Techn. Hochsch., Diss., 2005--Aachen.

Böden sind Quelle und Senke für klimarelevante Spurengase (CO2, CH4 und N2O). Die freigesetzten Mengen sind mit denen aus Verbrennung fossiler Rohstoffe vergleichbar und können diese übersteigen, sodass Böden das Klima beeinflussen. Die wichtigsten Einflussgrößen der Bodenentgasung sind Vegetation, Bodenbearbeitung, Bodenfeuchte und Bodentemperatur. In dieser Arbeit wurden CO2-Flüsse für Acker-, Grünland- und Waldböden in Sachsen ganzjährig erfasst und eine Regionalisierung für die Landesfläche durchgeführt. Die Methodik umfasste flächendeckende Kurzeitfeldmessungen, punktuelle Langzeitfeldmessungen sowie gezielte Laborversuche. Zur Realisierung wurden robuste, transportable und präzise Kammersysteme zur manuellen und automatisierten Messung der Bodenentgasung im Freiland und Labor entwickelt. Für die Berechnung der Ökosystematmung aus den Messwerten konnte eine empirische Formel erstellt werden. Aus den Analyseergebnissen wurde raumzeitlich strukturiertes Kartenmaterial für die Ökosystematmung im Freistaat Sachsen in den verschiedenen Ökosystemen erstellt.

Böden sind Quelle und Senke für klimarelevante Spurengase (CO2, CH4 und N2O). Die freigesetzten Mengen sind mit denen aus Verbrennung fossiler Rohstoffe vergleichbar und können diese übersteigen, sodass Böden das Klima beeinflussen. Die wichtigsten Einflussgrößen der Bodenentgasung sind Vegetation, Bodenbearbeitung, Bodenfeuchte und Bodentemperatur. In dieser Arbeit wurden CO2-Flüsse für Acker-, Grünland- und Waldböden in Sachsen ganzjährig erfasst und eine Regionalisierung für die Landesfläche durchgeführt. Die Methodik umfasste flächendeckende Kurzeitfeldmessungen, punktuelle Langzeitfeldmessungen sowie gezielte Laborversuche. Zur Realisierung wurden robuste, transportable und präzise Kammersysteme zur manuellen und automatisierten Messung der Bodenentgasung im Freiland und Labor entwickelt. Für die Berechnung der Ökosystematmung aus den Messwerten konnte eine empirische Formel erstellt werden. Aus den Analyseergebnissen wurde raumzeitlich strukturiertes Kartenmaterial für die Ökosystematmung im Freistaat Sachsen in den verschiedenen Ökosystemen erstellt.:1 Einleitung 2 Aktueller Wissensstand 2.1 Bedeutung der Thematik 2.2 Treibhausgasemissionen 2.3 Entstehung von Treibhausgasen im Boden 2.4 Einflussgrößen auf die Bodenentgasung 2.5 Messmethoden 2.6 Methodenvergleich 3 Entwicklung von Probenahmesystemen 3.1 Manuelles System 3.2 Automatisierte Systeme 3.3 Berechnungsmethode 4 Versuchsdurchführung 4.1 Auswahl der Messstandorte 4.2 Untersuchungsgebiet 4.3 Meteorologische Daten 4.4 Experimentalarbeiten 4.5 Hochrechnung der Punktmessungen auf die Fläche 4.6 Fehlerbetrachtung 5 Ergebnisse und Diskussion 5.1 Labormessungen in der Klimakammer 5.2 Freilandmessungen – landwirtschaftliche Flächen 2012 5.3 Dauermessung mit SEACH-FG in Hilbersdorf 5.4 Pilotmessungen auf teilversiegelten Flächen und Stadtböden 5.5 Empirische Formel zur Ermittlung der Ökosystematmung 5.6 Hochrechnung der Bodenentgasung für Sachsen 5.7 Ökosystematmung der Bodengroßlandschaften 5.8 Ökosystematmung verschiedener Höhenlagen 6 Entwurf eines Monitoringkonzepts für Sachsen 7 Ausblick 8 Zusammenfassung

The thesis presents research on recent hydrothermal discharge features in a shallow marine hydrothermal system. It aims to clarify their occurrence, genesis, and preservation potential. A facies model is developed, being based on the processes involved in the formation and the prevailing lithofacies. It describes six major groups: channels, fractures, tubes, cones, bowls, and lineaments. Each of these groups subdivides into numerous facies types according to the cements or mineral precipitates prevailing. To clarify the rather complex formation processes of hydrothermal discharge features, genetic models for each facies are proposed. An integrated evolutionary model is developed considering the temporal evolution of the major types of hydrothermal discharge features in the Panarea system and their preservation potential. Confirming presumptions of former, preliminary data, the first documentation of secure paleo-evidences of such hydrothermal discharge features is presented.:1. Introduction ....11 1.1. Preamble .....11 1.2. Research questions, objectives, and hypotheses ......................................... 12 2. State of research - seafloor hydrothermal systems ................................ 15 2.1. Hydrothermal deposits in general ................................................................. 15 2.2. Deep-sea environments ............................................................................... 16 2.3. Shallow-water systems and their preservation potential ............................... 17 3. Panarea Island - the area of investigation ................................................ 20 3.1. The hydrothermal system of Panarea Island ................................................ 20 3.2. Fluid discharge features in Panarea ............................................................. 30 3.3. Study sites .................................................................................................... 34 4. Materials and methods ............................................................................... 40 4.1. Underwater research .................................................................................... 40 4.2. Field methods ............................................................................................... 41 4.3. Laboratory methods ..................................................................................... 44 5. Results ........................................................................................................ 47 5.1. Prevailing lithologies ..................................................................................... 47 5.1.1. Hardrocks ..................................................................................................... 47 5.1.2. Sedimentary rocks ........................................................................................ 51 5.1.3. Sediments .................................................................................................... 54 5.1.4. Cements ....................................................................................................... 58 5.2. Underwater investigation sites and findings ................................................. 66 HYDROTHERMAL FLUID DISCHARGE FEATURES IN PANAREA, ITALY PAGE 10 | 174 5.2.1. Area 26 ......................................................................................................... 66 5.2.2. Basiluzzo ...................................................................................................... 75 5.2.3. Black Point ................................................................................................... 77 5.2.4. Bottaro North ................................................................................................ 79 5.2.5. Bottaro West ................................................................................................. 81 5.2.6. Cave ............................................................................................................. 84 5.2.7. Fumarolic Field ............................................................................................. 87 5.2.8. Hot Lake ....................................................................................................... 89 5.2.9. La Calcara .................................................................................................... 92 5.2.10. Point 21 ........................................................................................................ 98 5.2.11. Subaerial locations ..................................................................................... 100 5.3. Summarizing tables .................................................................................... 104 6. Interpretation ............................................................................................ 106 6.1. Discharge features and secondary processes ............................................ 106 6.1.1. Complex genesis and development of discharge features and their occurrence throughout the system ............................................................. 119 6.1.1.1. Cones, bowls, and lineament structures ..................................................... 119 6.1.1.2. Tubes ......................................................................................................... 128 6.2. Preservation potential and paleo-record ..................................................... 138 7. Conclusion and Discussion .................................................................... 141 7.1. General context of the formation of hydrothermal discharge features in Panarea ...................................................................................................... 141 7.2. Evolution of hydrothermal discharge features in Panarea .......................... 142 7.3. Comprehensive summary ........................................................................... 145