Kategorie: Hydrologie

Neues Strömungsmodell verbessert Vorhersagen über die Fluidströmung im Gestein

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Tief unter der Erdoberfläche versickern Öl und Grundwasser durch Hohlräume im Gestein und anderen geologischen Materialien. Versteckt vor den Augen stellen diese kritischen Ressourcen eine große Herausforderung für Wissenschaftler dar, die den Zustand solcher zweiphasigen Flüssigkeitsströme beurteilen wollen. Glücklicherweise ermöglicht die Kombination von Supercomputing und synchrotronbasierten Bildgebungsverfahren genauere Methoden zur Modellierung des Fluidstroms in großen unterirdischen Systemen wie Ölreservoirs, Senken für die Kohlenstoffspeicherung und Grundwasserleitern. Forscher der Oak Ridge National Laboratory haben nun neue Modelle erstellen können.

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Nährstoffkreisläufe im sauerstoffarmen Meer bemessen

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In den Weltmeeren kommen mehrere große, besonders sauerstoffarme Gebiete vor, die Wissenschaftler als sogenannte Sauerstoffminimumzonen (Englisch: Oxygen Minimum Zones, OMZ) bezeichnen. Diese Meeresgebiete können Millionen von Quadratkilometern umfassen und treten besonders dort auf, wo eine intensive Meeresströmung und die vorherrschende Windrichtung auf eine ausgedehnte, quer verlaufende Küstenlinie treffen. Solche Bedingungen treten zum Beispiel im Pazifik vor der südamerikanischen Westküste auf Höhe Perus auf. Hier hat sich eine besonders umfangreiche OMZ gebildet. Ein Forschungsteam des Sonderforschungsbereichs (SFB) 754 “Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean”, ein Kooperationsprojekt von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, untersuchte in einer aktuellen Studie die Physiologie dort lebender einzelliger, gehäusebildender Kleinstlebewesen, der sogenannten Foraminiferen. Einige dieser Foraminiferen-Arten sind speziell an sauerstoffarme Bedingungen wie in der peruanischen OMZ angepasst.

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Das lange Gedächtnis des Pazifiks

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Das Meer hat ein langes Gedächtnis. Als das Tiefenwasser im heutigen Pazifik zuletzt Sonnenlicht erblickte, war Karl der Große Kaiser des heiligen römischen Reiches, die Song-Dynastie regierte China und die Oxford University hatte gerade ihre allererste Klasse unterrichtet. Während dieser Zeit, zwischen dem 9. und 12. Jahrhundert, war das Erdklima im Allgemeinen wärmer, bevor sich die Kälte der Kleinen Eiszeit um das 16. Jahrhundert herum einstellte. Jetzt steigen die Temperaturen an der Meeresoberfläche wieder an, aber die Frage ist, ob das Wasser der Tiefsee das auch weiß. Forscher der Woods Hole Oceanographic Institution und der Harvard University haben dies nun näher wissenschaftlich untersucht.

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1076: Großer Tsunami trifft Südchina

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Chinesische Forscher haben jetzt eine neue Studie veröffentlicht, die zeigt, dass die Südküste Chinas im Jahr 1076 von einem großen Tsunami heimgesucht wurde, der einen “drastischen kulturellen Niedergang” verursachte. Die Ergebnisse der Studie habe Auswirkungen auf eine dicht besiedelte Region, in der es mehrere Küstenkernkraftwerke gibt.

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Erster Nachweis von Regen über dem Ozean durch Navigationssatelliten

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Um den Klimawandel zu analysieren oder Informationen über Naturgefahren bereitzustellen, ist es wichtig, Wissen über den Regen zu sammeln. Eine bessere Kenntnis der Niederschlagsmenge und ihrer Verteilung könnte beispielsweise zum Schutz vor Überschwemmungen durch Flüsse beitragen. Ein neuer Ansatz nutzt erstmals Informationen, die in Radarsignalen von Navifationssatelliten enthalten sind, um Regen über dem Meer zu erkennen. Die Technik könnte dazu beitragen, Niederschläge in der Atmosphäre besser zu überwachen als bisher.

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Entstehung des Lebens: Gewöhnliches Speisesalz war von entscheidender Bedeutung

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Eine der grundlegendsten ungeklärten Fragen in der modernen Wissenschaft ist, wie das Leben begann. Wissenschaftler glauben im Allgemeinen, dass sich einfache Moleküle, die sich in der frühen planetarischen Umgebung befanden, in komplexere Moleküle umgewandelt haben. Durch Zufuhr von Energie aus der Umgebung sollen sie zu einer Entwicklungsbeschleunigung des Lebens beigetragen haben. Untersuchungen, die von Yi Ruiqin und Albert Fahrenbach vom Earth-Life Science Institute (ELSI) am Tokyo Institute of Technology, Japan, durchgeführt wurden, haben kürzlich gezeigt, dass eine Vielzahl von Verbindungen, die für die Synthese von RNA nützlich sind, hergestellt werden, wenn einfache Verbindungen mit Natriumchlorid verbunden werden und dann Gammastrahlen ausgesetzt werden.

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Viel weniger Seen unter dem Eisschild der Ostantarktis als angenommen

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Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung haben in einer aufwendigen Antarktis-Expedition mehrere Seen unter dem Recovery-Gletscher überprüft, die zuvor mithilfe von Satelliten entdeckt worden waren. Dabei haben die Forscher jedoch kaum größere Wasseransammlungen gefunden. Dieses Ergebnis überrascht: Bislang hatte die Wissenschaft nämlich angenommen, dass überlaufende Seen unter dem Ostantarktischen Eisschild der Grund sind, warum die Eismassen überhaupt ins Rutschen geraten und sich Eisströme bilden. Die neue Studie ist jetzt im Fachmagazin Journal of Geophysical Research erschienen.

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Wie der Atlantik Teil der globalen Meeresströmung wurde

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Eine deutsch-britische Forschergruppe hat einen klimatischen Wendepunkt vor 59 Millionen Jahren rekonstruiert. Durch einsetzende Meeresströmungen zwischen den nördlichen und südlichen Atlantik verteilte sich die Wärme gleichmäßiger über die Erde. Damit endete eine mehrere Millionen Jahre andauernde Kaltphase und es begann eine neue Warmzeit.

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Eine Million Jahre Niederschlags-Geschichte des Monsuns rekonstruiert

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Der Indische oder auch Südasiatische Monsun bestimmt mit seinen Wind- und Niederschlagsmustern das Leben von mehreren Milliarden Menschen. Neuere Studien deuten darauf hin, dass seine Funktionsweise komplexer ist, als bisher angenommen. Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel veröffentlichten jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Nature Communications eine Rekonstruktion der Niederschläge über dem östlichen Indischen Ozean während der vergangenen eine Million Jahre. Sie zeigt bisher kaum beachtete Verbindungen mit steuernden Prozessen auf der Südhalbkugel.

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