ALBERT

Description: Opinion formation within society follows complex dynamics. Towards its understanding, axiomatic theory can complement data analysis. To this end we propose an axiomatic model of opinion formation that aims to capture the interaction of individual conviction with social influence in a minimalist fashion. Despite only representing that (1) agents have an initial conviction with respect to a topic and are (2) influenced by their neighbours, the model shows emergence of opinion clusters from an initially unstructured state. Here, we show that increasing individual self-reliance makes agents more likely to align their socially influenced opinion with their inner conviction which concomitantly leads to increased polarisation. The opinion drift observed with increasing self-reliance may be a plausible analogue of polarisation trends in the real world. Modelling the basic traits of striving for individual versus group identity, we find a trade-off between individual fulfilment and societal cohesion. This finding from fundamental assumptions can serve as a building block to explain opinion polarisation.

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.

Description: Although ~20% of global carbonate occurs on extra-tropical shelves, our understanding of these depositional environments still lags far behind that of tropical carbonate platforms. The Maltese shelf in the central Mediterranean offers an opportunity to study in situ facies distribution in a light-dominated extra-tropical carbonate platform and the factors controlling them. The Maltese shelf visually exhibits three main facies: seagrass meadows; sand flats/bedforms and maerl. While visually distinctive, the allochem composition of the sediment does not offer a clear differentiation of all three but rather a gradient. This gradient is marked by increasing grain size with depth, a transition from green to red calcareous algae and an increase in the fraction of low Mg calcite. While some of these features could be explained by changes in light availability, other factors are also in play. Internal waves, currents and baffling by seafloor vegetation appear to play important roles in governing the sedimentary texture and composition across the Maltese shelf. The role of vegetated substrate is of greater importance in Mediterranean C-type carbonate factories and could be an important marker to identify them in the geological record.

Description: In dieser Arbeit wird der Einfluss atmosphärischer Antriebsparameter auf ein Ozean Ökologiemodell für den Nordatlantik betrachtet, und mit Fernerkundungsdaten verglichen, wobei ein Fokus auf den Einfluß des Windes und der damit verbundenen Prosesse in der ozeanischen Deckschicht gesetzt wird. Anhand der Monatsmittel der Chlorophyllkonzentrationen aus dem Jahr 1998 wird gezeigt, dass die Entwicklung einer intensiven Phytoplanktonblüte im nördlichen Teil des Nordatlantiks den Verlauf des Jahresgangs der Chlorophyllkonzentration dominiert, und sich die Chlorophyllkonzentrationen in den Sea WiFS- und Modelldaten im Nordatlantik sowohl räumlich als auch zeitlich unterscheiden. In drei ausgesuchten Regionen werden die Unterschiede der Phytoplanktonentwicklung, sowie der Einfluß des Windes auf die Chlorophyllkonzentrationen, und die Tiefe der Deckschicht betrachtet. Ein Vergleich der vom Modell simulierten Deckschichttiefen mit klimatologischen Daten der Deckschichttiefe zeigt, das die aus dem Modell errechneten Deckschichttiefen, gut mit den Deckschichttiefen der klimatologischen Daten übereinstimmen. Die Betrachtungen der zeitlichen Variabilität der Tagesmittelwerte des Windes und der Chlorophyllkonzentrationen aus Sea WiFS und Modell zeigen regionale wie auch saisonale Unterschiede auf. Im Subtropenbereich reagiert das Phytoplankton eher auf die Variabilität des Windes auf kurzen Zeitskalen, während in den mittleren und hohen Breiten die Entwicklung der Phytoplanktonblüte eher von den längerperiodischen Schwankungen der Windgeschwindigkeit, und der Variabilität der Deckschichttiefe abhängt. Bei der Betrachtung des Zusammenhangs zwischen Windgeschwindigkeit und Chlorophyllkonzentrationen stellt sich herraus, dass das Modell die Abhängigkeit der Phytoplanktonkonzentration vom Wind gut nachbilden kann. Allerdings zeigen sich noch Unterschiede im zeitlichen Einsetzen der Frühjahrs- und Herbstblüte.

Description: Sediment sampling is a prevalent approach for ex- ploring and understanding the ocean and its change over time. Unfortunately, the sampling process can be very costly due to the logistics that involve the transportation and deployment of the Remotely Operative Vehicle (ROV), specifically designed for this task. In a collaboration of marine scientists and engineers, this work focuses on developing a lightweight, modular and cost efficient actuation system for deep-sea suction-sampling. We propose a binary actuation system to manipulate the sampling tube directly instead of the tube being guided by a traditional manipulator. The core of the actuation system are bistable actuators that combine origami-inspired soft actuators with a bistable mechanism to form a lightweight but still robust system. This concept aims to lower the cost of deep-sea sediment sampling by offering the option to replace the currently used hydraulic titanium manipulator, that is traditionally used for deep-sea research. We present the design, manufacturing and proof of concept for the combination of a origami-inspired soft actuator with a bistable mechanism.

Description: The Mariana Trough is the youngest back-arc basin in a series of basins and arcs that developed behind the Mariana subduction zone in the western Pacific. Active seafloor spreading is ongoing at a spreading axis close the Mariana Arc resulting in a pronounced asymmetric configuration (double rate to the west 2:1) at 17° N. The formation of back-arc basins is controlled by the subducting slab, which regulates the temporal development of mantle flow, entrainment of fluids and hydrous melts together with the magma generation. To better understand the formation process of back-arc basins and the asymmetry of the central Mariana Trough, we combined 2-D P-wave traveltime tomography results together with high-resolution bathymetric data. Here, we show that the crust in the central Mariana Trough is 6.5-9.5 km thick, which is unusual for oceanic crust. The lower crust exhibits average seismic velocities of 6.5-7.2 km/s. High-velocity anomalies (7.4-7.9 km/s) in the lower crust at the margins of the Mariana Trough indicate that magmatic accretion process was affected by hydrous melting during rifting. While the Mariana Trough developed from a rather symmetric rifting (0.89:1) to a strongly asymmetric seafloor spreading stage (5.33:1), the contribution of hydrous melts declined and the opening direction changed. The asymmetric plate motions and the temporal change of the slab component influenced strongly the formation of the back-arc basin.