Kategorie: Geochemie

Glimmermineral liefert den Schlüssel, wie Wasser Mineralien transportiert

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Chemikern ist es gelungen, durch Analyse der Grenzfläche zwischen Muskovit und Wasser ein tieferes Verständnis für bestimmte Umweltprozesse zu gewinnen, was dabei behilflich sein kann, Schadstoffbelastungen besser in Angriff nehmen zu können.
Im speziellen widmeten sich die Forscher des Fachbereichs für Energie am Argonne National Laboratory in Kooperation mit der University of Illinois (Chicago) und der University of Delaware der Anhaftung und Freisetzung von Rubidium, einem Alkalimetall, das zwar nahe mit den Alkalimetallen Natrium und Kalium verwandt, aber weitaus besser zu isolieren ist.

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Tauender Permafrost setzt altes Treibhausgas frei

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Der auftauende Dauerfrostboden in arktischen Regionen könnte in doppelter Hinsicht zur Verstärkung des Treibhauseffektes führen: Zum einen erhöht sich mit wärmerer Umwelt die oberflächennahe Produktion des Treibhausgases Methan durch Mikroben. Zum anderen öffnet der tauende Untergrund zunehmend Austrittspfade für uraltes Methan. Das ist das Ergebnis einer Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ, des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und US-amerikanischen Partnern im kanadischen Mackenzie-Delta. Sie berichten davon im Fachjournal Nature Scientific Reports.

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Extrem sauerstoffarme Wirbel im Atlantik produzieren Treibhausgase

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Im Jahr 2014 hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Kieler Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel erstmals nahezu sauerstofffreie Wirbel im Atlantik detailliert untersuchen können. Bei der Auswertung der Daten konnten die Beteiligten Prozesse nachweisen, die aus dem Atlantik bisher nicht bekannt waren. Dazu gehört auch die natürliche Produktion erheblicher Mengen von Treibhausgasen, wie ein Autorenteam jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

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Zusammenhang zwischen Kometen und Erdatmosphäre aufgedeckt

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Die schwierige, aber erfolgreiche Messung mehrerer Isotopen des Edelgases Xenon beim Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko durch das Berner Messinstrument ROSINA auf der Rosetta-Sonde zeigt, dass durch Einschläge von Kometen Material auf die Erde gelangte. Wie weitere Berner Messungen von Silizium-Isotopen nachweisen, war unser Sonnensystem am Anfang sehr heterogen. Zudem zeigt der hohe Anteil an sogenanntem «schwerem» Wasser, dass kometäres Eis älter ist als unser Sonnensystem.

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Unklarheiten in dekadischen Trends von Methan und Hydroxyl

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Methan ist das zweitstärkste anthropogen induzierte Treibhausgas und die Mehrbelastung für die Atmosphäre hat sich seit 1850 mehr als verdoppelt. Die Konzentrationen haben sich in den frühen Jahren des Millenniums stabilisiert, sind jedoch seit 2007 wieder angestiegen. Weder die Stabilisierung noch der darauffolgende Wiederanstieg sind bisher vollständig verstanden, was mehrere widersprüchliche Theorien in der kürzlich erschienenen Literatur beweisen.

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TU Dortmund untersucht Reaktivität von Ribozymen in „Ursuppe“ des Lebens

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Die Arbeitsgruppe von Prof. Roland Winter von der Fakultät für Chemie und Chemische Biologie der TU Dortmund hat in Zusammenarbeit mit der Theoriegruppe von Prof. Dominik Marx an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) den Einfluss von Druck auf die Reaktivität eines Ribozyms untersucht. Ribozyme sind aktive Ribonukleinsäure-Moleküle in Zellen, die ähnlich den Enzymen auf Proteinbasis chemische Reaktionen verstärken. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fanden heraus, dass in der Ursuppe – unter den Bedingungen, unter denen Leben entstanden sein könnte – Ribozyme besonders reaktiv sein können. Die Arbeit wurde in dem renommierten Wissenschaftsmagazin „Nature Communications“ publiziert.

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Gespeist aus dem ersten Äon der Erdgeschichte

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Der Erdmantel beherbergt Schmelze, die älter ist als der Mond: Der Geochemiker Matthew Jackson der UC Santa Barbara fand zusammen mit Wissenschaftlern der University of Hawaii und der University of Texas heraus, dass die heißesten und somit elastischsten Mantel-Plumes aus einem Reservoir gespeist werden, dessen Zusammensetzung seit der Entstehung der Erde nach dem Big Bang unverändert geblieben ist.

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Alte und artenreiche Wälder nehmen bei Klimaschwankungen stabiler Kohlendioxid auf

Wälder nehmen kontinuierlich Kohlendioxid (CO₂) auf, das wichtigste Treibhausgas der Atmosphäre. Bedingt durch Klimaschwankungen variiert diese Aufnahme allerdings von Jahr zu Jahr. Denn während manche Wälder recht konstant CO₂ umsetzen, reagieren andere eher wechselhaft und instabil gegenüber Klimaänderungen. Ein Forscherteam unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena fand nun zwei wesentliche Faktoren, die hierbei eine Rolle spielen: Je älter die Waldbestände und je größer deren Artenvielfalt, desto konstanter und stabiler ist ihre Fähigkeit, CO₂ aufzunehmen. Die Ergebnisse beruhen auf Datensätzen von 50 weltweit verteilten Wäldern unterschiedlicher Klimazonen.

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Testlauf für die Entwicklung komplexen Lebens

Eine neue Studie des Department of Earth & Space Sciences and Astrobiology Program der University of Washington gibt Aufschluss darüber, dass die Bedingungen in den Ozeanen für die Entwicklung komplexen Lebens bereits vor 2,3 Milliarden Jahren günstig waren – somit mehr als eine Milliarde Jahre vor der erstmaligen Fossilerhaltung – und im Anschluss wieder ungünstig wurden, das eukaryote Leben sozusagen einen Testlauf oder Fehlstart absolvierte.

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Wasser- der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?

Aktuell nimmt die Landoberfläche etwa ein Viertel der anthropogenen Kohlendioxidemissionen aus der Atmosphäre wieder auf. Ob die Aufnahmefähigkeit dieser Kohlenstoffsenke erhalten bleibt und wie sie sich zukünftig weiterentwickeln wird, ist ungewiss. Wie sie reguliert wird, konnte nun eine Forschergruppe unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie näher beleuchten: Global gesehen werden jährliche Schwankungen der Kohlenstoffsenke vornehmlich durch die Temperatur bestimmt. Blickt man aber auf die lokale Ebene, so ist die Wasserverfügbarkeit der dominierende Faktor.

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