@phdthesis{Khawaja2023,
  author    = {Khawaja, Muhammad Asim},
  title     = {Improving earthquake forecast modeling and testing using the multi-resolution grids},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {107},
  year      = {2023},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ribacki2023,
  author    = {Ribacki, Enrico},
  title     = {Intra-granitic pegmatites of the Las Chacras-Potrerillos batholith, Argentina},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XVIII, 183},
  year      = {2023},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schoenfeldt2022,
  author    = {Sch{\"o}nfeldt, Elisabeth},
  title     = {Giant landslides in Patagonia, Argentina},
  pages     = {XXII, 156},
  year      = {2022},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Esfahani2022,
  author    = {Esfahani, Reza Dokht Dolatabadi},
  title     = {Time-dependent monitoring of near-surface and ground motion modelling: developing new data processing approaches based on Music Information Retrieval (MIR) strategies},
  doi       = {10.25932/publishup-56767},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-567671},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xiv, 107},
  year      = {2022},
  abstract  = {Seismology, like many scientific fields, e.g., music information retrieval and speech signal pro- cessing, is experiencing exponential growth in the amount of data acquired by modern seismo- logical networks. In this thesis, I take advantage of the opportunities offered by "big data" and by the methods developed in the areas of music information retrieval and machine learning to predict better the ground motion generated by earthquakes and to study the properties of the surface layers of the Earth. In order to better predict seismic ground motions, I propose two approaches based on unsupervised deep learning methods, an autoencoder network and Generative Adversarial Networks. The autoencoder technique explores a massive amount of ground motion data, evaluates the required parameters, and generates synthetic ground motion data in the Fourier amplitude spectra (FAS) domain. This method is tested on two synthetic datasets and one real dataset. The application on the real dataset shows that the substantial information contained within the FAS data can be encoded to a four to the five-dimensional manifold. Consequently, only a few independent parameters are required for efficient ground motion prediction. I also propose a method based on Conditional Generative Adversarial Networks (CGAN) for simulating ground motion records in the time-frequency and time domains. CGAN generates the time-frequency domains based on the parameters: magnitude, distance, and shear wave velocities to 30 m depth (VS30). After generating the amplitude of the time-frequency domains using the CGAN model, instead of classical conventional methods that assume the amplitude spectra with a random phase spectrum, the phase of the time-frequency domains is recovered by minimizing the observed and reconstructed spectrograms. In the second part of this dissertation, I propose two methods for the monitoring and characterization of near-surface materials and site effect analyses. I implement an autocorrelation function and an interferometry method to monitor the velocity changes of near-surface materials resulting from the Kumamoto earthquake sequence (Japan, 2016). The observed seismic velocity changes during the strong shaking are due to the non-linear response of the near-surface materials. The results show that the velocity changes lasted for about two months after the Kumamoto mainshock. Furthermore, I used the velocity changes to evaluate the in-situ strain-stress relationship. I also propose a method for assessing the site proxy "VS30" using non-invasive analysis. In the proposed method, a dispersion curve of surface waves is inverted to estimate the shear wave velocity of the subsurface. This method is based on the Dix-like linear operators, which relate the shear wave velocity to the phase velocity. The proposed method is fast, efficient, and stable. All of the methods presented in this work can be used for processing "big data" in seismology and for the analysis of weak and strong ground motion data, to predict ground shaking, and to analyze site responses by considering potential time dependencies and nonlinearities.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Liu2021,
  author    = {Liu, Sisi},
  title     = {The history of plant diversity change and community assemply a high-altitude and high-latitude ecosystems inferred from sedimentary (ancient) DNA and pollen},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2021},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zhao2021,
  author    = {Zhao, Xueru},
  title     = {Palaeoclimate and palaeoenvironment evolution from the last glacial maximum into the early holocene (23-8 ka BP) derived from Lago Grande di Monticchio sediment record (S Italy)},
  pages     = {123},
  year      = {2021},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hebert2021,
  author    = {H{\´e}bert, Raphaёl},
  title     = {Investigation of vegetation and terrestrial climate variablity during the holocene},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {201},
  year      = {2021},
  language  = {en}
}
@phdthesis{MogrovejoArias2021,
  author    = {Mogrovejo Arias, Diana Carolina},
  title     = {Assessment of the frequency and relevance of potentially pathogenic phenotypes in microbial isolates from Arctic environments},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {125},
  year      = {2021},
  abstract  = {The Arctic environments constitute rich and dynamic ecosystems, dominated by microorganisms extremely well adapted to survive and function under severe conditions. A range of physiological adaptations allow the microbiota in these habitats to withstand low temperatures, low water and nutrient availability, high levels of UV radiation, etc. In addition, other adaptations of clear competitive nature are directed at not only surviving but thriving in these environments, by disrupting the metabolism of neighboring cells and affecting intermicrobial communication. Since Arctic microbes are bioindicators which amplify climate alterations in the environment, the Arctic region presents the opportunity to study local microbiota and carry out research about interesting, potentially virulent phenotypes that could be dispersed into other habitats around the globe as a consequence of accelerating climate change. In this context, exploration of Arctic habitats as well as descriptions of the microbes inhabiting them are abundant but microbial competitive strategies commonly associated with virulence and pathogens are rarely reported. In this project, environmental samples from the Arctic region were collected and microorganisms (bacteria and fungi) were isolated. The clinical relevance of these microorganisms was assessed by observing the following virulence markers: ability to grow at a range of temperatures, expression of antimicrobial resistance and production of hemolysins. The aim of this project is to determine the frequency and relevance of these characteristics in an effort to understand microbial adaptations in habitats threatened by climate change. The isolates obtained and described here were able to grow at a range of temperatures, in some cases more than 30 °C higher than their original isolation temperature. A considerable number of them consistently expressed compounds capable of lysing sheep and bovine erythrocytes on blood agar at different incubation temperatures. Ethanolic extracts of these bacteria were able to cause rapid and complete lysis of erythrocyte suspensions and might even be hemolytic when assayed on human blood. In silico analyses showed a variety of resistance elements, some of them novel, against natural and synthetic antimicrobial compounds. In vitro experiments against a number of antimicrobial compounds showed resistance phenotypes belonging to wild-type populations and some non-wild type which clearly denote human influence in the acquisition of antimicrobial resistance. The results of this project demonstrate the presence of virulence-associated factors expressed by microorganisms of natural, non-clinical environments. This study contains some of the first reports, to the best of our knowledge, of hemolytic microbes isolated from the Arctic region. In addition, it provides additional information about the presence and expression of intrinsic and acquired antimicrobial resistance in environmental isolates, contributing to the understanding of the evolution of relevant pathogenic species and opportunistic pathogens. Finally, this study highlights some of the potential risks associated with changes in the polar regions (habitat melting and destruction, ecosystem transition and re-colonization) as important indirect consequences of global warming and altered climatic conditions around the planet.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schimpf2020,
  author    = {Schimpf, Stefan},
  title     = {Herkunft und Ablagerungsmilieu quart{\"a}rer Sedimente im Einzugsgebiet des Heihe, NW China},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xi, 186},
  year      = {2020},
  abstract  = {Der zentralasiatische Naturraum, wie er sich uns heute pr{\"a}sentiert, ist das Ergebnis eines Zusammenwirkens vieler verschiedener Faktoren {\"u}ber Jahrmillionen hinweg. Im aktuellen Kontext des Klimawandels zeigt sich jedoch, wie stark sich Stofffl{\"u}sse auch kurzfristig {\"a}ndern und dabei das Gesicht der Landschaft verwandeln k{\"o}nnen. Die Gobi-W{\"u}ste in der Inneren Mongolei (China), als Teil der gleichnamigen Trockenregionen Nordwestchinas, ist aufgrund der Ausgestaltung ihrer landschaftspr{\"a}genden Elemente sowie ihrer Landschaftsdynamik, im Zusammenhang mit der Lage zum Tibet-Plateau, in den Fokus der klimageschichtlichen Grundlagenforschung ger{\"u}ckt. Als großes Langzeitarchiv unterschiedlichster fluvialer, lakustriner und {\"a}olischer Sedimente stellt sie eine bedeutende Lokalit{\"a}t zur Rekonstruktion von lokalen und regionalen Stofffl{\"u}ssen dar.. Andererseits ist die Gobi-W{\"u}ste zugleich auch eine bedeutende Quelle f{\"u}r den {\"u}berregionalen Staubtransport, da sie aufgrund der klimatischen Bedingungen insbesondere der Erosion durch Ausblasung preisgegeben wird. Vor diesem Hintergrund erfolgten zwischen 2011 und 2014, im Rahmen des BMBF-Verbundprogramms WTZ Zentralasien - Monsundynamik \& Geo{\"o}kosysteme (F{\"o}rderkennzeichen 03G0814), mehrere deutsch-chinesische Expeditionen in das Ejina-Becken (Innere Mongolei) und das Qilian Shan-Vorland. Im Zuge dieser Expeditionen wurden f{\"u}r eine Bestimmung potenzieller Sedimentquellen erstmals zahlreiche Oberfl{\"a}chenproben aus dem gesamten Einzugsgebiet des Heihe (schwarzer Fluss) gesammelt. Zudem wurden mit zwei Bohrungen im inneren des Ejina-Beckens, erg{\"a}nzende Sedimentbohrkerne zum bestehenden Bohrkern D100 (siehe W{\"u}nnemann (2005)) abgeteuft, um weit reichende, erg{\"a}nzende Informationen zur Landschaftsgeschichte und zum {\"u}berregionalen Sedimenttransfer zu erhalten. Gegenstand und Ziel der vorliegenden Doktorarbeit ist die sedimentologisch-mineralogische Charakterisierung des Untersuchungsgebietes in Bezug auf potenzielle Sedimentquellen und Stofffl{\"u}sse des Ejina-Beckens sowie die Rekonstruktion der Ablagerungsgeschichte eines dort erbohrten, 19m langen Sedimentbohrkerns (GN100). Schwerpunkt ist hierbei die Kl{\"a}rung der Sedimentherkunft innerhalb des Bohrkerns sowie die Ausweisung von Herkunftssignalen und m{\"o}glichen Sedimentquellen bzw. Sedimenttransportpfaden. Die methodische Herangehensweise basiert auf einem Multi-Proxy-Ansatz zur Charakterisierung der klastischen Sedimentfazies anhand von Gel{\"a}ndebeobachtungen, lithologisch-granulometrischen und mineralogisch-geochemischen Analysen sowie statistischen Verfahren. F{\"u}r die mineralogischen Untersuchungen der Sedimente wurde eine neue, rasterelektronenmikroskopische Methode zur automatisierten Partikelanalyse genutzt und den traditionellen Methoden gegen{\"u}bergestellt. Die synoptische Betrachtung der granulometrischen, geochemischen und mineralogischen Befunde der Oberfl{\"a}chensedimente ergibt f{\"u}r das Untersuchungsgebiet ein logisches Kaskadenmodell mit immer wiederkehrenden Prozessbereichen und {\"a}hnlichen Prozesssignalen. Die umfangreichen granulometrischen Analysen deuten dabei auf abnehmende Korngr{\"o}ßen mit zunehmender Entfernung vom Qilian Shan hin und erm{\"o}glichen die Identifizierung von vier texturellen Signalen: den fluvialen Sanden, den D{\"u}nensanden, den Stillwassersedimenten und St{\"a}uben. Diese Ergebnisse k{\"o}nnen als Interpretationsgrundlage f{\"u}r die Korngr{\"o}ßenanalysen des Bohrkerns genutzt werden. Somit ist es m{\"o}glich, die Ablagerungsgeschichte der Bohrkernsedimente zu rekonstruieren und in Verbindung mit eigenen und literaturbasierten Datierungen in einen Gesamtkontext einzuh{\"a}ngen. F{\"u}r das Untersuchungsgebiet werden somit vier Ablagerungsphasen ausgewiesen, die bis in die Zeit des letzten glazialen Maximums (LGM) zur{\"u}ckreichen. W{\"a}hrend dieser Ablagerungsphasen kam es im Zuge unterschiedlicher Aktivit{\"a}ts- und Stabilit{\"a}tsphasen zu einer kontinuierlichen Progradation und {\"U}berpr{\"a}gung des Schwemmf{\"a}chers. Eine besonders aktive Phase kann zwischen 8 ka und 4 ka BP festgestellt werden, w{\"a}hrend der es aufgrund zunehmender fluvialer Aktivit{\"a}ten zu einer deutlich verst{\"a}rkten Schwemmf{\"a}cherdynamik gekommen zu sein scheint. In den Abschnitten davor und danach waren es vor allem {\"a}olische Prozesse, die zu einer {\"U}berpr{\"a}gung des Schwemmf{\"a}chers gef{\"u}hrt haben. Hinsichtlich der mineralogischen Herkunftssignale gibt es eine große Variabilit{\"a}t. Dies spiegelt die enorme Heterogenit{\"a}t der Geologie des Untersuchungsgebietes wider, wodurch die r{\"a}umlichen Signale nicht sehr stark ausgepr{\"a}gt sind. Dennoch, k{\"o}nnen f{\"u}r das Einzugsgebiet drei gr{\"o}ßere Bereiche deklariert werden, die als Herkunftsgebiet in Frage kommen. Das {\"o}stliche Qilian Shan Vorland zeichnet sich dabei durch deutlich h{\"o}here Chloritgehalte als prim{\"a}re Quelle f{\"u}r die Sedimente im Ejina-Becken aus. Sie unterscheiden sich insbesondere durch stark divergierende Chloritgehalte in der Tonmineral- und Gesamtmineralfraktion, was das {\"o}stliche Qilian Shan Vorland als prim{\"a}re Quelle f{\"u}r die Sedimente im Ejina-Becken auszeichnet. Dies steht in Zusammenhang mit den Gr{\"u}nschiefern, Ophioliten und Serpentiniten in diesem Bereich. Geochemisch deutet vor allem das Cr/Rb-Verh{\"a}ltnis eine große Variabilit{\"a}t innerhalb des Einzugsgebietes an. Auch hier ist es das {\"o}stliche Vorland, welches aufgrund seines hohen Anteils an mafischen Gesteinen reich an Chromiten und Spinellen ist und sich somit vom restlichen Untersuchungsgebiet abhebt. Die zeitliche aber auch die generelle Variabilit{\"a}t der Sedimentherkunft l{\"a}sst sich in den Bohrkernsedimenten nicht so deutlich nachzeichnen. Die mineralogisch-sedimentologischen Eigenschaften der erbohrten klastischen Sedimente zeugen zwar von zwischenzeitlichen {\"A}nderungen bei der Sedimentherkunft, diese sind jedoch nicht so deutlich ausgepr{\"a}gt, wie es die Quellsignale in den Oberfl{\"a}chensedimenten vermuten lassen. Ein Grund daf{\"u}r scheint die starke Vermischung unterschiedlichster Sedimente w{\"a}hrend des Transportes zu sein. Die Kombination der Korngr{\"o}ßenergebnisse mit den Befunden der Gesamt- und Schwermineralogie deuten darauf hin, dass es zwischenzeitlich eine Phase mit {\"u}berwiegend {\"a}olischen Prozessen gegeben hat, die mit einem Sedimenteintrag aus dem westlichen Bei Shan in Verbindung stehen. Neben der Zunahme ultrastabiler Schwerminerale wie Zirkon und Granat und der Abnahme opaker Schwerminerale, weisen vor allem die heutigen Verh{\"a}ltnisse darauf hin. Der Vergleich der traditionellen Schwermineralanalyse mit der Computer-Controlled-Scanning-Electron-Microscopy (kurz: CCSEM), die eine automatisierte Partikelauswertung der Proben erm{\"o}glicht, zeigt den deutlichen Vorteil der modernen Analysemethode. Neben einem zeitlichen Vorteil, den man durch die automatisierte Abarbeitung der vorbereiteten Proben erlangen kann, steht vor allem die deutlich gr{\"o}ßere statistische Signifikanz des Ergebnisses im Vordergrund. Zudem k{\"o}nnen mit dieser Methode auch chemische Variet{\"a}ten einiger Schwerminerale bestimmt werden, die eine noch feinere Klassifizierung und sicherere Aussagen zu einer m{\"o}glichen Sedimentherkunft erm{\"o}glichen. Damit ergeben sich außerdem verbesserte Aussagen zu Zusammensetzungen und Entstehungsprozessen der abgelagerten Sedimente. Die Studie verdeutlicht, dass die Sedimentherkunft innerhalb des Untersuchungsgebietes sowie die ablaufenden Prozesse zum Teil stark von lokalen Gegebenheiten abh{\"a}ngen. Die Heterogenit{\"a}t der Geologie und die Gr{\"o}ße des Einzugsgebietes sowie die daraus resultierende Komplexit{\"a}t der Sedimentgenese, machen exakte Zuordnungen zu klar definierten Sedimentquellen sehr schwer. Dennoch zeigen die Ergebnisse, dass die Sedimentzufuhr in das Ejina-Becken in erster Linie durch fluviale klastische Sedimente des Heihe aus dem Qilian Shan erfolgt sein muss. Die Untersuchungsergebnisse zeigen jedoch ebenso die Notwendigkeit einer erg{\"a}nzenden Bearbeitung angrenzender Untersuchungsgebiete, wie beispielsweise den Gobi-Altai im Norden oder den Beishan im Westen, sowie die Verdichtung der Oberfl{\"a}chenbeprobung zur feineren Aufl{\"o}sung von lokalen Sedimentquellen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Angelopoulos2020,
  author    = {Angelopoulos, Michael},
  title     = {Mechanisms of sub-aquatic permafrost evolution in Arctic coastal environments},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {165},
  year      = {2020},
  abstract  = {Subsea permafrost is perennially cryotic earth material that lies offshore. Most submarine permafrost is relict terrestrial permafrost beneath the Arctic shelf seas, was inundated after the last glaciation, and has been warming and thawing ever since. It is a reservoir and confining layer for gas hydrates and has the potential to release greenhouse gases and affect global climate change. Furthermore, subsea permafrost thaw destabilizes coastal infrastructure. While numerous studies focus on its distribution and rate of thaw over glacial timescales, these studies have not been brought together and examined in their entirety to assess rates of thaw beneath the Arctic Ocean. In addition, there is still a large gap in our understanding of sub-aquatic permafrost processes on finer spatial and temporal scales. The degradation rate of subsea permafrost is influenced by the initial conditions upon submergence. Terrestrial permafrost that has already undergone warming, partial thawing or loss of ground ice may react differently to inundation by seawater compared to previously undisturbed ice-rich permafrost. Heat conduction models are sufficient to model the thaw of thick subsea permafrost from the bottom, but few studies have included salt diffusion for top-down chemical degradation in shallow waters characterized by mean annual cryotic conditions on the seabed. Simulating salt transport is critical for assessing degradation rates for recently inundated permafrost, which may accelerate in response to warming shelf waters, a lengthening open water season, and faster coastal erosion rates. In the nearshore zone, degradation rates are also controlled by seasonal processes like bedfast ice, brine injection, seasonal freezing under floating ice conditions and warm freshwater discharge from large rivers. The interplay of all these variables is complex and needs further research. To fill this knowledge gap, this thesis investigates sub-aquatic permafrost along the southern coast of the Bykovsky Peninsula in eastern Siberia. Sediment cores and ground temperature profiles were collected at a freshwater thermokarst lake and two thermokarst lagoons in 2017. At this site, the coastline is retreating, and seawater is inundating various types of permafrost: sections of ice-rich Pleistocene permafrost (Yedoma) cliffs at the coastline alternate with lagoons and lower elevation previously thawed and refrozen permafrost basins (Alases). Electrical resistivity surveys with floating electrodes were carried out to map ice-bearing permafrost and taliks (unfrozen zones in the permafrost, usually formed beneath lakes) along the diverse coastline and in the lagoons. Combined with the borehole data, the electrical resistivity results permit estimation of contemporary ice-bearing permafrost characteristics, distribution, and occasionally, thickness. To conceptualize possible geomorphological and marine evolutionary pathways to the formation of the observed layering, numerical models were applied. The developed model incorporates salt diffusion and seasonal dynamics at the seabed, including bedfast ice. Even along coastlines with mean annual non-cryotic boundary conditions like the Bykovsky Peninsula, the modelling results show that salt diffusion minimizes seasonal freezing of the seabed, leading to faster degradation rates compared to models without salt diffusion. Seasonal processes are also important for thermokarst lake to lagoon transitions because lagoons can generate cold hypersaline conditions underneath the ice cover. My research suggests that ice-bearing permafrost can form in a coastal lagoon environment, even under floating ice. Alas basins, however, may degrade more than twice as fast as Yedoma permafrost in the first several decades of inundation. In addition to a lower ice content compared to Yedoma permafrost, Alas basins may be pre-conditioned with salt from adjacent lagoons. Considering the widespread distribution of thermokarst in the Arctic, its integration into geophysical models and offshore surveys is important to quantify and understand subsea permafrost degradation and aggradation. Through numerical modelling, fieldwork, and a circum-Arctic review of subsea permafrost literature, this thesis provides new insights into sub-aquatic permafrost evolution in saline coastal environments.},
  language  = {en}
}