PALAVAS wird Verwitterung und Erosion von Basaltgestein mittels isotopen-geochemischer und kosmogener Nuklid-Analysen von Böden, Flüssen und detritischen Sedimentarchiven quantifizieren und somit ein aktualisiertes Bild der zeitlichen Entwicklung von Verwitterung und Erosion auf vulkanischen tropischen Inseln liefern, und wie diese Entwicklung den globalen Entzug von CO₂ beeinflusst.

Ziel des Devendra Projekts ist die Entwicklung des meteorischen ¹⁰Be/⁹Be Proxies zur Quantifizierung der Verwitterung von Basalt- und Karbonatgestein und die Entschlüsselung ihrer Auswirkungen auf die Vegetation und das Klimasystem der Erde.

Das Projekt untersucht, ob die Rückkopplung der Silikatverwitterung während des Klimaoptimums im mittleren Eozän (MECO) vor 40 Millionen Jahren geschwächt wurde, indem Silizium- und Lithium-Isotopenaufzeichnungen von Mikrofossilien analysiert werden, um die Dynamik der Silikatverwitterung und des Kohlenstoffkreislaufs zu verstehen.

Mithilfe von numerischen Modellen simulieren wir die Eisbedeckung während des letzten glazialen Zyklus und die dadurch entstandene isostatische Anpassung der Lithosphäre der Alpen.

Das Verhältnis der Bor-Isotope ¹¹B und ¹⁰B im Meerwasser ist ein kritischer Wert für die Bestimmung der CO₂ Konzentration in der Vergangenheit. Wir entwickeln ein neues Model, basierend auf neuen Erkenntnissen über den Borkreislauf, um den ¹¹B/¹⁰B Wert von Meerwasser über die letzten 100 Million Jahre zu rekonstruieren.

Wir kombinieren kosmogene Nuklide mit verschiedenen feld- und laborbasierten Ansätzen, um die Auswirkungen von Klima, Biota, Bruch und Lithologie auf die Denudationsraten von Hängen, fluviale Einschnitte und die Landschaftsentwicklung in der Küstenkordillere von Chile zu untersuchen.

Wir kombinieren Feldbeobachtungen, kosmogene Nuklide, Fernerkundung und numerische Modellierung, um die Erosionsraten von steilen Felswänden in Gletscherlandschaften zu quantifizieren und die Empfindlichkeit dieser Landschaften gegenüber klimatischen Veränderungen zu bewerten.

Meteorisches ¹⁰Be, produziert in der Atmosphäre, kann wenn es mit dem stabilen Spurenelement ⁹Be normalisiert wird, zur Quantifizierung von Denudationsraten (die Summe aus Verwitterung und Erosion) eingesetzt werden. Dieses ¹⁰Be/⁹Be Verhältnis messen wir in Flussedimenten, Böden, aber auch in Wasser oder sogar Pflanzen.

Im Rahmen von „DeepEarthShape“ sind Projekte aus den Bereichen Geochemie, Mikrobiologie, Geophysik, Geologie und Biogeochemie beteiligt, die gemeinsam die Verwitterungszone tief unter der Erdoberfläche untersuchen.

Wir untersuchen Land-Ozean-Wege von ⁹Be und die Verteilung des ¹⁰Be/⁹Be-Verhältnisses an der Land-Ozean-Grenze mit dem Ziel, den geobiochemischen Kreislauf von Beryllium im Meer besser zu verstehen und die möglichen Anwendungen von Beryllium-Isotopen in verschiedenen ozeanischen Umgebungen zu untersuchen.

In der Region der Ost-Südalpen-Dinariden untersuchen wir die Geometrie der wichtigsten aktiven Verwerfungen, ihre Bewegungsrichtung und wie sie die Erosion vorantreiben. Die Erosionsraten werden mit dem neuen meteorischen kosmogenen ¹⁰Be/⁹Be-Proxy bestimmt, da das Untersuchungsgebiet aus Kalkgestein besteht, aber auch die klassische in situ ¹⁰Be Methode aus Quarzmineralen konnte angewandt werden.

Wir untersuchen anhand geochemischer Proxies (Biomarker, stabile Isotope und kosmogene Nuklide) die Rückkoppelung von Vegetation, Verwitterung, Erosion und Sedimentexport auf die klimatischen Veränderungen nach dem LGM. Dazu verwenden wir Meeressedimentkerne vor der Küste Chiles und vergleichen diese mit rezenten Proben aus chilenischen Flüssen.

Meteorisches ¹⁰Be, produziert in der Atmosphäre, kann wenn es mit dem stabilen Spurenelement ⁹Be normalisiert wird, zur Quantifizierung von Denudationsraten (die Summe aus Verwitterung und Erosion) eingesetzt werden. Dieses ¹⁰Be/⁹Be Verhältnis messen wir in Flusssedimenten, Böden, aber auch in Wasser oder sogar Pflanzen.

Wir quantifizieren die Denudationsraten im Himalaja während des Plio-Pleistozäns durch Messung von kosmogenem ¹⁰Be in den Sedimenten des Vorlandbeckens.

Mit Hilfe experimenteller Ansätze bestimmen wir die Isotopenfraktionierung bei der Aufnahme und Translokation von Silizium, Eisen und Magnesium. Dazu werden die Organismen in kontrollierten Laborexperimenten kultiviert und die stabilen Isotopenverhältnisse in den Wachstumslösungen sowie in den Pflanzenteilen und Pilzen bestimmt.

Wir messen die Konzentrationen kosmogener Nuklide in den Aufschüttungsterrassen des Yamuna-Flusses in Indien, um die zeitliche Variabilität von Erosionsraten an den Hängen zu bestimmen und zu entschlüsseln, wie eine schnell erodierende Landschaft im Himalaja in der Vergangenheit auf klimatische Veränderungen reagiert hat.

Mit Hilfe von Feldbeobachtungen, kosmogenen Nukliden, topographischen Analysen und Stromleistungsmodellen bewerten wir den Einfluss der Biota auf die Abflussvariabilität und den Flusseinschnitt in einem ausgeprägten Nord-Süd-Klima und Vegetationsgradienten in der chilenischen Küstenkordillere.

In EarthShape BioSoils werden die Zusammenhänge zwischen Denudation - Entfernung von Masse durch chemische und physikalische Verwitterung und Erosion - und der Bodenproduktion - Lieferung von Regolithmasse aus Gestein oder Staub - durch biogene Verwitterung untersucht.

Dr. Richard Ott quantifiziert Veränderungen der Erosionsraten von Flusssedimenten auf verschiedenen Zeitskalen durch die Messung kosmogener Radionuklide.

In montanen Waldökosystemen der gemäßigten Breiten wird die langfristige Ernährung der Waldökosysteme durch den Ausgleich von Nährstoffverlusten aus der organischen Auflage des Waldbodens (schneller "organischer Nährstoffkreislauf") durch die tiefgründige Gesteinsverwitterung (langsamer "geogener Nährstoffkreislauf") aufrechterhalten.