TY  - THES
A1  - Blank, Benjamin
T1  - Zur Bodenwasserdynamik ausgewählter Meßpunkte im südwestlichen Uvs-Nuur-Becken in Abhängigkeit von Standorteigenschaften und Witterung
T1  - Soil water dynamics of several measuring points selected in the southwestern Uvs-Nuur basin depending on site properties and weather
N2  - Die verschiedenen Meßverfahren zur Bestimmung von Bodenwassergehalten und der Bodenfeuchte konnten während ihres Einsatzes im Uvs-Nuur-Becken über einen längeren Zeitraum hinweg erprobt werden. Dabei stellte sich heraus, daß die Thetasonde und die Stechzylinderproben sich zur Bestimmung des volumetrischen Bodenwassergehalts gut eignen. An den Standorten, an denen parallele Messungen mit beiden Verfahren möglich waren, zeigten Vergleiche der Meßreihen, daß sich die beiden Methoden gegenseitig bestätigen. Nur in Einzelfällen traten größere Abweichungen zwischen den Tageswerten auf. Einschränkend auf die Anwendbarkeit der Verfahren und die Genauigkeit der Meßergebnisse kann sich die Bodenbeschaffenheit auswirken. In stark verdichteten oder skelettreichen Böden ist das Einbringen der Sondenmeßstäbe schwierig und stellenweise nicht möglich. Derartige Böden sind auch für die Entnahme von Stechzylinderproben problematisch, da es schwierig ist Materialverluste bei der Entnahme gering zuhalten. Die Verfahren zur Bestimmung der Bodenfeuchte, Tensiometer und Gipsblocksensoren, hatten gegenüber den anderen Verfahren den Vorteil, daß sie automatisiert waren. Auf diese Weise konnte auch ohne intensive Betreuung eine hohe zeitliche Meßdichte erzielt werden. Über eine Eichkurve, die im Labor erstellt wurde, konnten den Wasserspannungen die entsprechenden Bodenwassergehalte zugeordnet werden. Für Station S 2 sind die Tensiometermeßwerte gut geeignet, um zusammen mit den Stechzylinderproben die Bodenwasserdynamik zu beschreiben. An den anderen Standorten liegen die Wassergehalte, die man über die Eichkurve erhält, verglichen mit Thetasonden- und Stechzylinderwerten sehr viel höher. Beim Einsatz von Tensiometern und Gipsblocksensoren in diesem Gebiet muß aufgrund des geringen Bodenwassergehalts vieler Standorte besonders darauf geachtet werden, daß die Sensoren bzw. die Kerzen eng vom Boden umschlossen sind, ansonsten kann es zu erheblichen Beeinträchtigungen der Meßgenauigkeit kommen. Bei den Tensiometern muß zusätzlich darauf geachtet werden, daß der Meßbereich nicht überschritten wird. Die Variabilität zwischen den Bodenwassergehalten der Standorte ergibt sich aus ihrer Lage im Untersuchungsgebiet und dem Witterungsgeschehen. Die deutlichsten Unterschiede zeigen sich beim Vergleich der Standorte der Ebenen und der Hangbereiche. An den Standorten in der Ebene ist die potentielle Evapotranspiration höher als an den Hangstandorten, dies wirkt sich auf die absolute Höhe der Bodenwassergehalte und auf ihre Variabilität aus. In der Ebene gehen die Bodenwassergehalte nach einer Erhöhung durch Niederschlagseinträge aufgrund der starken Evapotranspiration relativ schnell wieder zurück, so kommt es zu einer hohen Variabilität. An den Hangstandorten ist dieser Effekt abgeschwächt, besonders gering ist die potentielle Verdunstung im Wald am Standort S 7. Die Meßreihen dort weisen geringere Gegensätze zwischen den Extrema auf. Die signifikanten Unterschiede der Bodenwassergehalte verschiedener Meßtiefen eines Standortes werden anhand Variationskoeffizienten der Meßreihen deutlich. In 5 cm Bodentiefe spiegelt sich das aktuelle atmosphärische Geschehen wider. Niederschlagseinträge werden durch eine unmittelbare Erhöhung des Bodenwassergehalts sichtbar. Ist die potentielle Verdunstung nach einer Erhöhung der Bodenwassergehalte durch Niederschlagseinträge hoch, verringern sich die Bodenwassergehalte in dieser Meßtiefe auch schnell wieder. In den Bereichen ab 20 cm Bodentiefe sind kurzfristige Erhöhungen des Bodenwassergehalts nur nach sehr starken Niederschlägen zu beobachten. Veränderungen wie der allmähliche Rückgang des Bodenwassergehalts in den tieferen Bodenschichten an S 3 sind nur über einen längeren Zeitraum festzustellen. Die zeitliche Variabilität der Bodenwassergehalte wird vom Witterungsgeschehen, insbesondere den Niederschlägen und der potentiellen Verdunstung, bestimmt. Im Sommer 1998 ist das Verhältnis von Niederschlag und potentieller Verdunstung so, daß auch nach den Hauptniederschlägen des Jahres in den Sommermonaten keine Erhöhung der Bodenwassergehalte stattgefunden hat. An Station S 3 ist in den tieferen Bodenschichten eine Austrocknung zu verzeichnen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen den Jahren 1997 und 1998. 1997 fällt sehr viel mehr Regen als 1998, es kommt zu einer nachhaltigen Durchfeuchtung des Bodens. Auch die Verdunstung ist 1997 geringer. Nach Niederschlägen findet daher kein so schneller Rückgang der Bodenwassergehalte wie 1998 statt, und die Variabilität der Meßwerte ist geringer. Es ist anzunehmen, daß die Bodenwassergehalte am Anfang der Meßperiode des Jahres 1998, die im Laufe des Meßzeitraums abnehmen, Vorräte aus den Einträgen des Jahres 1997 darstellen. Eine nachhaltige Durchfeuchtung des Bodens findet also nur bei sehr hohen Niederschlagseinträgen wie im Jahr 1997 statt.
N2  - Different methods to detect soil water contents were tested in the Uvs-Nuur basin, Mongolia, over a period of three months. Frequency domain probes and soil cores were suited to determine the volumetric soil water content. Accuracy depended on soil properties. Tensiometers and gypsum block methods were difficult to apply because of the loose soil structure. The variability of the soil water contents is caused by spatial variability and the weather situation. Clearest differences among soil water contents were found comparing sites in the plain and in mountainous areas due to higher evapotranspiration in the plain. Temporal variability is mostly depending on rainfall. Soil moisture is stored for longer time after rainfall in the mountainous areas due to less evapotranspiration.
KW  - Mongolei
KW  - Steppe
KW  - Bodenwasser
KW  - Standorteigenschaften
KW  - Geoökologie
KW  - Mongolia
KW  - steppe
KW  - soil water
KW  - siteproperties
KW  - geoecology
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-45592
ER  - 
TY  - THES
A1  - Borchers, Andreas
T1  - Glaciomarine sedimentation at the continental margin of Prydz Bay, East Antarctica : implications on palaeoenvironmental changes during the Quaternary
T1  - Glaziomarine Sedimentation am Kontinentalrand der Prydz-Bucht, Ostantarktis : Schlussfolgerungen hinsichtlich Veränderungen der Paläoumweltbedingungen während des Quartärs
N2  - The Antarctic plays an important role in the global climate system. On the one hand, the Antarctic Ice Sheet is the largest freshwater reservoir on Earth. On the other hand, a major proportion of the global bottom-water formation takes place in Antarctic shelf regions, forcing the global thermohaline circulation. The main goal of this dissertation is to provide new insights into the dynamics and stability of the EAIS during the Quaternary. Additionally, variations in the activity of bottom-water formation and their causes are investigated. The dissertation is a German contribution to the International Polar Year 2007/ 2008 and was funded by the ‘Deutsche Forschungsgesellschaft’ (DFG) within the scope of priority program 1158 ‘Antarctic research with comparative studies in Arctic ice regions’. During RV Polarstern expedition ANT-XXIII/9, glaciomarine sediments were recovered from the Prydz Bay-Kerguelen region. Prydz Bay is a key region for the study of East EAIS dynamics, as 16% of the EAIS are drained through the Lambert Glacier into the bay. Thereby, the glacier transports sediment into Prydz Bay which is then further distributed by calving icebergs or by current transport. The scientific approach of this dissertation is the reconstruction of past glaciomarine environments to infer on the response of the Lambert Glacier-Amery Ice Shelf system to climate shifts during the Quaternary. To characterize the depositional setting, sedimentological methods are used and statistical analyses are applied. Mineralogical and (bio)geochemical methods provide a means to reconstruct sediment provenances and to provide evidence on changes in the primary production in the surface water column. Age-depth models were constructed based on palaeomagnetic and palaeointensity measurements, diatom stratigraphy and radiocarbon dating. Sea-bed surface sediments in the investigation area show distinct variations in terms of their clay minerals and heavy-mineral assemblages. Considerable differences in the mineralogical composition of surface sediments are determined on the continental shelf. Clay minerals as well as heavy minerals provide useful parameters to differentiate between sediments which originated from erosion of crystalline rocks and sediments originating from Permo-Triassic deposits. Consequently, mineralogical parameters can be used to reconstruct the provenance of current-transported and ice-rafted material. The investigated sediment cores cover the time intervals of the last 1.4 Ma (continental slope) and the last 12.8 cal. ka BP (MacRobertson shelf). The sediment deposits were mainly influenced by glacial and oceanographic processes and further by biological activity (continental shelf), meltwater input and possibly gravitational transport. Sediments from the continental slope document two major deglacial events: the first deglaciation is associated with the mid-Pleistocene warming recognized around the Antarctic. In Prydz Bay, the Lambert Glacier-Amery Ice Shelf retreated far to the south and high biogenic productivity commenced or biogenic remains were better preserved due to increased sedimentation rates. Thereafter, stable glacial conditions continued until 400 - 500 ka BP. Calving of icebergs was restricted to the western part of the Lambert Glacier. The deeper bathymetry in this area allows for floating ice shelf even during times of decreased sea-level. Between 400 - 500 ka BP and the last interglacial (marine isotope stage 5) the glacier was more dynamic. During or shortly after the last interglacial the LAIS retreated again due to sea-level rise of 6 - 9 m. Both deglacial events correlate with a reduction in the thickness of ice masses in the Prince Charles Mountains. It indicates that a disintegration of the Amery Ice Shelf possibly led to increased drainage of ice masses from the Prydz Bay hinterland. A new end-member modelling algorithm was successfully applied on sediments from the MacRobertson shelf used to unmix the sand grain size fractions sorted by current activity and ice transport, respectively. Ice retreat on MacRobertson Shelf commenced 12.8 cal. ka BP and ended around 5.5 cal. ka BP. During the Holocene, strong fluctuations of the bottomwater activity were observed, probably related to variations of sea-ice formation in the Cape Darnley polynya. Increased activity of bottom-water flow was reconstructed at transitions from warm to cool conditions, whereas bottom-water activity receded during the mid- Holocene climate optimum. It can be concluded that the Lambert Glacier-Amery Ice Shelf system was relatively stable in terms of climate variations during the Quaternary. In contrast, bottom-water formation due to polynya activity was very sensitive to changes in atmospheric forcing and should gain more attention in future research.
N2  - Die Antarktis spielt im globalen Umweltsystem eine tragende Rolle. Mit ihrem mächtigen Eispanzer ist sie nicht nur der größte Süsswasserspeicher auf der Erde, in ihren Schelfregionen wird auch ein Großteil der globalen Bodenwassermassen gebildet, welche die globale thermohaline Zirkulation antreiben. Hauptziel dieser Arbeit, welche einen deutschen Beitrag zum Internationalen Polarjahr 2007/ 2008 liefert, war es, neue Erkenntnisse hinsichtlich der Stabilität des Ostantarktischen Eisschildes während des Quartärs zu liefern. Weiterhin sollten Aussagen über Variationen in der Bildung von Antarktischem Bodenwasser und deren Ursachen getroffen werden. Dazu wurde im Rahmen der ‚Polarstern‘ Expedition ANT-XXIII/9 eine Beprobung glaziomariner Sedimente zwischen Prydz Bucht und Kerguelen Plateau durchgeführt. Diese Region eignet sich zur Untersuchung der Ostantarktischen Eisdynamik besonders gut, da hier der Lambert Gletscher, etwa 16% des Ostantarktischen Eispanzers drainiert. Er transportiert dabei Sediment nach Norden, das schließlich die Prydz Bucht erreicht und durch direkten Transport über kalbende Eisberge oder durch Umlagerung und Verteilung mithilfe von Meeresströmungen weiter verfrachtet wird. Der wissenschaftliche Ansatz dieser Arbeit besteht darin, über die Verteilung dieser Sedimente in Raum und Zeit, d.h. über Variationen des glaziomarinen Paläoregimes, die Reaktion des Lambert Gletschers und des vorgelagerten Amery Schelfeises auf Klimaschwankungen während des Quartärs zu rekonstruieren. Dabei werden sowohl sedimentologische Methoden unter Einbeziehung neuer statistischer Möglichkeiten angewandt, um Sedimentationsprozesse zu charakterisieren, als auch mineralogische und (bio)geochemische Parameter verwendet, um Aussagen über die Herkunft der Sedimente und Änderungen in der Produktivität im Oberflächenwasser treffen zu können. Die Altersbestimmung der Sedimentkerne erfolgte mittels Paläomagnetik, Paläointensitäten, Biostratigraphie und Radiokarbondatierungen. Die Oberflächensedimente im Untersuchungsgebiet zeigen deutliche Unterschiede sowohl hinsichtlich ihrer Tonmineral- als auch Schwermineralzusammensetzung. Beide mineralogischen Parameter zeigen die größten Differerenzen auf dem Schelf. Dort lassen sich deutlich Sedimente der Prydz Bucht von Sedimenten des MacRobertson Shelfes differenzieren. Sie stellen daher ein gutes Hilfsmittel dar, um sowohl die Herkunft von eis- als auch strömungstransportiertem Material zu rekonstruieren. Die untersuchten Sedimentkerne decken den Zeitraum der letzten 1,4 Millionen Jahre (Kontinentalhang) bzw. der letzten 12,8 tausend kal. Jahre v. H. ab (MacRobertson Schelf). Die abgelagerten Sedimente wurden i. W. durch glaziale und ozeanographische Einflüsse geprägt, aber auch durch Bioproduktion (Schelf) bzw. durch Schmelzwassereinträge und möglicherweise gravitative Prozesse (Kontinentalhang). In den Sedimenten des Kontinentalhangs sind zwei starke Enteisungsereignisse überliefert: Das erste Ereignis steht mit dem mittelpleistozänen Klimaoptimum in Verbindung, das auch in anderen antarktischen Regionen nachgewiesen wurde. Es führte in der Prydz Bucht zu einem weitreichenden Rückzug des Lambert Gletscher-Amery Schelfeises (LAIS) und gleichzeitig zu einer hohen Primärproduktion. Danach herrschten bis etwa 400 - 500 tausend Jahre v. H. stabile glaziale Bedingungen. Kalbung von Eisbergen war wahrscheinlich auf den westlichen Teil des Lambert Gletschers begrenzt, wo eine tiefere Bathymetrie auch bei niedrigerem globalen Meeresspiegel noch Aufschwimmen des Gletschereises erlaubt. Zwischen 400 - 500 tausend Jahren v. H. und vermutlich dem letzten Interglazial wurde der Gletscher schließlich wieder dynamischer, um mit oder kurz nach dem letzten Interglazial (Meeresspiegel etwa 6 - 9 m höher) eine weitere Phase deutlichen Rückzuges zu durchlaufen. Beide Ereignisse lassen sich mit Phasen der Eisreduktion in den Prinz Charles Bergen korrelieren, d.h. der Rückzug des Lambert Gletschers hatte möglicherweise ein erhöhtes Nachfließen von Eismassen aus dem Hinterland zur Folge. An den Sedimenten des Schelfkernes wurde ein neu entwickeltes Verfahren der Endmember-Modellierung erfolgreich getestet. Der Eisrückzug auf dem MacRobertson Schelf begann etwa 12,8 tausend kal. Jahre v. H. und war gegen 5,5 tausend kal. Jahre v. H. abgeschlossen. Während des Holozäns kam es zu starken Schwankungen in der Bodenwasseraktivität, die höchst wahrscheinlich mit der Neubildungsrate von Meereis in der Kap Darnley Polynia in Zusammenhang stehen. Besonders auffallend war eine erhöhte Bodenwasseraktivität am Übergang von Warm- zu Kaltphasen bzw. ihr extremer Rückgang während des Mittel-Holozänen Klimaoptimums. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Arbeit, dass sich das LAIS während des Quartärs relativ stabil gegenüber Klimaveränderungen verhalten hat. Die Bodenwasserproduktion in Polynien dagegen reagierte sehr empfindlich auf relative geringe atmosphärische Veränderungen und bedarf in Zukunft verstärkter Aufmerksamkeit.
KW  - Eisdynamik
KW  - Bodenwasser
KW  - Ostantarktis
KW  - Polynia
KW  - ice dynamics
KW  - bottom water
KW  - East Antarctica
KW  - polynya
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-52620
ER  -