ALBERT

Description: Fennoskandien ist seit jeher ein Gebiet, auf das sich die geowissenschaftlichen Interessen konzentrierten. Ein Grund dafür ist die seit langem bekannte Landhebung von ca. 10 mm pro Jahr im Zentrum, das im nördlichen Teil des Bottnischen Meerbusens liegt. Neben den seismischen Untersuchungen der Struktur der Lithosphäre wird seit 1966 mit Hilfe der Präzisionsgravimetrie entlang der sog. Landhebungslinien versucht, durch wiederholte Schweremessungen den Effekt der Landhebung zu erfassen und dadurch, neben den Präzisionsnivellements, auch Hinweise auf den Mechanismus zu erhalten. Parallel dazu wurden an vielen Orten gravimetrische Gezeitenbeobachtungen durchgeführt, um realistische Gezeitenparameter für die Korrektur der Präzisionsgravimetrie zu ermitteln. Dabei stellte sich heraus, daß im Bereich der norwegischen Küste eine starke Anomalie der Parameter von bis zu 35% in der Amplitude und mehr als 20° in der Phase festzustellen ist, die man auf die Wirkung der ozeanischen Auf lastgezeiten zurückführen kann. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit den gravimetrischen Gezeitenregistrierungen entlang der Geotraverse "Blaue Straße". Dieses Profil beginnt an der norwegischen Küste in der Nähe des Polarkreises und läuft mit etwa 125° in südöstlicher Richtung bis an den Finnischen Meerbusen nahe der sowjetischen Grenze. Die Besonderheit der Stationsauswahl liegt in der Verdichtung der Meßorte im Bereich der Küste: Hierdurch ist es möglich, das Abklingen des Effektes der ozeanischen Auflast zu erfassen. Dies erlaubt gezielte Mode 11 Untersuchungen zur Überprüfung von lokalen Meeresgezeitenmodellen mit einer unabhängigen Methode: Neben den elastischen Eigenschaften der Lithosphäre, insbesondere der Tiefe der Krusten-/Mantelgrenze gehen lediglich die Verteilung der Amplituden und Phasen der Meeresgezeit in die Rechnung ein, nicht aber die Parameter und die Randbedingungen, die zu ihrer Modellierung benötigt werden. Durch die Verdichtung der Stationen im Küstenbereich können auch Aufschlüsse über die Struktur der Lithosphäre, vor allem die Moho - Tiefe, gewonnen werden. Es standen für die Messungen in den Jahren 1980 bis 1983 fünf Gravimeter zur Verfügung, mit denen insgesamt sieben Stationen vermessen wurden. Die Registrierzeiträume lagen zwischen 10 und 26 Monaten. Im Folgenden werden die bisherigen geowissenschaftlichen Befunde für Fennoskandien und für das Pof il "Blaue Staße" im Besonderen zusammengefaßt, die Methoden der Auflastberechnung diskutiert und die Problematik der Modellierung der Meeresgezeiten dargestellt. Die Messungen schließen intensive experimentelle Arbeiten wie auch Überlegungen zur Datenbearbeitung und Analyse ein. Besonderer Wert war dabei auf die Kalibrierung der Gravimeter zu legen, die im Berliner Gezeitenobservatorium (Insulaner) erfolgte. Die Interpretation der Residuen der Welle M2 hinsichtlich der Auf lastgezeiten ergab schließlich, daß die Schelfgezeiten bei der Modellierung in der Phase um 15 bis 20° verzögert werden müßten, um der Beobachtung zu entsprechen. Hierdurch wird natürlich das Meeresgezeitenmodell nicht korrigiert, die gefundenen Abweichungen sind aber ein Hinweis für die Berechnung der Modelle. Überdies ergab sich eine besonders gute Übereinstimmung für eine flache Kruste. Dies steht im Einklang mit seismischen Ergebnissen aus dem Küstenbereich und bestätigt das Fehlen einer Gebirgswurzel unter den Kaledoniden. Auch für das Residuum der Welle 01 wird eine Inkonsistenz mit dem Meeresgezeitenmodell festgestellt, die sich hier allerdings nicht aus der Modellierung der Schelfgezeiten erklären läßt: Die Amplituden von 01 liegen bei 3 bis 5 cm. Die lokale Wirkung ist demnach gegenüber M2 (80 bis 100 cm) zu klein. Für die Korrekturen der Präzisionsschweremessungen komplettiert dieses Profil das bereits vorhandene Stationsnetz und ermöglicht die flächenhafe Interpolation. Daraus lassen sich dann später unter Hinzuziehung der anderen Hauptwellen realistische Gezeitenkorrekturen für alle Stationen ermitteln.

Description: Fennoscandia has always been an area of special interest for geoscientists. One reason for that ist certainly the well known land uplift of about 10mm/yr in its center, which is located in the northern part of the Gulf of Bothnia. Besides the seismic research of the structure of the Lithosphere since 1966 precise gravity surveys are carried out along the so called land uplift lines. By repetition of these measurements it is hoped to monitor the effect of land uplift, and to get indications of its mechanism. In addition tidal gravity observations were carried out at many places to achieve realistic tidal parameters for the correction of the precise gravity surveys. It was found that esp. adjacent to the sea there is a strong anomaly of the parameters of up to 35% in amplitude and more than 20° in phase. This can be allocated to the effect of the ocean tides. The present work deals with the tidal gravity measurements along the geotraverse 'Blue Road'. This profile starts at the Norwegian coast close to the polar circle running about 125° south-east till the Gulf of Finland, close to the Sowjet border. The speciality of the choice of the station locations is in their concentration near the coast. By these means it is possible to monitor the decrease of the effect of the ocean loading. This enables the check of local ocean tide models by an independent method: In addition to the elastic properties of the Lithosphere, esp. the depth of the crust/mantle boundary, only the distribution of the calculated ocean tidal amplitudes and phases are included into the calculations; the parameters and boundary conditions necessary for the calculation of these models are not used. By concentration of the stations near the coast also hints on the structure of the Lithosphere, esp. the depth of the Moho can be achieved. The measurements were carried out during a period from 1980 to 1983, and five gravimeters were available to measure at seven stations. The recording intervals were between 10 and 23 months each. In the following the geoscientif ic findings obtained up to now for Fennoscandia are put together, in detail for the 'Blue Road' profile. The methods of loading calculations and the problem of modelling the ocean tides are reviewed. The preparations of the measurements include intense experimental work as well as efforts in data treatment and analysis. Special care was necessary for the calibration of the gravimeters which was performed at the Tidal Observatory Berlin (Insulaner). The interpretation of the tidal residuals of the constituent M2 resulted in the fact, that the shelf tides should be retarded by 15 to 20° to fit the observations. Of course, this is no way to correct the tidal chart, but it provides boundary conditions for the calculation of these models. In addition, the best fit was achieved assuming a fairly thin crust in the coastal area. This corresponds to seismic results and confirms the lack of a mountain root below the Caledonides. For the residual of 01 the interpretation showed a significant restvector, too. But here it is not possible to use the shelf area for an explanation: In contrary to M2 (amplitudes of up to 100 cm) the 01 amplitudes of the shelf tides are only in the order of 3 to 5 cm, which is too small. These profile measurements complete the Fennoscandian net of tidal results. This enables the spatial interpolation of the values and, by addition of the other main tidal constituents, it will be possible to derive realistic tidal corections for the repeated precise gravity surveys.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In a regional study based upon a large set of sea-level data and meteorological data, the long-period variations in sea-level and the fluctuations of meteorological parameters have been investigated for the Norwegian coast. In the period range between 1 and 20 years, the sea-level is found to be dominated by a few distinct signals. The interaction between meteorological parameters and sea-level is discussed. The sea-level is found to respond to long-period air pressure variations as an inverse barometer. Most of the sea-level signals with periods between 1 and 5 years are at least partly due to similar signals in air pressure and/or wind stress. In the Chandler band, the meteorological parameters contain at least two distinct signals. The oceanic pole tide signal is masked by the atmospheric forcing of the sea-level. This leads to temporal variations in the apparent pole tide, which are uncorrelated with the temporal variations of the Chandler wobble. The air pressure corrected pole tide is still not an equilibrium tide, but the large deviations in phase from equilibrium may well be due to unaccounted effects of wind stress and temperature. The Chandler wobble in polar motion is important as the driving force of the pole tide. In an extensive numerical investigation, the simple and physically reasonable model of a single frequency, damped, harmonic oscillation, which is frequently excited at random times and with random amplitude is found to explain all features of the observed Chandler and annual wobbles. Comparing the results from the numerical investigations to the results from analyses of the polar motion gives strong evidence for the Chandler wobble period to be either 428.5± 1.0 days or 437.2±0.8 days and not the usually assumed period of ≈434 days. No final decision can be made which of the two periods is the true Chandler period, though the shorter one is favoured by several facts. The signals in meteorological parameters can all be related to the variations in sunspot numbers. A non-linear response of the atmosphere to the annual solar forcing, which is modulated by the sunspot cycles explains the observed frequency patterns. The excess of the observed sunspot effects in surface air temperature over those predicted from simple climate models by a factor of 10 indicates the existence of strong positive feedback mechanisms, which are responsible for the signals in air pressure and wind stress, too. The 18.6-year nodal tide lags the equilibrium tide by 0.8 radian, while the amplitudes exceed the equilibrium amplitudes by a factor of 3 to 5. At most parts of the coast, the nodal modulation of the amplitude of the fortnightly lunar tide Mf also lags the equilibrium modulation by 0.5 to 0.7 radian. The amplitude of the nodal modulation is close to equilibrium, except for Oslo and Bergen. At the latter stations, resonance effects may modify the modulation. Mf itself is found to have an amplitude of two to three times the equilibrium amplitude and a phase lag of slightly more than π. Determining the land uplift at the Norwegian coast from the trend in sea-level leads to a varying pattern of isolines, with the land uplift gradient being perpendicular to the general direction of the coast line, and being rather large at parts of the coast. At most parts of the coast, the zero line is further out in the sea than given on other published charts.

Description: Die vorliegende Arbeit über langperiodische Variationen des Meeresspiegels entlang der norwegischen Küste basiert auf umfangreichen Datensätzen von Meeresgezeiten und Meteorologie. Alle verwendeten Meeresgezeitendaten lagen als Stundenstützstellen vor, die nach sorgfältiger Fehlersuche auf monatliche Mittelwerte reduziert wurden. Die längsten Meeresgezeiten-Registrierungen an der norwegischen Küste sind für Oslo und Bergen verfügbar, wo die Zeitreihen das Intervall von 1914 bis 1985 umfassen. Für sieben Stationen lagen Registrierungen von 1952 bis 1985 vor, und für jeweils weitere 2 Stationen waren Registrierung für die Zeiträume von 1961 bis 1985 bzw. von 1970 bis 1985 verfügbar. Die meteorologischen Daten standen an drei Station für die längeren Zeiträume von 1952 bis 1983 (Oslo und Bergen) bzw. von 1957 bis 1975 (Narvik ) zur Verfügung, und für 15 Stationen waren die Daten für den kürzeren Zeitraum von 1970 bis 1984 vorhanden. Dabei ist der Luftdruck mit einem Stützstellenabstand von drei Stunden registriert worden, während die übrigen Parameter (Windgeschwindigkeit und -richtung, Lufttemperatur) mit einem Stützstellenabstand von 6 Stunden vorliegen. Auch hier wurden aus den Daten monatliche Mittelwerte berechnet. Da die Wirkung des Windes auf die Meeresoberfläche als dem tangentialen Windstress proportional angenommen wird, wurden aus den Winddaten monatliche Mittelwerte für die beiden tangentialen Windstress-Komponenten berechnet. In dem Periodenbereich von einem bis etwa zwanzig Jahren sind die Schwankungen des Meeresspiegels von einigen wenigen, fast-periodischen Variationen bestimmt. Die Perioden, die in den Meeresspiegelschwankungen gefunden wurden, sind überwiegend auch in den untersuchten meteorologischen Parametern zu finden. Dabei sind diese Signale in Periode, Amplitude und Phase räumlich sehr homogen. Bei der Untersuchung der Signale in den meteorologischen Parametern Luftdruck, Ost-West- und Nord-Süd- Komponente des Windstress und Lufttemperatur zeigte sich, daß der überwiegende Teil der Perioden in ein Muster paßt, daß sich aus der Modulation der jährlichen solaren Anregung der Atmosphäre durch den Sonnenfleckenzyklus ergibt. Aus der Literatur ist bekannt, daß die Variationen in den Sonnenflecken mit Schwankungen in der Solarkonstanten und damit mit Variationen im Wärme-Input in das System Atmosphäre-Ozean verbunden sind. Die in der Lufttemperatur gefundenen Schwankungen mit Perioden zwischen einem und zwanzig Jahren haben Amplituden von ≈0.5°C und liegen damit um eine Größenordnung höhere als die aus einfachen Klima-Modellen abgeschätzten Effekte des Sonnenfleckenzyklus. Nur wenn man die Existenz positiver Rückkopplungs- Mechanismen annimmt, können die in den Beobachtungen gefundenen Variationen erklärt werden. Diese Rückkopplungen sind in beobachteten Veränderungen der vorherrschenden Wetterbedingungen mit dem Sonnenfleckenzyklus zu suchen. Änderun- gen der vorherrschenden Wetterbedingungen erklären dann auch das Vorhandensein dieser Perioden in Luftdruck und Windstress. Benutzt man die monatlichen Mittelwerte um die Antwort des Meeresspiegels auf Luftdruckschwankungen zu ermitteln, so ergibt sich für den größten Teil der Küste eine isostatische Antwort, vergleichbar einem inversen Barometer. Abweichungen finden sich insbesondere an Stationen am Ende von Fjorden (Oslofjord, Ofotfjord). Dort ist dann aber die Korrelation zwischen Windstress und Meeresspiegel höher als an Stationen an der offenen Küste, so daß diese Abweichungen von der isostatischen Antwort in wesentlichen durch Windeffekte bewirkt werden. Im Bereich der Chandler Periode sind im Luftdruck mindestens zwei Signale vorhanden, die mit Perioden von ≈1.14 Jahren und ≈1.22 Jahren die vom Chandler Wobble bewirkte Poltide verdecken. Die Signale im Luftdruck haben Amplituden (bis zu 200 Pa), die bei einer isostatischen Antwort des Meeresspiegels (etwa -1 cm/HPa) zu Signalen im Meeresspiegel führen, deren Amplituden deutlich über der Amplitude einer Gleichgewichts-Poltide (etwa 0.5 cm an der norwegischen Küste) liegen. Zu diesen Signalen im Luftdruck kommen noch Signale im Windstress und in der Lufttemperatur hinzu. Die Veränderungen in der Lufttemperatur können mit einiger Phasenverschiebung zu Signalen in der Wassertemperatur und über den Dichteeffekt zu entsprechenden Signalen im Meeresspiegel führen. Signale in der Temperatur des Meerwassers im Chandler-Band sind aus der Literatur bekannt. Diese komplizierte Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean führt zu einer Verdeckung der vom Chandler Wobble bewirkten Poltide. Die Frequenz-Unterschiede zwischen den Signalen im Chandler-Band in der Atmosphäre und der Chandler Periode selbst (die auch der Periode der Poltide entspricht), führen zu langperiodischen Modulationen einer scheinbaren Poltide. Dadurch sind die beobachteten zeitlichen Variationen der Poltide nicht korreliert mit den zeitlichen Variation des Chandler Wobbles. Wird der isostatische Effekt des Luftdrucks auf den Meeresspiegel eliminiert, so ergibt sich eine Poltide, deren Amplitude nahe der Gleichgewichtsamplitude liegt. Der wesentliche Teil der Amplituden-Überhöhung der beobachteten Poltide gegenüber der Gleichgewichtsamplitude ist damit auf Luftdruckeffekte zurückzuführen. Die Phasenbeziehung zwischen beobachteter Poltide und der Gleichgewichtstide zeigt allerdings starke zeitliche Variationen. So ist im Interval von 1970 bis 1979 die Phase der beobachtete Poltide nahe der Gleichgewichtstide, während sich für das Interval von 1957 bis 1979 deutliche Abweichungen ergeben. Diese zeitliche Variabilität ist durch das Zusammenwirken verschiedener Signale im Chandler Band zu erklären. Insbesondere die in der Temperatur und im Wind gefundenen Signale mit Perioden nahe bei 14 Monaten können diese Variationen bewirken. Insgesamt wurden keine Hinweise gefunden auf eine von der Gleichgewichtstide abweichende Poltide. Der Chandler Wobble in der Polbewegung ist als Ursache für die Poltide wichtig für die vorliegende Arbeit. Da die in der Literatur publizierten Resultate bezüglich des Chandler Wobbles sehr widersprüchlich sind, wurden die Polbewegungsdaten des ILS/IPMS und vom BIH im Rahmen dieser Arbeit erneut analysiert. Mit Hilfe umfangreicher numerischer Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß das einfache und physikalisch sinnvolle Modell eines mono-frequenten Chandler Wobbles, der häufig an zufälligen Zeitpunkten mit zufälliger Amplitude angeregt wird, ausreicht, um alle Eigenschaften des beobachteten Chandler Wobbles zu erklären. Durch Vergleich der Modellrechungen mit den Ergebnissen aus der beobachteten Polbewegung ergab sich, daß die tatsächliche Chandler Periode entweder bei 428.5± 1.0 Tagen oder bei 437.2±0.8 Tagen liegt, und nicht bei den üblicherweise angenommenen ≈434 Tagen. Dieses überraschende Ergebnis ist von großer Bedeutung für alle Arbeiten zur rheologischen Struktur der Erde. Dabei ist anzumerken, daß noch keine endgültige Aussage möglich ist, welche der beiden Perioden der tatsächlichen Chandler Periode entspricht. Allerdings wird die Periode von 428.5 Tagen durch einige Ergebnisse bevorzugt. Die in der Literatur üblicherweise genannte Periode von 434 Tagen ergibt sich gewöhnlich aus stark geglätteten Spektren. Diese Glättung führt bei einer Anregung nach dem oben beschriebenen Modell zu fehlerhaften Perioden. Die Untersuchung der aus den Polbewegungen ermittelten Gleichgewichtsbewegungen des Meeresspiegels erbrachte eine weitere interessante Korrelation: Eliminiert man aus diesen Gleichgewichtsbewegungen Poltide und jährliche Variation, so findet sich in den Residuen eine quasi-periodische Schwankung mit einer Periode von grob 30 Jahren. Diese Variation in den Gleichgewichtsbewegungen ist auf die als Markowitz Wobble bezeichnete Polbewegung zurückzuführen. Eine entsprechende, phasengleiche Variation findet sich auch in den Residuen der Meeresspiegelschwankungen, wenn man alle wichtigen Signale mit Perioden von einschließlich einem Jahr bis hin zu etwa 10 Jahren eliminiert. Falls diese Korrelation nicht zufällig ist, so müßte sie auch global zu finden sein. In der globalen Oberflächentemperatur und in der Änderung der Tageslänge finden sich ebenfalls Variationen, die mit den im residualen Meeresspiegel und in den Gleichgewichtsbewegungen gefundenen Signalen korrelieren, wobei die Variationen in der globalen Temperatur gegenüber den andern Parametern phasenverschoben sind. Die nodale Tide mit einer Periode von 18.6 Jahren zeigt entlang der norwegischen Küste gegenüber der Gleichgewichtstide eine Phasenverschiebung von etwa 0.8 Radian, und die Amplituden liegen um einen Faktor von 3 bis 5 über der entsprechenden Gleichgewichtsamplitude. Die Untersuchung der Variationen der Amplitude der vierzehntägigen Tide Mf zeigt eine ähnlich große Phasenverschiebung zwischen der beobachteten und der erwarteten nodalen Modulation, wobei hier die relativen Amplituden für alle Stationen mit Ausnahme von Oslo und Bergen nahe den Erwartungen liegen. Allerdings ist hier zu bemerken, daß die Amplituden der Mf um den Faktor 2 bis 3 über der Gleichgewichtstide liegen, und somit auch die Modulationen entsprechend erhöht sind. Die Unterschiede in Oslo und Bergen deuten auf Resonanz-Effekte hin. Der Trend im Meeresspiegel relativ zum Land ist an der norwegischen Küste im wesentlichen auf die Landhebung infolge der post-glazialen Entlastungsbewegungen zurückzuführen. Bestimmt man die Isolinien der Landhebungen aus den in dieser Arbeit ermittelten Trends, so ergeben sich Linien, die zu dem generellen Verlauf der Küste parallel sind. Bei Ålesund ergibt sich eine deutliche Verzerrung dieser Linien. In Ålesund finden sich starke zeitliche Variationen im Trend, die mit kleinräumigen Prozessen in Verbindung stehen müssen. Generell ist der Gradient der Landhebung senkrecht zum großräumigen Verlauf der Küste. Der hier ermittelte Gradient ist aber höher als in bisher publizierten Arbeiten, und die Lage der Nullinie ist weiter zur See hin verschoben.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Vessel-mounted Acoustic Doppler Current Profilers (ADCPs) provide velocity profiles of the upper ocean along the ship track. They are a key tool in oceanographic research to study the oceanic circulation and the associated distribution of mass, heat, contaminants and other tracers. In order to obtain high-quality ocean current data from vessel-mounted ADCP measurements, a number of requirements must be met, from system installation and data acquisition measures to certain essential processing steps. Here, we present an open-source Python toolbox called OSADCP for scientists to convert, clean, calibrate and organize binary raw vessel-mounted ADCP data for scientific use. The toolbox is designed to process ADCP measurements in deep water by Teledyne RDI Ocean Surveyor ADCPs and the data acquisition software VMDAS.

Description: Der Biodiversitätsverlust schreitet in bedrohlichem Ausmaß voran. Mit dem Global Biodiversity Framework und voraussichtlich dem Nature Restoration Law bestehen nun auf internationaler und europäischer Ebene vielversprechende Ansätze, ihm Herr zu werden. Jetzt ist der Bundesgesetzgeber – nicht zuletzt aus verfassungsrechtlichen Erwägungen – aufgerufen, daran anzuknüpfen. Dazu bietet sich die Regelungsform eines Rahmen- und Politikplanungsgesetzes an, wie sie schon aus dem Klimaschutzgesetz und dem Klimaanpassungsgesetz bekannt ist. Der Aufsatz beleuchtet den internationalen, europa- und verfassungsrechtlichen Hintergrund eines solchen ‘Biodiversitätsschutzgesetzes’ und diskutiert – unter Zusammenarbeit sowohl rechts- als auch naturwissenschaftlicher Autor:innen – formale und materielle Ausgestaltungsmöglichkeiten.

Description: The expedition AL570 with the RV Alkor was carried out within the framework of the interdisciplinary DAM MGF-OSTSEE Project “Potential effects of closure for bottom fishing in the marine protected areas (MPAs) of the western Baltic Sea – baseline observations” funded by the Ministry of Education and Research (BMBF). Within MGF-OSTSEE a consortium of scientists from various institutions investigates how benthic ecosystems in Natura 2000 areas within the German exclusive economic zone develop after the exclusion of bottom trawling. Major goals of the project are i. the initial assessment of the environmental state and its variability in- and outside the three Natura 2000 areas Fehmarnbelt, Oder- and Rönnebank under the ongoing pressure of bottom trawling and ii. the general assessment of the effect of bottom trawling on benthic communities and benthic biogeochemical functioning as well as their development after fishery exclusion. The cruise AL570 concludes a series of three previous expeditions EMB238 (2020) and EMB267/268 (2021) and aimed to survey all components of the benthic food web including prokaryotes, protozoans, meiofauna and macrofauna, as well as sediment properties and biogeochemical processes in selected working areas in- and outside of the MPA. The working program comprised 156 station activities of various gears for biological and biogeochemical sampling of sediments. Solute exchange between the sediment and the water column was investigated using Landers and a novel underwater vehicle the Deep-Sea Rover (DSR) Panta Rhei. Investigations in the water column, seafloor observation and deployments of a dredge supplemented the station work. Due to stormy weather in situ solute fluxe measurements were not performed at the Rönnebank.

Description: In this deliverable, we perform Earth system model (ESM) simulations to assess the role of land-based and ocean-based negative emission technologies (NETs) for achieving the temperature target set by the 2015 Paris Agreement. The dataset provided from this work package will be used for investigating carbon sequestration potential, side-effects and potential constraints of combining oceanic and terrestrial NETs with the help of an earth system model, NorESM2. Two long NorESM2 coupled simulations with SSP5-3.4-OS scenario are conducted to check the CDR potential of terrestrial CDR, and terrestrial and marine CDR together by combining land-based Bioenergy for Carbon Capture and Storage (BECCS) and Ocean Alkalinization Enhancement (OAE) scenarios together. For the terrestrial BECCS simulation, the default land use distribution in the original CMIP6 SSP5-3.4 land use dataset is modified to accommodate more bioenergy crop in the future while keeping the total crop area of 2015 for food throughout the century and combining it with a bio-CCS system. For the second simulation we combined the above terrestrial BECCS simulation with 2030-high OAE scenario from Deliverable 4.6. A higher amount of carbon captured by making use of the carbon sequestration potential of land and ocean together.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Im nördlichen Bereich der Provinz Kantabrien (Nordspanien) wurden Sedimente der "Mittelkreide" (Oberalb und Cenoman) unter stratigraphischen, faziellen und sedimentologi sehen Gesichtspunkten bearbeitet. Strukturell gehört die Region zum Nordkantabrischen Becken (NCB), dessen Einsenkung mit tektonischen Bewegungen im mittleren Valangin beginnt. Das NCB ist eines der zahlreichen Sedimentbecken, die sich infolge des mesozoischen Riftings und Spreadings in der Biscaya auf dem iberischen Nordschelf bilden. Strukturgeologisch zeigt das NCB eine E/W-Ausrichtung zwischen zwei Hochgebieten im S und N (Cabuemiga-Rücken und Liencres-Hoch), die als "Santillana-Achse" bezeichnet wird. Im W grenzt das NCB an das Paläozoikum des Asturischen Massivs. Östlich Santander wird es strukturell und faziell durch die N/S-streichende Rio-Miera-Flexur vom hochsubs identen Basko-Kantabrischen Becken abgetrennt. Die Sedimentation im NCB wird stark von tektonischen Ereignissen im sich bildenden Biscaya-Ozeans beeinflußt, durch welche die Strukturierung der Schichtenfolge in sedimentäre Megasequenzen erfolgt. Im Alb und Cenoman können folgende Megasequenz-Grenzen erkannt werden, durch welche die Megasequenzen des Alb und Cenoman definiert werden: • Santander-Tectoevent (Cenoman/Turon-Grenzbereich) • Vraconian Tectoevent (hohes Oberalb) • "Mittelalb-Ereignis" ("break-up unconformity", [?hohes] Unteralb). Das Mittelalb-Ereignis fuhrt im Arbeitsgebiet zum Zerbrechen der faziell wenig differenzierten Urgon-Karbonatplattformen des Clansay (Oberapt/Unteralb) in ostvergente Kippschollen. In den entstehenden N/S-orientierten Halbgräben werden im Mittelaib fluvio-deltaische Klastika abgelagert, während auf den Hochschollen eine Verkarstung erfolgt. Im tiefen Oberalb initiiert ein transgressiver Puls die weit verbreitete Ablagerung mariner Sedimente im NCB. Dieses transgressive Ereignis ist in ganz Iberien nachzuweisen. Im Laufe des Oberalb kommt es zu einem Onlap mariner Sedimente auch auf den ehemals emergenten Hochschollen und zu einem Ausgleich des durch das Mittelalb-Ereignis erzeugten Paläoreliefs. Durch weit verbreitete Emersion des NCB's infolge tektonischer Bewegungen im oberen Oberalb (Vraconian Tectoevent) wird die sedimentäre Megasequenz des Alb beendet. Die sedimentäre Megasequenz des Cenoman beginnt im Alb/Cenoman-Grenzbereich mit der Progradation deltaischer Klastika. Die im NCB der Santillana-Achse folgend von W nach E kanalisiert werden. Dieses "Santillana-Delta" mündet im Bereich Galizano/Langre östlich Santander in das Basko-Kantabrische Becken und verzahnt sich dort mit den Prodelta-Sedimenten des Valmaseda-Deltas ("Schwarzer Flysch" der Bilbao-Region). Die differentielle Subsidenz im NCB in Folge des Vraconian Tectoevents wird von den Delta-Sedimenten ausgeglichen. Im tiefen Untercenoman (untere Mantelliceras mantelli-Zone) gestaltet eine bedeutende transgressive Faziesentwicklung das gesamte NCB in einen vollmarinen, karbonatisch dominierten Ablagerungsraum um. Dieser transgressive Puls dürfte mit der "Untercenoman-Transgression" sensu lato korrelieren. Im Cenoman können folgende Ammoniten-Biozonen erkannt werden: • Obercenoman: Eucalycoceras pentagonum-Zone, und Metoicoceras geslinianum-Zone [pars] • Mittel cenoman: [Cunningtoniceras inerme-Zone], Acanthoceras rhotomagense-Zone und A. jukesbrownei-Zone • Untercenoman: Mantelliceras mantelli-Zone und M. dixoni-Zone. Das höchste Obercenoman (oberer Teil der geslinianum-Zone und die Neocardioceras juddii-Zone) fehlt im NCB. In der oberen mantelli-Zonc des NCB etabliert sich in weiten Bereichen die flachmarine Karbonat-Fazies der Altamira-Plattform, die sich östlich der Rio-Miera-Flexur mit mächtigen Beckensedimenten (Mergel, Knollenkalke, Kalk/Mergel-Rhythmite) verzahnt. Im Mittel- bis unteren Obercenoman wird die Altamira-Plattform in drei Schritten von E nach W "ertränkt". Die prominenten Drowning-Unconformities (mineralisierte Hartgründe mit Ammoniten) werden dabei stufenweise nach W jünger. Im Obercenoman (pentagonum-Zono) ist die gesamte Altamira-Plattform ertränkt und weite Teile des NCB werden in die Beckensedimentation einbezogen. Die Ablagerungsgeschichte des Cenoman wird durch das Santander-Tectoevent in der oberen geslinianum-Zonc beendet, infolgedessen weite Teile des NCB trockenfallen. Selbst in hochsubsidenten Beckenprofilen ist der Cenoman/Turon-Grenzbereich durch eine Schicht lücke gekennzeichnet. Die fazielle Entwicklung der cenomanen Megasequenz ist durch die schubweise voranschreitende ("pulsierende") Cenoman-Transgression geprägt. Insgesamt können im Cenoman sechs Sequenzgrenzen (SB's) erkannt werden, durch die die Ablagerungssequenzen DS Ce I bis VI definiert werden. Ihre stratigraphischen Positionen sind: • SB Ce VI = obere geslinianum-Zonc • SB Ce V = Wende Mittel/Obercenoman • SB Ce IV = basale jukesbrownei-Zone • SB Ce III = hohe dixoni-Zone • SB Ce II = obere mantelli-Zone • SB Ce I = untere mantelli-Zone. Im regionalen Vergleich zeigt sich für das Cenoman eine gute Übereinstimmung mit sequentiellen Gliederungen aus dem Basko-Kantabrischen Raum. Überregionale Vergleiche dokumentieren, daß viele der Meeresspiegel-Bewegungen im Cenoman (z.B. SB Ce III, mfz in der rhotomagense-Zone, SB Ce IV, HST in der pentagonum-Zone) über weite Entfernungen korreliert werden können und wahrscheinlich eustatische Signale darstellen. Die Korrelation mit der "globalen Meeresspiegel-Kurve" (Exxon Chart) ist schlecht. Betrachtet man die im Cenoman im NCB abgelagerten Sedimente als "2nd-order cycle", so zeigt sich ein übergeordneter transgressiver Trend mit einem maximalen Onlap im Obercenoman innerhalb der mfz von DS Ce VI (pentagonum-Zone). Das NCB zeigt im Oberalb und Cenoman im biogeographischen Vergleich starke tethyale Einflüsse. Das Turrilites scheuchzerianus/Neohibolites ultimus-Evert. im tiefen Mittelcenoman des NCB korreliert in bio-, sequenz- und Isotopen-stratigraphischer Hinsicht mit dem Actinocamax primus-Event NW-Europas, womit eine eventstratigraphische Anbindung an das "temperierte" Cenoman erreicht werden kann.

Description: Mid-Cretaceous (Upper Albian and Cenomanian) sediments in the northern part of the province of Cantabria (northern Spain) were investigated with the emphasis on stratigraphical and sedimentological aspects. Structurally, the area belongs to the North Cantabrian Basin (NCB), the depositional history of which started with distensional tectonic movements in the Mid-Valanginian. The NCB is one of the numerous sedimentary basins which developed on the north Iberian continental margin in consequence of the rifting and spreading in the Bay of Biscay during Mesozoic times. It is a gulf-like basin with an E/W-elongation ("Santillana axis"). In the south and in the north the NCB is bordered by the Cabuemiga Ridge and the Liencres High, respectively. To the west, the NCB is bordered by the Palaeozoic Asturian Massif; in the east, the N/S-trending Rio Miera Flexure forms a structural boundary to the strongly subsiding Basco-Cantabrian Basin. The depositional history of the NCB was strongly influenced by tectonic events which can be related to the evolving Biscay Ocean. These tectoevents give rise to a gross subdivison of the succession into sedimentary megasequences. Three tectonically induced megasequence boundaries can be recognized in the Albian and Cenomanian, defining the Albian and Cenomanian megasequences: • Santander-Tectoevent (Cenomanian/Turonian boundary interval) • Vraconian Tectoevent (late Late Albian) • "Middle Albian event" (break-up unconformity, [?late] Early Albian). The "Middle Albian event" caused a disintegration of the widespread Urgonian Clansay platforms (Late Aptian/Early Albian) into a palaeo-relief of eastward-dipping tilted blocks. In the N/S trending halfgrabens, fluvio-deltaic clastics were deposited during the Middle Albian, whereas the exposed tilted block crests were karstified. A strong transgressive pulse flooded the NCB in the early part of the Late Albian, giving rise to the widespread deposition of marine Upper Albian sediments. This transgressive event can also be recognised in southern Iberia and Portugal. During the later part of the Late Albian, the emergent crestal areas of the tilted blocks were onlapped by marine sediments, resulting in the filling-up of the Middle Albian palaeo-relief. Tectonic movements in the latest Albian (Vraconian tectoevent), causing emergence in wide parts of the NCB, terminated the Albian Megasequence. The Cenomanian megasequence started in the Albian/Cenomanian boundary interval with progradation of deltaic clastics, which were channelized (following the Santi liana-axis) into an eastward direction. This "Santillana Delta" flowed into the Basco-Cantabrian Basin east of Santander, where an interfingering with the prodeltaic sediments of the Valmaseda Delta ("Black Flysch" of the Bilbao area) took place. The differential subsidence in the NCB due to the Vraconian tectoevent was compensated by the deltaic sedimentation. In the lower part of the Mantelliceras mantelli Zone, a transgressive pulse flooded the NCB and led to the deposition of marine, predominantly calcareous sediments. This transgressive event is thought to correlate with the "Early Cenomanian transgression" sensu lato. In the Cenomanian succession of the NCB, the following ammonite zones can be recognized: • Late Cenomanian: Eucalycoceras pentagonum Zone and Metoicoceras geslinianum Zone [pars] • Middle Cenomanian: [Cunningtoniceras inerme Zone], Acanthoceras rhotomagense Zone and A. jukesbrownei Zone • Early Cenomanian: Mantelliceras mantelli Zone and M. dixoni-Zone. The upper part of the Upper Cenomanian (upper part of the geslinianum Zone and the Neocardioceras juddii Zone) is missing in the NCB. In the upper part of the mantelli Zone, deposition of the shallow marine carbonate sediments of the Altamira Platform became established over large areas of the NCB. In the strongly subsiding area east of the Rio Miera Flexure, thick successions of basinal sediments (marls, nodular limestones, marl/limestone rhythmites) were deposited contemporaneously. During the Middle to early Late Cenomanian, the Altamira Platform was drowned in three successive steps from east to west. The developing drowning unconformities (condensed, mineralized hardgrounds with ammonites) young towards the west, resulting in a backstepping of the Altamira Platform. In the Late Cenomanian (pentagonum Zone), all former sites of shallow marine carbonate deposition were drowned. The depositional history of the Cenomanian was terminated in the higher part of the geslinianum Zone when tectonic movements of the Santander tectoevent caused widespread emersion of the NCB. The resulting Cenomanian/Turonian boundary hiatus can be recognized both in the condensation horizons on top of the submerged platform as well as in the basinal successions. The facies development of the Cenomanian Megasequence is dominated by the pulsatory nature of the "Cenomanian transgression". Within the Cenomanian succession of northern Cantabria, six sequence boundaries can be recognized, which define six depositional (3rd-order) sequences (DS Ce I - VI). The stratigraphic positions of the sequence boundaries (SB) are as follows: • SB Ce VI = upper geslinianum Zone • SB Ce V = Middle/Late Cenomanian boundary interval • SB Ce IV = basal jukesbrownei Zone • SB Ce III = upper dixoni Zone • SB Ce II = upper mantelli Zone • SB Ce I = lower mantelli Zone. Comparison of this sequential subdivision with regional cycle charts from the Basco-Cantabrian area reveals good agreement, whereas correlation with the "global sea-level curve" (Exxon Chart) is poor. The extent to which many of the sea-level events in the Cenomanian (e.g. SB Ce III, mfz within the rhotomagense Zone, SB Ce IV, HST in the pentagonum Zone) can be correlated between basins elsewhere in Europe and Tunisia suggests that they were probably of eustatic nature. Considering the Cenomanian Megasequence as a "2nd-order cycle", an overall transgressive trend occurs throughout the Cenomanian; maximum coastal onlap was reached during the maximum flooding of DS Ce VI (pentagonum Zone). Palaeobiogeographically, the NCB shows strong tethyan affinities in the Late Albian and Cenomanian. The Turrilites scheuchzerianus/Neohibolites ultimus event in the early Middle Cenomanian permits a correlation with the Actinocamax primus event of the temperate Cenomanian of northern Europe by means of bio-, sequence and isotope stratigraphy.

Description: Los sedimentos del Cretácico medio (Albiense superior/Cenomaniense) en la parte septentrional de la Provincia de Cantabria han sido estudiados, centrándose en aspectos estratigráficos y sedimentolögicos. El área de estudio pertenece estructural mente a la Cuenca Norcantábrica (NCB), cuya historia depositional comenzó con movimientos tectónicos distensivos en el Valanginiense medio. La NCB es una de las numerosas cuencas sedimentarias que se desarrollaron en el margen continental norteibérico como consecuencia del "rifting" y apertura del golfo de Vizcaya durante el Mesozoico. Es una cuenca con forma de golfo con una elongatión E/W ("Eje de Santillana"). Los límites septentrional y meridional de la NCB son el "Liencres High" y el Escudo de Cabuemiga respectivamente. Hacia el Oeste, la NCB queda confinada por el Macizo Paleozoico Asturiano; en el Este, el límite estructural conocido como Flexión del Río Miera de dirección N/S, la separa de la Cuenca Vasco-cantábrica mucho más subsidente. La historia deposicional de la NCB estuvo fuertemente influenciada por eventos tectónicos que pueden ser relacionados con la evolution del oceano de Vizcaya. Estos tectoeventos dieron lugar a una gruesa subdivision de la sucesión en megasecuencias sedimentarias. Tres límites de megasecuencias, que están inducidos por la tectónica, pueden ser reconocidos en el Albiense y Cenomaniense, definiendo respectivamente las megasecuencias albienses y cenomanienses: • Tectoevento de Santander (intervalo límite del Cenomaniense/Turoniense) • Tectoevento Vraconiense (Albiense superior tardío) • "Evento del Albiense medio" (discordancia de ruptura, Albiense inferior [?tardio]). El "Evento del Albiense medio" causo una desintegración de las plataformas urgonianas clansayenses (Aptiense superior/Albiense inferior), que estaban muy extendidas en paleorelieves de bloques basculados hacia el Este. Se produjo durante el Albiense medio una sedimentatión clástica fluvio-deltaica en los semi-grabenes, de dirección N/S, mientras que las cimas expuestas de los bloques basculados sufrieron procesos de karstificatión. Un fuerte pulso transgresivo inundó la NCB al comienzo del Albiense superior, dando lugar al depósito de sedimentos marinos en el Albiense superior due alcanzaron una muy amplia extensión. Durante la parte superior del Albiense superior las crestas de los bloques basculados fueron recubiertas por sedimentos marinos, indicando el equilibrio del paleorelieve en el Albiense medio. Los procesos tectónicos al final del Albiense superior (Tectoevento Vraconiense), que causaron la emersión de amplias zonas de la NCB, terminan la megasecuencia albiense. La megasecuencia cenomaniense comenzó en el limite Albiense/Cenomaniense con la progradatión de material clástico deltaico que fue canalizado (siguiendo el Eje de Santillana) hacia el Este. Dicho delta ("Delta de Santillana") discurria al Este de Santander hacia la Cuenca Vasco-cantabrica, interfiriendo con los sedimentos de prodelta del Delta de Valmaseda ("Flysch Negro"). En la parte inferior de la zona de Mantelliceras mantelli, un pulso transgresivo inundó la NCB y permitió el depósito de sedimentos marinos, predominantemente calcáreos. Este evento transgresivo puede ser correlacionado con la "transgresión del Cenomaniense initial" sensu lato. En la sucesion Cenomaniense de la NCB pueden ser reconocidas las siguientes zonas: • Cenomaniense superior: Zona de Eucalycoceras pentagonum y la Zona de Metoicoceras geslinianum [pars] • Cenomaniense medio: [Zona de Cunningtoniceras inerme], Zona de Acanthoceras rhotomagense y Zona de A. jukesbrownei • Cenomaniense inferior: Zona de Mantelliceras mantelli y Zona de M. dixoni. La parte superior del Cenomaniense superior (parte superior de la zona de M. geslinianum y la Zona de Neocardioceras judii) está ausente en la NCB. Los sedimentos marino-someros de naturaleza carbonatada de la "Plataforma de Altamira" comenzaron a depositarse en amplias zonas de la NCB en la parte superior de la zona de mantelli. Al Este de la Flexión de Río Miera, en un área fuertemente subsidente, fueron depositadas contemporáneamente potentes sucesiones de sedimentos de cuenca (margas, calizas nodulares y ritmitas de marga/caliza). Durante el Cenomaniense medio hasta la base del Cenomaniense superior, la Plataforma de Altamira fue inundada desde el Este al Oeste en tres intervalos sucesivos. El desarrollo de discordancias de inundatión ("drowning unconformities" = series condensadas, "hardgrounds" mineralizados con ammonites) resultan más recientes hacia el Oeste, concluyendo en un basculamiento hacia atrás de la Plataforma de Altamira. En el Cenomaniense superior (Zona de pentagonum) todos los anteriores lugares caracterizados por el depósito de carbonates marino-someros fueron anegados. La historia deposicional del Cenomaniense acabó en la parte alta de la zona de geslinianum, cuando movimientos tectonicos del Tectoevento de Santander causaron la emersión generalizada de la NCB. El hiato resultante puede ser reconocido en los horizontes condensados a techo de las plataformas sumergidas e igualmente en las sucesiones de cuenca. El desarrollo de facies del Cenomaniense está dominado por el carácter de pulsos que tuvo la "transgresión cenomaniense". Seis límites de secuencia pueden reconocerse dentro de la sucesión cenomaniense del norte de Cantabria, los cuales definen seis secuencias deposicional es de tercer orden (DS Ce I-VI). La positión estratigráfica de los límites de secuencia (SB) son los siguientes: • SB Ce VI = parte superior de la Zona de geslinianum • SB Ce V = intervalo límite del Cenomaniense medio/superior • SB Ce IV = base de la Zona de jukesbrawnei • SB Ce III = parte superior de la Zona de dixoni • SB Ce II = parte superior de la Zona de mantelli • SB Ce I = parte inferior de la Zona de mantelli. Una comparación de esta subdivisión secuencial con las tablas de ciclos regionales del reino vasco-cantábrico revela una buena correlatión, mientras que la correlatión con la "tabla global" ("Exxon chart") es pobre. La correlatión entre varias cuencas sugiere una causa eustática para los numerosos eventos de cambios del nivel del mar en el Cenomaniense (por ejemplo SB Ce III, mfz dentro de la Zona de rhotomagense, SB Ce IV, HST en la Zona de pentagonum). Considerando la megasecuencia del Cenomaniense como un "ciclo de segundo orden", una tendencia transgresiva general ocurrió a lo largo del Cenomaniense, el máxirno "onlap" costero fue alcanzado durante la máxima inundatión de la DS Ce VI (Zona de pentagonum). Desde el punto de vista paleobiogeográfico, la NCB muestra fuertes afinidades tethyales en el Albiense superior y el Cenomaniense. El "Evento de Turrilites scheuchzerianus/Neohibolites ultimus" al comienzo del Cenomaniense medio permite una correlation con el "Evento de Actinocamax primus" del Cenomaniense de la Provincia templada norteuropea.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: The question of how science can become a lever in achieving the Sustainable Development Goals permeates most recent sustainability research. Wide-ranging literature calling for a transformative approach has emerged in recent years. This ‘transformative turn’ is fueled by publications from fields such as sustainability science, social-ecological research, conservation science, sustainability transitions, or sustainability governance studies. However, there is a lack of a shared understanding specifically of what is meant for research to be transformative in this developing discourse around doing science differently to tackle sustainability problems. We aim to advance transformative research for sustainability. We define transformative research and outline six of its characteristics: (1) interventional nature and a theory of change focus; (2) collaborative modes of knowledge production, experimentation and learning; (3) systems thinking literacy and contextualization; (4) reflexivity, normative and inner dimensions; (5) local agency, decolonization, and reshaping power; (6) new quality criteria and rethinking impact. We highlight three tensions between transformative research and traditional paradigms of academic research: (1) process- and output-orientation; (2) accountability toward society and toward science; (3) methodologies rooted in scientific traditions and post-normal methodologies. We conclude with future directions on how academia could reconcile these tensions to support and promote transformative research.

Description: Dominant ways of doing research are not enough to achieve the UN Sustainable Development Goals. The typical response of science to dealing with the current local and global sustainability crises is to produce and accumulate more knowledge. Transformative research seeks to couple knowledge production with co-creating change. This paper defines the transformative way of doing research to pro-actively support society's fight against pressing societal and environmental problems. We present six characteristics of transformative research. We reflect on the challenges related to implementing these characteristics in scientific practice and on how academia can play its part.