsschritte automatisieren kann. Ein ganzes Kapitel ist außerdem der Vielzahl von Indizes gewidmet, die in SNAP zur Verfügung stehen.

Description: Das Schmucker-Weidelt-Kolloquium für Elektromagnetische Tiefenforschung ist nun bereits seit 1962 fester Bestandteil des wissenschaftlichen Austausches für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Bereich der Geophysik mit Schwerpunkt Elektromagnetik in Deutschland. Alle zwei Jahre bietet das vom DGG-Arbeitskreis „Elektromagnetische Tiefenforschung“ durchgeführte Kolloquium einen besonderen Rahmen aktuelle Arbeiten vorzustellen und neue Aspekte der Erforschung des Untergrundes mit elektromagnetischen Methoden zu diskutieren. Vom 27. bis 30. September 2021 fand das 29. Schmucker-Weidelt-Kolloquium für Elektromagnetische Tiefenforschung statt. Es wurde in diesem Jahr von den Kolleginnen und Kollegen des Leibniz-Instituts für Angewandte Geophysik und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Hannover organisiert. Ursprünglich sollte es - wie auf dem Kolloquium in 2019 in Haltern am See vereinbart - in den Räumlichkeiten des Gustav-Stresemann-Instituts in Bad Bevensen stattfinden. Aufgrund der COVID19-Pandemie mussten wir unser Kolloquium schweren Herzens zum ersten Mal in der Geschichte im virtuellen Raum abhalten.

Description: Zum Austausch von Best Practices aus den Zentren und zur Förderung der FDM-Community in Helmholtz veranstaltete das Helmholtz Open Science Office am 3. Februar 2022 das erste „Helmholtz Open Science Praxisforum Forschungsdatenmanagement“. In dem Helmholtz-internen Forum wurden exemplarisch verschiedene Herangehensweisen aus Zentren zur Organisation des FDM vorgestellt. Darüber hinaus standen konkrete Service-Angebote zu FDM im Mittelpunkt. Außerdem wurde die Vernetzung mit externen Akteuren, z. B. im Rahmen der NFDI, EOSC oder der RDA, beleuchtet. Die regen Diskussionen verdeutlichten den hohen Bedarf nach übergreifendem Community-Building im Bereich des FDM innerhalb von Helmholtz und darüber hinaus.

Description: Die Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 in Westdeutschland erfordert eine kritische Diskussion über die Abschätzung der Hoch- wassergefährdung, Aktualisierung von Hochwassergefahrenkarten und Kommunikation von extremen Hochwasserszenarien. In der vor- liegenden Arbeit wurde die Extremwertstatistik für die jährlichen maximalen Spitzenabflüsse am Pegel Altenahr im Ahrtal mit und ohne Berücksichtigung historischer Hochwasser berechnet und verglichen. Die Schätzung der Wiederkehrperiode für das aktuelle Hoch- wasser mittels Generalisierter Extremwertverteilung (GEV) unter Berücksichtigung historischer Hochwasser schwankt zwischen etwa 2.600 und über 58.700 Jahren (90%-Konfidenzintervall) mit einem Median bei etwa 8.600 Jahren, wogegen die Schätzung, die nur auf der systematisch gemessenen Abflusszeitreihe von 74 Jahren basiert, theoretisch eine Wiederkehrperiode von über 100 Millionen Jahren ergeben würde. Die Berücksichtigung der historischen Hochwasser führt zu einer dramatischen Änderung der Hochwasserquan- tile, die für eine Gefahrenkartierung zugrunde gelegt werden. Die Anpassung der GEV an die Zeitreihe mit historischen Hochwassern zeigt dennoch, dass das GEV-Modell möglicherweise die Grundgesamtheit der Hochwasser im Ahrtal nicht adäquat abbilden kann. Es könnte sich im vorliegenden Fall um eine gemischte Stichprobe handeln, in der die extremen Hochwasser im Vergleich zu kleineren Ereignissen durch besondere Prozesse hervorgerufen werden. Somit könnten die Wahrscheinlichkeiten von extremen Hochwassern deutlich größer sein, als aus dem GEV-Modell hervorgeht. Hier sollte in Zukunft die Anwendung einer prozessbasierten Mischverteilung untersucht werden. Der Vergleich von amtlichen Gefahrenkarten zu Extremhochwassern (HQextrem) im Ahrtal mit den Überflutungsflächen vom Juli 2021 zeigt eine deutliche Diskrepanz in den betroffenen Gebieten und die Notwendigkeit, die Grundlagen zur Erstellung der Extremszena- rien zu überdenken. Die hydrodynamisch-numerischen Simulationen von 1.000-jährlichen Hochwassern (HQ1000) unter Berücksich- tigung historischer Ereignisse und des größten historischen Hochwassers 1804 können die Gefährdung des Juli-Hochwassers 2021 deutlich besser widerspiegeln, wenngleich auch diese beiden Szenarien die Überflutungsflächen unterschätzen. Besondere Effekte wie die Verklausung von Brücken und die geomorphologischen Änderungen im Flussschlauch führten zu noch größeren Überflutungs- flächen im Juli 2021, als die Simulationsergebnisse zeigten. Basierend auf dieser Analyse wird eine einheitliche Festlegung von HQextrem bei Hochwassergefahrenkartierungen in Deutschland vorgeschlagen, die sich an höheren Hochwasserquantilen im Bereich von HQ1000 orientiert. Zusätzlich sollen simulationsbasierte Rekonstruktionen von den größten verlässlich dokumentierten historischen Hoch- wassern und/oder synthetische Worst-Case-Szenarien in den Hochwassergefahrenkarten gesondert dargestellt werden. Damit wird ein wichtiger Beitrag geleistet, um die potenziell betroffene Bevölkerung und das Katastrophenmanagement vor Überraschungen durch sehr seltene und extreme Hochwasser in Zukunft besser zu schützen.

Description: Die Industrialisierung der Nordhemisphäre führte zur Verschmutzung und Erwärmung natürlicher Ökosysteme. Bei vielen abgelegenen sibirischen Seen lassen sich weitgehende Folgen für ihre Rollen als Süßwasserressourcen und ökologische Refugien feststellen.

Description: Industrialisation in the Northern Hemisphere has led to the pollution and warming of natural ecosystems. Remote Siberian lakes are now under threat and face big environmental challenges that could have far-reaching consequences for freshwater resources and ecological refuges.

Description: Seit dem 01.08.2019 ist der Kodex „Leitlinien zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gültig. Für viele der im DFG-Kodex enthaltenen Leitlinien sind Open-Science-Aspekte relevant. Das Helmholtz Open Science Office stellt für diese Aspekte die vorliegende Handreichung bereit. Diese Handreichung beschreibt praxisnah anhand ausgewählter Empfehlungen des DFG-Kodexes die Relevanz von Open Science bei der Implementierung des Kodexes an den Helmholtz-Zentren. Anliegen des Helmholtz Open Science Office ist es, mit dieser Handreichung Impulse zur Verankerung von Open Science in der guten (digitalen) wissenschaftlichen Praxis zu geben. [Die vorliegende Version 2.0 ist eine aktualisierte Version der Handreichung].

Description: Mit der voranschreitenden Digitalisierung von Forschung und Lehre steigt die Zahl an Software-Lösungen, die an wissenschaftlichen Einrichtungen entstehen und zur Erkenntnisgewinnung genutzt werden. Die – unter dem Stichwort Open Science geforderte – Zugänglichkeit und Nachnutzung von wissenschaftlichen Ergebnissen kann in vielen Fachgebieten nur sichergestellt werden, wenn neben Forschungsdaten auch Programmcode offen zugänglich gemacht wird. Die vorliegende Handreichung richtet sich an Entscheider*innen in den Helmholtz-Zentren, die sich mit der Implementierung von Richtlinien für nachhaltige Forschungssoftware befassen. Sie ergänzt eine Muster-Richtlinie, die den Zentren bereits eine richtungsweisende und nachnutzbare Vorlage zur Erstellung von Regelungen für einen nachhaltigen Umgang mit Forschungssoftware gibt.

Description: Open-Science-Publikationen bieten viele Vorteile: z. B. durch erweiterte Möglichkeiten der Qualitätssicherung, transparentere Wissenschaftskommunkation, erhöhte Leistungsfähigkeit der Wissenschaft und Innovations-Förderung. Worauf sollten Wissenschaftler:innen in diesem Kontext besonders achten; wie sieht eine gute (digitale) wissenschaftliche Praxis aus? Der DFG-Kodex "Leitlinien zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis" und weitere hilfreiche Tools und Ansätze werden vorgestellt und geben Impulse zur Verankerung von Open Science in der wissenschaftlichen Arbeit.

Description: Die jüngsten Ereignisse verdeutlichen es drastisch. Die Wetter-Ausschläge werden extremer: Im Juli 2021 führten starke und langanhaltende Niederschläge in den deutschen Bundesländern Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Bayern und Sachsen zu Zerstörungen an Infrastrukturen und Gebäuden sowie Verletzten, Vermissten und Toten in bisher unvorstellbarem Ausmaß. In den Jahren 2018 und 2019 dagegen litten Landwirtschaft, Wälder; Oberflächengewässer und Grundwasser; aber auch Menschen und Ökosysteme unter den enormen Folgen von langanhaltender Trockenheit und Hitze. Jüngere Klimastudien zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit für solche Extreme zunehmen wird.

Description: Die zeitlichen Variationen des Schwerefelds der Erde sind einzigartige Beobachtungen, die erst mit GRACE und nun GRACE-FO ermöglicht wurden. Die Daten eröffnen neue Möglichkeiten für die Untersuchung globaler Massenumverteilungen, wie sie durch vielfältige Prozesse an der Erdoberfläche erzeugt werden. Aus den monatlich global vorliegenden Informationen lassen sich damit wichtige physikalische Informationen für die Geodäsie, Geophysik, Ozeanographie, Glaziologie und Hydrologie gewinnen. Insbesondere ermöglichen die Messdaten ein besseres Verständnis klimarelevanter Prozesse wie Dürren oder Eismassenverluste der großen Eisschilde und des einhergehenden Meeresspiegelanstiegs. Zukünftig sollen weiterentwickelte Missionsarchitekturen wie Doppelpaarmissionen auf tiefen Flugbahnen diese Messungen mit höherer räumlicher und zeitlicher Auflösung und Genauigkeit fortführen. Neben einem besseren wissenschaftlichen Verständnis des Klimawandels wird für zukünftige Missionen eine zunehmende Nutzung der Daten für gesellschaftsrelevante Dienstleistungen erwartet.

Description: Offshore-Windkraftanlagen produzieren zuverlässig Strom. In Deutschland haben sie im Jahr 2020 etwa 27 Milliarden Kilowattstunden Strom geliefert. Die Anlagen setzen jedoch auch ständig chemische Stoffe in das Wasser und die sie umgebenden Sedimente frei: Aluminium, Zink und zahlreiche andere (potentiell) giftige Schwermetalle stammen vor allem aus dem Korrosionsschutz der Anlagen. Aktuelle Untersuchungen gehen der Frage nach, inwiefern Windkraftanlagen Schadstoffe abgeben und welche Auswirkungen das mittel- bis langfristig auf die Meeresumwelt hat.

Description: Zwischen der Mobilität von Personen und der Verbreitung des Corona-Virus besteht ein enger Zusammenhang. Nur durch das Zurücklegen von Wegen und den dabei vor allem am Zielort entstehenden zwischenmenschlichen Kontakten findet das Virus neue Wirte, um am Leben zu bleiben.

Description: Offshore-Windkraftanlagen stehen im ständig bewegten Meerwasser und im Wind. Dort entnehmen sie Energie aus der Umwelt. Was aber macht das mit der Umwelt, mit der Luft und dem Wasser in ihrer direkten und weiteren Umgebung?

Description: Mit Beginn der vierten Phase der Programmorientierten Förderung (POF) im Januar 2021 wird die Wissensplattform des Forschungsbereichs Erde und Umwelt der Helmholtz-Gemeinschaft Earth System Knowledge Platform (ESKP) nicht mehr fortgeführt. Das ist ein passender Anlass, um auf das Projekt zurückzublicken.

Description: With the beginning of the fourth period of Programme-Oriented Funding (POF) in January, 2021, the knowledge platform of the Helmholtz Association's Earth and Environment research unit, the Earth System Knowledge Platform (ESKP) will come to its end. This is a good reason for looking back at the project.

Description: Die Mindestanforderungen des Standortauswahlgesetzes stellen hohe Ansprüche an die physikalischen Eigenschaften des Wirtsgesteins an einem möglichen Endlagerstandort. Geophysikalische Verfahren können ein strukturelles Abbild des Untergrunds liefern und diesen beschreiben, von der Erdoberfläche bis in die Tiefe des Endlagers und darunter. Für die Erkundung eines Endlagerstandorts sind hochauflösende Verfahren notwendig, die weit über Standardmethoden der seismischen und geologischen Untersuchungen hinausgehen.

Description: Das gegenwärtige Spannungsfeld der Erdkruste ist eine zentrale Feldgröße für die Beurteilung der Stabilität eines Endlagers. Erreichen die Spannungen einen kritischen Wert, dann versagt das Gestein. Es bilden sich Risse und Brüche, die Wegsamkeiten für Flüssigkeiten und Gase darstellen. Als Folge kann das Endlager undicht werden. Im direkten Bezug dazu stehen die Ausschlusskriterien seismische Aktivität und aktive Störungszonen aus dem Standortauswahlgesetz. Beide sind ein Ausdruck dafür, dass der kritische Wert überschritten wurde.

Description: Die Suche nach einem Standort zur Endlagerung von hochradioaktivem Abfall ist eine generationenübergreifende soziale und politische Aufgabe mit geowissenschaftlichem Kern. Deutschland hat dafür einen partizipativen Prozess gestartet. Die erste Herausforderung ist die Eingrenzung geeigneter Gebiete beginnend mit der gesamten Bundesrepublik. Die zweite ist den Untergrund im Bereich der verbleibenden wenigen Prozent der Landesfläche mit geowissenschaftlichem Wissen, Methoden und Daten detailliert auf seine Eignung hin zu untersuchen.

Description: Lange Zeit schrieben Forschende vorrangig für Forschende. Heute jedoch melden immer mehr Publika ihr Anrecht auf Teilnahme und Teilhabe an wissenschaftlichen Diskursen an. Ein zusätzlicher Treiber dieses Wandels der wissenschaftlichen Öffentlichkeit ist die Digitalisierung. Sie fördert eine „Demokratisierung“ der Kommunikation. Wissenstransfer als hierarchisches Kommunikationsmodell sollte daher überdacht werden. Durch die stärkere Beteiligung von interessierten Laien eröffnet sich ein erhebliches Potenzial für die digitale Wissenschaftskommunikation. Adressaten jenseits des Wissenschaftskontextes stehen allerdings vor der Aufgabe, relevante und häufig dezentral verteilte Wissensbestände zu finden und in ihre Wissenskontexte einordnen zu können. Intelligente digitale Syntheseprodukte können helfen, die Position der Wissenschaft im gesellschaftlichen Diskurs zu stärken, indem sie sich an den Publika orientieren und auf informiertes Vertrauen setzen. Aufbauen lässt sich dabei auf praktischen Erfahrungen, die mit der digitalen Wissensplattform Earth System Knowledge Platform | eskp.de gewonnen wurden.

Description: Wissenschaft und Forschung, einst einer Elite vorbehalten, gewinnen an Bedeutung im öffentlichen Diskurs. Damit steigen auch die Erwartungen an Forschende, Ergebnisse zu liefern, die der Gesellschaft nützen. Transfer wandelt sich von der Kür zur Pflicht. Dabei ist der Transferbegriff diffus und deutungsoffen: Ausgründungen können ebenso als Transfer aufgefasst werden wie ein Kurs für Grundschülerinnen und -schüler, Dialog auf Augenhöhe gehört dazu wie Politikberatung und Science Slams. Das bringt Forschende und deren Institutionen in die Not, sehr viele Kanäle „bedienen“ zu müssen und dabei den Erfolg oft nur indirekt messen zu können. Dieser Beitrag gibt einen kleinen Überblick über die vielen Facetten des Wissenstransfers.

Description: Wissens- und Technologietransfer ist als wesentliche Aufgabe des GFZ seit längerem strategisch verankert. Durch wachsendes Interesse von Politik, Gesellschaft und Zuwendungsgebern streben wir sowohl auf Ebene der Helmholtz-Gemeinschaft als auch für das GFZ eine Weiterentwicklung der strategischen Festlegungen im Wissens- und Technologietransfer an. Um eine lebende und gelebte Transferstrategie zu implementieren, muss diese von den Beschäftigten des GFZ getragen werden und zugleich flexibel auf dynamische Rahmenbedingungen reagieren können. Nicht zuletzt aufgrund der Auswirkungen der Corona-Pandemie wird die politische und gesellschaftliche Erwartungshaltung an die Transfererfolge von Helmholtz-Zentren weiter wachsen. Das GFZ wird seine Aktivitäten im Wissens- und Technologietransfer proaktiv und strategisch ausbauen.

Description: Mit dem Journal „System Erde“ berichtet das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ über die unterschiedlichen Facetten seiner Forschungsarbeiten. Die Reihe richtet sich vor allem an Entscheidungsträger in Wissenschaft, Gesellschaft und Politik, an interessierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie an die fachinteressierte Öffentlichkeit.

Description: Gashydrate, auch „brennendes Eis“ genannt, sind faszinierende, eisähnliche Feststoffe, die aus Wasser- und Gasmolekülen aufgebaut sind und weltweit an allen aktiven und passiven Kontinentalhängen und in Permafrostgebieten vorkommen. Doch ihr unauffälliges Erscheinungsbild täuscht: Die Einschlussverbindungen können beachtliche Mengen Methangas enthalten. Daher besteht einerseits die Hoffnung auf einen möglichen neuen Energieträger und andererseits die Sorge um eine nicht zu unterschätzende Quelle an klimaschädlichem Methangas. Gashydrate, hat die neueste Forschung gezeigt, bieten zudem in vielen Bereichen industrieller Anwendung eine durchaus vielversprechende Alternative zu konventionellen Verfahren. Das vorliegende Buch gibt eine Einführung in die physikalisch-chemischen Grundlagen der Hydratbildung und die Strukturen der Gashydratphasen. Basierend auf diesem grundlegenden Verständnis erklärt es die natürlichen Gashydratvorkommen und zeichnet mögliche Methoden des Abbaus und der Gewinnung von Methangas auf. Es beleuchtet Risiken, die von den Gashydratvorkommen in der Natur ausgehen könnten, und führt in die Möglichkeiten der Nutzung dieser Einschlussverbindungen in verschiedenen industriellen Anwendungsbereichen wie z.B. der Aufbereitung von Abwässern oder der Speicherung von Gasen ein. Zielgruppe dieser kompakten Einführung in die verschiedenen Aspekte der Gashydratforschung sind Studierende der Chemie und Geowissenschaften, Ingenieure, Techniker oder auch Wissenschaftler.

Description: Netzwerk Worauf die Wissenschaft nach der Hochwasserkatastrophe 2021 Antworten finden muss 51 Wie wird eine Flut zur Katastrophe? 52 Neue Web-Plattform zur Planung der Hochwasservorsorge in Städten 52 Genauere Abschätzung erwartbarer Hochwasserschäden 53 Die seismische Chronik einer Sturzflut 54 GFZ-Taskforce am Vulkanausbruch auf La Palma 55 Wann Erdbeben Vulkanausbrüche auslösen 56 Langsame und reguläre Erdbeben wechselwirken in der Nähe von Istanbul 57 Flussläufe als Kohlenstoffsenken 58 Der Puls des Toten Meeres 58 Quecksilber wird unter grönländischem Eisschild freigesetzt 59 Regenfälle verändern arktischen Kohlenstoffkreislauf 59 Superionisches Eis: Neues zu Magnetfeldern von Uranus und Neptun 60 Wie Wasser auf Eisplaneten den felsigen Untergrund auslaugt 60 Können Astronauten unbeschadet zum Mars fliegen? 60 Chancen und Grenzen von Künstlicher Intelligenz in der Klimamodellierung 61 Mehr Rechenpower für das GFZ 62 Laborneubau GeoBioLab 62 Neue digitale Weiterbildungsformate in der Satelliten-Fernerkundung 63 BMBF prämiert das GFZ als Vorreiter in der internationalen Wissenschaftsdiplomatie 64 GFZ Friends – Förderverein des GFZ 64 Ausgezeichnet 65

Description: Mit der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) verfolgen Bund und Länder das Ziel, Datenbestände aus der Forschung für das deutsche Wissenschaftssystem nach den FAIR-Prinzipien systematisch zu erschließen, damit diese für Dritte besser zugänglich gemacht werden. Die NFDI wird als Netzwerk von Konsortien über einen Zeitraum von drei Jahren ab 2020 in drei aufeinanderfolgenden Förderphasen aufgebaut. Eine wichtige Rolle spielt dabei auch die Abdeckung disziplinübergreifender Querschnittsthemen. Zur Förderung des Dialogs zur NFDI in der Helmholtz-Gemeinschaft veranstaltete das Helmholtz Open Science Office am 4. Mai 2021 ein digitales Helmholtz Open Science Forum unter dem Motto „Helmholtz in der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI)“. Als Impuls für die weitere Diskussion lud das Helmholtz Open Science Office alle interessierten Mitarbeitenden der Helmholtz-Gemeinschaft zu diesem virtuellen Helmholtz Open Science Forum ein. Neben einer Einführung durch das NFDI-Direktorat stellten Vorträge die Bandbreite der NFDI-Beteiligung in Helmholtz dar (z. B. Praxisberichte bereits bewilligter Konsortien sowie Vorträge zum Umgang mit der NFDI aus Perspektive eines Zentrums, eines Forschungsbereichs und einer Plattform des Inkubators “Information & Data Science”); auch wurde das Zusammenspiel von NFDI und European Open Science Cloud (EOSC) vom Büro Brüssel der Gemeinschaft beleuchtet. Im Kern stand die Identifikation und Diskussion zu Helmholtz-spezifischen Aspekten bei der Realisierung der NFDI.

Description: Die Karte der spektralen elastischen Antwortbodenbeschleunigungen zum Entwurf des neuen Nationalen Anhangs zum EC 8 (E DIN EN 1998-1/NA:2018-10) hat in Anwenderkreisen einige Diskussionen ausgelöst. Diese bezogen sich insbesondere auf den Vergleich zur Erdbebenzonenkarte des bisherigen Nationalen Anhangs (DIN EN 1998‑1/NA:2011-01). Grundsätzlich ist zu betonen, dass ein direkter Zusammenhang zwischen den beiden Karten nicht hergestellt werden kann, da diese auf sehr unterschiedlichen Parametrisierungen basieren. Um für weitere Diskussionen eine sachliche Grundlage zu schaffen, werden in diesem Beitrag die grundlegenden Charakteristika beider Berechnungsmodelle, d. h. zu den Erdbebenkarten des bisherigen und des neuen NA, gegenübergestellt. Des Weiteren werden vier Varianten vorgestellt, wie zumindest auf indirektem Wege die beiden unterschiedlichen Kartentypen in Beziehung gesetzt werden können. Im Ergebnis zeigen die Varianten, dass sie einem gemeinsamen Trend folgen.

Description: Die langfristige Sicherheit der Endlagerung radioaktiver Abfälle in tiefen geologischen Formationen beruht auch darauf, dass der einschlusswirksame Gebirgsbereich nicht durch Erosion in einem Zeitraum von einer Million Jahren freigelegt wird. Mit geologischen Daten und numerischen Modellen der Landschaftsentwicklung kann quantifiziert werden, wie schnell beispielsweise Gletscher, Flüsse und tektonische Prozesse die Landschaft verändern und wie wahrscheinlich es ist, dass ein Endlager durch diese Prozesse an die Erdoberfläche gelangt.

Description: Die geowissenschaftlichen Abwägungskriterien des Standortauswahlgesetzes dienen der Beschreibung der geologischen Gesamtsituation der Wirtsgesteine, sowie der Bewertung potenzieller Standortregionen für ihre Eignung als Endlager. Tonsteine verfügen unter anderem über eine geringe Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase, sowie über ein großes Isolations- und Rückhaltevermögen für Radionuklide. Aufgrund dieser und anderer positiver Eigenschaften werden Tonsteine als Wirtsgestein für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen in Betracht gezogen.

Description: Mit dem Journal „System Erde“ berichtet das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ über die unterschiedlichen Facetten seiner Forschungsarbeiten. Die Reihe richtet sich vor allem an Entscheidungsträger in Wissenschaft, Gesellschaft und Politik, an interessierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie an die fachinteressierte Öffentlichkeit.

Description: Die künstliche Beleuchtung unserer nächtlichen Umwelt hat seit der Elektrifizierung so stark zugenommen, dass Naturschützerinnen und Naturschützer von Lichtverschmutzung sprechen. Wissenschaftliche Studien zeigen, dass sich künstliches Licht bei Nacht negativ auf die Tier- und Pflanzenwelt auswirken kann und auch bei Menschen hormonelle Reaktionen hervorrufen kann. Forschende beobachten den Zuwachs an künstlicher Helligkeit daher mit Sorge und versuchen Lichtemissionen und ihre Entwicklung zu quantifizieren.