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BremerhavenBremen
Geo-Informationen über den Meeresboden der Nordsee
Oberflächensedimente, Geochemie, “gassy sediments” und benthischeLebensgemeinschaften
Michael Schlüter
Marine Geochemie
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AWI – Marine Geochemie
Zu unseren Zielsetzungen gehören:
- die Untersuchung und Quantifizierung von „Geo-Prozessen“
- die Ausweisung von „Provinzen“ und von regionalen Verteilungsmustern
- die flächenbezogene Bilanzierung von Stoffkreisläufen
- die Entwicklung / Weiterentwicklung von Beprobungs- und Meßmethoden
- Zu unseren Arbeitsgebieten zählen die hohen nördlichen und südlichen Breiten sowie Küstenregionen der Nordsee und vor Spitzbergen
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Svalbard
HMMVIfremer
„Shallow Gas“ und submariner Grundwasser-Ausstrom
Geochemische Provinzen: Håkon Mosby Mud Volcano
Regionale Verteilung von “freiem Gas”Volumen des Grundwasser-Ausstroms
Regionale Verteilung chemoautothroperOrganismen, Freisetzung von MethanVorkommen und Gashydraten
Beispiele für „raumbezogene“ Untersuchungen
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Membrane Inlet Mass Spectrometry (Underwater Mass Spectrometer, 200 m)
BodenseeRegionale Verteilung von Pockmarks CH4-Gasblasen
Beispiele: On site und in situ CH4-Messung
In-Spectr 200-200Membrane Introduction Mass Spectrometer (MIMS)Einsatz bis in 200m (1000m) Wassertiefe AMU: 1-200 (CO2, CH4, N2, Ar, O2, DMS, VOC, ..
„full scan“: <2 Sekunden
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Datenerbebung, Daten-Kombination, GIS
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GIS zur Analyse von Geodaten
Visualization ofthematic maps
ModelingQuery and Analysis
Kombination von Geodaten (ortsbezogenene Messwerte)
- Punkmessungen - Multi-Point (Lat, Long, z1..zn)- Linien (CTD, CH4, O2, NO3)- Flächen (Side Scan Sonar, Videomosaike)- thematische Karten - ….
„Mono-Parametrische“ Karten
Einzugsgebiete (Buffer-Zonen)
Verscheidungen (Kombination mehrerer Informationsebenen)
Geostatistik
3D Visualisierung
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Punktdaten
Multivariate StatistikCluster Analysis,
CART,....
Ausweisung von „Provinzen“
Geostatisticsordinary krigingindicator krigingfuzzy krigingsimple update krigingcollocated cokriging, …
Thematische Karten „Isolinien“
NH4 Mud content Temperature Feb. Bathymetry Salinity Feb.
Räumliche Analyse:
Trend AnalyseNeigborhood Analyse“Einzugsgebiete”
GIS: Datenzusammenstellung, Visualisierung und Analyse
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Raster Polygon Point
HI category maps
Raster
Three mono-parametric maps
Regionalisation
Beggiatoa
Uncovered mud
PogonophoransData input Transformation
Interpolation
RasterRaster
Georeferencedvideo mosaics
Overlay I
Overlay II
Predictivemulti-parametric
habitat map
Multidisciplinary combination of the resulting map with microbathymetric and morphological data identifies biogeochemical habitats at the HMMV.
Schematic overview
Ausweisung von Provinzen mittels georeferenzierterVideomosaike
Video mosaicsGrids
RegionalisationPolygons
Geodatabase
1
1
1
n
n
n
Result table(polygon ID, habitat ID, image location,…)
Habitat key table(one ID encodes all characteristics)
Binary code table(each HI class is binary coded)
Meta data table(expedition, station, date, dive, DVD no.,….)
1
GIS data transformation
Identification of biogeochemicalprovinces using georeferenced video mosaics at HMMV
Jerosch, K., Pesch, R., Schlüter, M.(2006).Spatial analysis of marine categorical information using indicator kriging applied to georeferenced video mosaicsof the deep-sea Håkon Mosby Mud Volcano., Ecological Informatics, 1(4), 391-406
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MarGISMarine Geo-Information System for the visualization and typology of marine geoscientific data (BMBF/DFG Geotechnologies)
METROLMethane fluxes in ocean margin sediments: microbiological and geochemical control (EU FP 5)
Geochemische, geologische, biologische und ozeanographische Daten
Geoinformationen zur Nordsee und Ostsee
2009-2011: BalticGas
Internet Map Server
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Digitaler Atlas der Nordsee
Basierend auf den Projekten
MarGIS & METROL
wurde der Digitale Atlas der Nordsee erstellt
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Digitaler Atlas der Nordsee
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Digitaler Atlas der Nordsee
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Nordsee: Strömungen, Fronten und Stratifizierung
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Nordsee: Bathymetrie
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Nordsee: Hangneigung des Meeresbodens
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Nordsee: Chemische und physikalische Messungen
Sauerstoff und Nitrat im Bodenwasser
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Nordsee: Oberflächensedimente
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Nordsee: Sedimentkarte
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Nordsee: Bodenlebende Organismen
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Nordsee: Öl & Gas
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Nordsee: Störungszonen und “Micro-Beben”
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Anwendung: Habitat-Kartierung
Busch (2005)
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Habitat-Kartierung
Wirtschaftliche Nutzungen
BSH
Busch (2005)
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EUNIS Habitat Klassifikations-Schema
Ebene 1
Busch (2005)
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EUNIS: Kombination abiotischer und biotischer Daten
Busch (2005)
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Busch (2005)
EUNIS: Geostatistik - Vom Punkt zur Fläche
Sauerstoffkonzentration im Bodenwasser
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EUNIS: Bathymetrie & Sedimente
www.awi.de Busch (2005)
EUNIS: Habitat in der AWZ
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Zusammenfassung
Geo-Informationen über den Meeresboden der Nordsee Oberflächensedimente, Geochemie, “gassy sediments” und
benthische LebensgemeinschaftenMichael Schlüter
Michael.Schlueter@awi.de
Vielen Dank!!
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Brockmann, U.H., Pohlmann, T., Becker, G. König, P. Aletsee, L., Rick, H.-J., Krause, :, Martens, P. Knick-meyer, R., Heyer, K. 1994. ecological situation in the North Sea during spring and winter 1986/87. In: Sündermann (Ed): Circulation and contaminent in the North Sea. Springer-Verlag, Berlin, 56-89.
Busch, M. 2005. Durchführung einer Machbarkeitsstudie für die Kartierung mariner Biotope in der Nordsee, Dipl.-Arbeit, Univ. Vechta.
Figge, K. 1981 Sedimentverteilung in der Deutschen Bucht. Deutsches Hydrographisches Institut, Karte Nr. 2900 (mit Begleitheft).
Jerosch, K., Schlüter, M., Foucher, J. -P., Allais, A. -G., Klages, M., Edy, C.(2007).Spatial distribution of mud flows, chemoautotrophic communities, and biogeochemical habitats at Håkon Mosby Mud Volcano, Marine Geology, 243, 1-17.
Jerosch, K., Lüdtke, A., Schlüter, M., Ioannidis, G.T.(2006).Automatic content-based analysis of georeferenced image data: detection of Beggiatoa mats in seafloor video mosaics from the Håkon Mosby Mud Volcano, Computers & Geoscience, 33, 202-218.
Niemann, H., Lösekann, T., de Beer, D., Elvert, M., Nadalig, T., Knittel, K., Amann, R., Sauter, E., Schlüter, M., Klages, M., Foucher, J. -P., Boetius, A.(2006).Novel microbial communities of the Haakon Mosby mud volcano and their role as a methane sink , Nature, 443, 854-858.
Pesch, R., Pehlke, H., Jerosch, K., Schröder, W., Schlüter, M.(2008).Using decision trees to predict benthiccommunities within and near the German Exclusive Economic Zone (EEZ) of the North Sea, Environmental Monitoringand Assessment, 136(1-3), 313–325.
Rachor, E., Nehmer, P., 2003. Erfassung und Bewertung ökologisch wertvoller Lebensräume in der Nord-see. Abschlußbericht für das F & E-Vorhaben FKZ 899 85 310 (Bundesamt für Naturschutz). Alfred-We-gener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven.
Sauter, E. J., Muyakshin, S. I., Charlou, J. -L., Schlüter, M., Boetius, A., Jerosch, K., Damm, E., Foucher, J. -P., Klages, M.(2006).Methane discharge from a deep-sea submarine mud volcano into the upper water column by gas hydrate-coated methane bubbles, Earth and planetary science letters, 243(3/4), 354-365, doi:10.1016/j.epsl.2006.01.041
Schlüter, M., Sauter, E. J., Andersen, C. E., Dahlgaard, H., Dando, P.(2004).Spatial Distribution and Budget forSubmarine Groundwater Discharge in Eckernförde Bay (W-Baltic Sea), Limnology and Oceanography, 49(1), 157-167.
Referenzen
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