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Sie sind weltweit begehrt für Smartphones, E-Auto-Batterien, Windräder oder Solaranlagen: Seltene Erden, derzeit 17 Metalle mit besonderen Eigenschaften. Sie stecken in der Erdkruste und China ist der größte Förderer. Welche Vorkommen gibt es in Europa? Stefan Troendle im Gespräch mit Katha Jansen, SWR Redaktion Umwelt und Klima.
Der Wahlkampf wechselt vom Schlafwagen in den Schnellzug. Die historische Bundestagsdebatte letzte Woche sei „wie ein Aufriss der Erdkruste“ gewesen, sagt Richard David Precht. Er fragt sich: „Was ist unterschwellig in diesem Land los, dass es zu solch heftigen Debatten kommt?“ Markus Lanz beschäftigt die Zukunft des Konservativismus. Er meint, Hauptgegner der AfD sind nicht die Grünen, sondern die Union. Warum rutschen überall auf der Welt gemäßigte Konservative immer weiter in den Autoritarismus? Hat das mit unserer Demokratie zu tun? Beide entwickeln dazu eine Theorie, die bei Platon beginnt.
Hanna fragt Papa - Der Podcast für neugierige Kinder und Eltern
Was macht Diamanten so einzigartig? Hanna und Papa enthüllen in diesem Deep Dive, wie aus simplen Elementen unter extremen Bedingungen die funkelnden Schätze der Erde entstehen. Eine unterhaltsame und lehrreiche Story, die den kleinen Forscher in jedem von uns weckt – perfekt, um Kinder spielerisch an die Wunder der Natur heranzuführen!
Achtung: Diese Serie enthält Tonmaterial, das von manchen Menschen als erschreckend oder sogar verstörend empfunden werden kann! Die Menschheit hat schon vieles geschafft: Wir haben tödliche Krankheiten wie die Pest ausgerottet und mit Raumsonden die Grenzen unseres Sonnensystems erforscht. Manch einer ist da versucht zu glauben, wir hätten schon auf alles eine Antwort. Doch es gibt immer noch Dinge da draußen, die wir uns einfach nicht erklären können. Dazu gehören übernatürliche Ereignisse, Déja-vus, Multiversen, dunkle Materie und auch unerklärliche Tondokumente; Aufnahmen, für die es einfach keine richtige Interpretation gibt – die dafür aber spektakuläre urbane Mythen und Sagen inspiriert haben. Im Mystery-Podcast „Stranger Sounds“ erzählt Götz Otto die Geschichten hinter diesen seltsamen, oft unheimlichen Geräuschen. Zum Beispiel bohrte in den 70ern ein Wissenschafts-Team auf der russischen Halbinsel Kola ein Loch in die Erdkruste und was sie dabei fanden, diente religiöse Fanatiker:innen als Beleg für die Existenz des Teufels. Yang Liwei brach im Oktober 2003 zum ersten bemannten chinesischen Weltraumflug auf und ist bis heute verstört von seltsamen Klopfgeräuschen an seiner Raumkapsel, für die es bis heute keine physikalische Erklärung gibt. 70% des Planeten sind mit Wasser bedeckt, doch nur 5% davon wurden bisher erforscht. Deswegen kann sich auch niemand erklären, woher das laute Geräusch stammt, das täglich für mehrere Sekunden im gesamten Pazifik zu hören ist. Wohnen in den dunklen Tiefen des Ozeans etwa doch angriffslustige Seeungeheuer? Wir erzählen alle Umstände nach bestem Wissen und Gewissen nach. Dennoch entspricht nicht alles, was hier erzählt wird, der Wahrheit. Aber vieles… Du möchtest Werbung in diesem Podcast schalten? Dann erfahre hier mehr über die Werbemöglichkeiten bei Seven.One Audio: https://www.seven.one/portfolio/sevenone-audio
Die Highlights aus unserem G'SCHEITHOLZ-Podcast. Folge #2: Prof. Michael Obersteiner, Universität Oxford über die Rolle und Chancen, BECCS (Bio Energy Carbon Capture and Storage) als Schlüsseltechnologie für den Klimaschutz einzusetzen und somit negative CO2-Emissionen zu generieren. Bei BECCS erfolgt eine Abscheidung von Kohlenstoff aus dem Abgas der Biomasseverbrennung oder aus dem Verarbeitungsprozess von Biomasse. Durch BECCS kann sowohl fossile Energie ersetzt als auch Kohlenstoff in der Erdkruste eingelagert werden. Es kommt zu einem Doppeleffekt: einerseits die Substitution fossiler Energieträger und andererseits negative Emissionen.
Es ist das häufigste Metall in der Erdkruste, aber kann erst seit Mitte des 19. Jahrhunderts in größeren Mengen hergestellt werden. Einige Zeit war es teuer als Gold, heute ist es ein allgegenwärtiges Gebrauchsmetall, das für die moderne Konsumgesellschaft steht – aber auch in der Luft- und Raumfahrt unentbehrlich ist: Aluminium. Wir sprechen in der Folge über die Entdeckung des Leichtmetalls, Aluminiumhütten und warum für die Produktion enorm viel Energie benötigt wird. //Erwähnte Folgen - GAG263: Lavoisier und die Entdeckung des Sauerstoffs – https://gadg.fm/263 - GAG463: Die Erfindung der Glühlampe – https://gadg.fm/463 - GAG458: Wie wir die Nacht zum Tag machten – https://gadg.fm/458 - GAG448: Die Phenol-Verschwörung – https://gadg.fm/448 - GAG455: Das Unternehmen Pastorius – https://gadg.fm/455 //Literatur - Luitgard Marschall: Aluminium. Metall der Moderne, 2008. //Aus unserer Werbung Du möchtest mehr über unsere Werbepartner erfahren? Hier findest du alle Infos & Rabatte: https://linktr.ee/GeschichtenausderGeschichte //Wir haben auch ein Buch geschrieben: Wer es erwerben will, es ist überall im Handel, aber auch direkt über den Verlag zu erwerben: https://www.piper.de/buecher/geschichten-aus-der-geschichte-isbn-978-3-492-06363-0 Wer Becher, T-Shirts oder Hoodies erwerben will: Die gibt's unter https://geschichte.shop Wer unsere Folgen lieber ohne Werbung anhören will, kann das über eine kleine Unterstützung auf Steady oder ein Abo des GeschichteFM-Plus Kanals auf Apple Podcasts tun. Wir freuen uns, wenn ihr den Podcast bei Apple Podcasts oder wo auch immer dies möglich ist rezensiert oder bewertet. Wir freuen uns auch immer, wenn ihr euren Freundinnen und Freunden, Kolleginnen und Kollegen oder sogar Nachbarinnen und Nachbarn von uns erzählt!
17 verschiedene Metalle kommen ganz natürlich in der Erdkruste vor. Sie sind zum Teil stark magnetisch und werden für Elektromotoren und Windräder und auch für Kamera, Lautsprecher und Vibrationsalarm im Smartphone benutzt. Aber manche dieser Metalle sind schwer zu finden und werden kaum wiederverwendet. Wieso ist das so?**********Ihr könnt uns auch auf diesen Kanälen folgen: Tiktok und Instagram.
Eisen ist ein essentielles Spurenelement, das im gesamten Universum vorkommt und auf der Erde in verschiedensten Er-scheinungsformen auftritt. Es bildet den Hauptbestandteil des Erd-kerns und ist das vierthäufigste Element in der Erdkruste. Das Vorkommen von Eisen ist von essentieller Bedeutung, da es für nahezu alle Lebensformen überlebenswichtig ist. Nach Schätzung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind zwischen 500 Millionen und zwei Milliarden Menschen weltweit von einem Eisenmangel betroffen. Die Auswirkungen eines Eisen-mangels erreichen gesundheitliche, ökonomische und politische Dimensionen. Das Phänomen Eisenmangel ist nicht nur in der Allgemeinbevölkerung gegenwärtig, sondern auch unter Sportlern. Daten legen nahe, dass bis zu 79% aller Leistungssportler Eisenpräparate verwenden. Ohne die diagnostische Differenzierung zwischen einem absoluten oder einem funktionellen Eisenmangel ist eine Supplementierung allerdings bestenfalls unwirksam. Deshalb erklärt dieses Buch nicht nur den Unterschied, sondern liefert die diagnostischen Hintergründe, diskutiert die Einflussfaktoren und betrachtet die allgemeine Eisensubstitution unter kritischen Gesichtspunkten.
Tektonisch sind Verschiebungen, wenn sie die Erdkruste betreffen. Schließlich ist die Tektonik das Teilgebiet der Geologie, das sich mit der Erdkruste auseinandersetzt. Markus Steinbeis ist nicht als Geologe bekannt, erst recht nicht als Experte für die Tektonik – und doch verweist der Gründer und Geschäftsführer der Vermögensverwaltung Steinbeis & Häcker in „Das große Bild“ mit Podcast-Host Christian Hammes mehrfach auf die tektonischen Verschiebungen als Ausdruck für das, was sich an den Kapitalmärkten verändert hat.
Der Weltklimarat hat darauf hingewiesen, dass es kein Klimaschutz-Szenario gibt, das ohne negative Emissionen, also der Entnahme von Kohlenstoff aus der Atmosphäre und Speicherung in der Erdkruste auskommt. Selbst wenn es uns gelingt, komplett aus fossilen Energien auszusteigen, ist schon zu viel CO2 in der Atmosphäre, um das 1,5 oder 2 Grad Ziel zu erreichen. Können wir mit Bio-CCS (Carbon Capture & Storage) wirklich etwas gegen die Klimakrise tun? Was ist eigentlich CCS bzw. Bio-CCS, wie funktioniert es und welche Potentiale hat es tatsächlich? Dazu haben wir Tobias Pröll, Verfahrenstechniker an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) und Professor für Energietechnik & Energiemanagement sowie den Physiker Holger Ott befragt. Er lehrt an der Montanuniversität Leoben am Lehrstuhl für Petroleum Engineering und kennt sich bestens mit den Merkmalen unterirdischer Lagerstätten aus. Moderation: Andreas Jäger
Die sieben Kontinente auf der Erde könnten in ein paar 100 Millionen Jahren zu einem großen Superkontinent werden. Wie passiert das? Die bewegen sich, das kann man durch GPS ziemlich genau messen. Die Kontinentränder bewegen sich derzeit zwischen ein und zehn Zentimetern pro Jahr. Das ist nicht rasend viel, wenn man bedenkt, wie groß die sind. Aber wir reden ja von Millionen Jahren, und Millionen von Zentimetern sind dann schon eine ganz andere Größenordnung. Es gab schon mal einen Superkontinent. Vor mindestens 300 Millionen Jahren gab es schon mal einen Kontinent, bei dem praktisch alle uns heute bekannten Landmassen verbunden waren. Die Idee, dass das so gewesen sein muss, ist schon recht alt. Als im 16. Jahrhundert die ersten halbwegs genauen Weltkarten entstanden sind, hat einer der Kartografen anhand der Küstenlinie von Südamerika und Westafrika geschlussfolgert, dass da wohl mal was zusammengehangen haben muss. Denn wenn man die Kontinente als Puzzlestücke nimmt und diese beiden zusammenlegt, dann sieht man eine ziemliche Passgenauigkeit. Und das gibt es woanders auch: Madagaskar beispielsweise hing ursprünglich am heutigen Afrika. Und als die Paläontologie entstand, also seit man ausgestorbene Pflanzen und Tiere aus alten Gesteinsschichten ausgräbt und datieren kann, hat man außerdem gesehen, dass gleiche Tier- und Pflanzenarten auf heute getrennten Kontinenten vorkamen. Die Evolutionstheorie ließe bei getrennten Lebensräumen größere Unterschiede erwarten. Inzwischen hat man sogar Saurierskelette in der Antarktis gefunden, die für wechselwarme Tiere definitiv ungeeignet wäre. Das heißt, die Antarktis muss als Kontinent früher wesentlich näher am Äquator gewesen sein. Wie und warum bewegen sich die Kontinentalplatten? Alexander von Humboldt glaubte, dass es einen katastrophalen Wasserdurchbruch gegeben haben müsse zwischen Afrika und Südamerika. Schon etwas früher hatte Benjamin Franklin vermutet, dass die Erdoberfläche als Kruste auf einer sehr dichten, zähen Flüssigkeit schwimmen würde. Damit wäre denkbar, dass sich Kontinente bewegen. Das ist relativ nahe an der Theorie des Österreichers Otto Ampferer, der postulierte, dass der flüssige Erdmantel unter der Erdkruste gewissermaßen aufwallt und dass diese Wallungen die Bewegungsenergie für die Kontinentalplatten liefern. Diese Theorie dominiert seit den 1960er Jahren als Erklärung für die von Alfred Wegener festgestellte Kontinentaldrift. Lässt sich vorhersagen, wohin sich die Platten bewegen? Das ist ein Schwachpunkt. Es gab vor einiger Zeit eine Untersuchung, in der geschaut wurde, warum Afrika und Südamerika nicht an einer anderen Stelle auseinandergezogen wurden. Denn es gibt auch eine alte Bruchzone von Libyen bis nach Nigeria. Und den neueren ostafrikanischen Grabenbruch vom Roten Meer bis zum Malawisee. Aktuelle Modelle sagen, dass sich dort die Erde weiter auseinanderschiebt, sodass irgendwann das Meer quer durch Afrika durchbrechen wird. Aber das dauert noch ein paar Millionen Jahre. Die Frage ist eh, ob es dann überhaupt noch Menschen gibt, die davon bedroht werden könnten. Könnten Menschen denn auf einem Superkontinent gut leben? Dessen Entstehung wäre auf jeden Fall mit erheblichen Veränderungen verbunden, die nach menschlichen Maßstäben katastrophal wären. Man muss zum Beispiel mit großräumigem Vulkanismus rechnen, der massive Erhöhungen der CO2-Konzentration der Erdatmosphäre zur Folge hätte, weit über dem, was wir bislang als menschliche Zivilisation verbrochen haben. Die mittlere Temperatur auf dieser entstehenden Superkontinentalplatte dürfte dann um die 40 Grad liegen. Das ist wahrscheinlich nur noch was für Echsen und Insekten.
Wasserstoff gilt als Schlüssel der Energiewende und beim Klimaschutz, etwa für Treibstoff. Doch die Herstellung braucht viel Energie. In der Erdkruste kommt Wasserstoff ungelöst vor. Wie viel gibt es davon und wie lässt er sich fördern? Ralf Caspary im Gespräch mit Werner Eckert, SWR-Umweltredaktion
Am 27. März 1964 bebt im südlichen Alaska die Erde – mit verheerenden Folgen. Straßen, Brücken und Häuser werden schwer beschädigt, 131 Menschen verlieren ihr Leben. Ein ganzer Landstrich entlang der Küste wird bis zu acht Meter angehoben und weiter landeinwärts massiv abgesenkt. Mit einer Stärke von 9,2 gilt das Erdbeben von Alaska auch heute noch als die zweitstärkste Erderschütterung seit Messbeginn. Für Geologinnen und Geologen der Zeit ist das Beben ein Rätsel: Welcher Mechanismus mag sich hinter einem solch gewaltigen Ereignis verbergen? Karl beginnt diese Podcastfolge mit der Entdeckung eines der wichtigsten Prozesse auf der Erde: Es sind Subduktionszonen, in denen feste Platten der Erdkruste ruckartig tief in den Erdmantel einsinken – so auch unter dem südlichen Alaska. Das Erdbeben von 1964 half dabei, diesen Prozess zu verstehen und schloss gleichzeitig eine wichtige Lücke im Verständnis der Plattentektonik, bei der feste Kruste nicht nur ständig neu entsteht, sondern andernorts auch wieder verschwindet. Heute ist klar: Subduktionszonen sind der wahre Motor der Plattentektonik – und nicht nur das. Über lange Zeiträume helfen sie dabei, das Klima der Erde einigermaßen stabil zu halten. Deswegen stellt sich nicht nur die Frage, warum sich auf der Erde feste Gesteinsplatten bewegen können, sondern auch, warum die Kruste von Venus und Mars nie in Platten zerbrach. Möglicherweise blieben sie gerade deshalb tote, trockene Wüsten.
Wie schnell ist die Erde entstanden? Um das herauszufinden, bräuchte man eigentlich eine Zeitmaschine. Zum Glück haben wir eine und die ist noch dazu radioaktiv! Mehr dazu erfahrt ihr in der neuen Folge der Sternengeschichten. Wer den Podcast finanziell unterstützen möchte, kann das hier tun: Mit PayPal (https://www.paypal.me/florianfreistetter), Patreon (https://www.patreon.com/sternengeschichten) oder Steady (https://steadyhq.com/sternengeschichten)
Nach dem katastrophalen Erdbeben in der Türkei und in Syrien hört man immer wieder den Vorwurf, die lokalen Behörden und auch die Menschen seien zu schlecht darauf vorbereitet gewesen. Kann man sich auf ein Erdbeben überhaupt vorbereiten? Jein. Eine brauchbare Erdbebenvorhersage ist bislang nicht zu haben. Wenn man Vorwarnzeiten von mehr als ein paar Sekunden hat, ist das schon selten. Für Mexiko-Stadt waren es 2017 rund 20 Sekunden. Aber man kann so bauen, dass die Häuser weniger leicht einstürzen. Das ist die einzige Weise, sich auf ein Erdbeben vorzubereiten. Die kritische Infrastruktur – Wasserleitungen, Stromnetz und natürlich die Gebäude selbst – so zu bauen, dass sie möglichst den zu erwartenden Erdstößen besser standhalten. So wie in Japan. Die Häuser sollten dann besonders elastisch sein, oder was? In gewisser Hinsicht, ja. In Japan oder Taiwan, wo es auch etliche Wolkenkratzer in von Erdbeben gefährdeten Gebieten gibt, fallen bei einem Beben lange nicht so viele Häuser ein wie jetzt in der Türkei und in Syrien oder früher in Pakistan, Afghanistan oder selbst in Italien. Wenn man sich die Bilder anschaut von den eingestürzen Gebäuden in Nordsyrien und in der Türkei, sieht man etwas, was eigentlich ein absolutes No-Go in einem Erdbebengebiet sein müsste. Nämlich? Häuser, die ganz offensichtlich aus gemauerten Wänden mit Betonplatten als Decken bestehen. Wenn es bebt, sind es ja in der Regel seitliche Bewegungen. Und wenn dann die gemauerten Wände auseinanderfallen, werden die Leute, wenn sie nicht rechtzeitig draußen sind, zwischen den Betondecken eingequetscht. Das überlebt natürlich kein Mensch. Wenn nicht zufälligerweise etwas sehr Stabiles dazwischen steckenbleibt, sodass man vielleicht noch rauskommt. Vier der Erdbeben der letzten 50 Jahre in der Türkei waren jeweils die tödlichsten des Jahres, obwohl es nicht die stärksten Erdbeben jener Jahre waren. Das liegt daran, dass selbst viele neuere Bauten in der Türkei nicht erdbebensicher konzipiert wurden. Der Standard ist nicht so hoch wie in Japan, was allerdings auch ein reiches Land ist – und die Türkei ein vergleichsweise armes. Wobei man dazusagen muss: Das jetzige Erdbeben war mit einer Stärke von 7,8 schon ziemlich heftig. Ein Erdbeben dauert nicht lang, vielleicht ein, zwei Minuten. Eher einige Sekunden. Aber die reichen auch. Und oftmals kommt, wie jetzt in der Türkei, gleich noch ein Erdstoß hinterher, der den angeschlagenen Objekten der ersten Welle den Rest gibt. Und ich habe gelesen, dass die Spannung, die sich in diesem Erdbeben entladen hat, sich über Hunderte von Jahren aufgebaut hat. Nehmen wir zum Beispiel mal an, du hättest zwei Holzplatten, die du gegeneinander verschieben willst an der Kante. Dann bewegst sich erst mal lange Zeit gar nichts, weil die Reibung so groß ist. Wenn du aber dann genug Kraft angewendet hast, dann rutscht das alles auf einen Schlag. Das heißt, die aufgestaute Kraft von vorher schlägt auf einmal aus. Und genau so ist es, wenn sich zwei Platten der Erdkruste aneinander vorbeischieben. Da kommt es dann zum Beben. Und in Deutschland gibt es auch Erdbeben, aber nur ganz kleine, die man gar nicht merkt? Meistens sind die zu schwach. Aber in den aktiveren Gebieten merkt man schon was. So gab es 1978 auf der Schwäbischen Alb eins, das hatte eine Stärke von 5,7. Und im Vogtland erreichten 1985 Schwarmbeben schon mal 4,6 auf der Richterskala. Und die Fernwirkungen damals waren immerhin so, dass in den 18-Stöckern auf der Berliner Fischerinsel noch ein paar Hängelampen schaukelten.
Woher die Wärme im Erdinneren kommt und mit welchen Verfahren sie sich technisch nutzen lässt, erklärt Inga Moeck von der Universität Göttingen und dem Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover in dieser Folge.
Es gibt gewisse Themen, die seit Jahrhunderten Thema innerhalb der Zeichnung sind, immer wieder und in vielen verschiedenen Aspekten vorkommen. Eines dieser Themen, die immer wieder die da sind, die nie weg waren, die notwendig sind – haben wir auch in Landschaftsdarstellungen, und zwar die Faltungen. Die Landschaft – sofern man nicht an eine große Ebene denkt – ist in Wahrheit, wenn man sie von weit weg betrachtet, gefaltet und gefältelt. Ein Gebirge, ob hoch oder auch weniger hoch, besteht aus Höhen und Tiefen. Diese Falten sind im Laufe der Jahrmillionen durch die Bildung der Erdkruste entstanden. Natürlich kennen wir auch unsere eigenen Falten in der Haut. Das ist etwas, dass uns jeden Tag im Spiegel begegnet. Stofffalten sind kunsthistorisch besonders häufig zu beobachten. Die Künstler mussten in ihrer Grundausbildung lernen und tief verstehen, wie der Faltenwurf einer Robe, eines Mantels, eines Vorhangs, eines Tischtuchs und so weiter tatsächlich funktioniert.
Geologinnen und Geologen schauen sich gerne Steine an, und das nicht nur, wenn sie glitzern und funkeln. Denn Steine verraten etwas über das Erdinnere, in dem viele von ihnen entstanden sind. Die geologische Sammelwut im Namen der Forschung hat aber ihre Grenze: Die meisten Steine, die wir finden, stammen aus der Erdkruste, der vergleichsweise dünnen äußersten Schicht des Planeten. Nur sehr selten sind Gesteine aus tieferen Schichten. Wer bis in den Erdkern blicken möchte, muss dagegen lernen, die Signale der Erdbebenwellen zu verstehen. In dieser Episode erzählt Karl die Geschichte eines Menschen, dem es erstmalig gelang, bis hinab in den inneren Kern der Erde zu blicken. Es ist die Geschichte der dänischen Mathematikerin, Geodätin und Seismologin Inge Lehmann. Fast gleich alt wie die Physiker Albert Einstein oder Niels Bohr, forschte sie in und trotz einer wissenschaftlichen Welt, in der Frauen keine Rolle spielen durften.
Bonjour und Hallo - wir begrüßen Euch heute wieder allerherzlichst zu einer weiteren Ausgabe Eures Lieblings-Podcasts. Auch diese Woche haben wir in den kommenden 60 Minuten wieder ein feines Süppchen für Euch gekocht, bestehend aus den feinsten Ingredienzen: Die Queen wird 96 und die Teletubbys sogar 25. Xavier Naidoo meldet sich zurück aus der Erdkruste und eine Schaufensterpuppe fängt an zu stinken. Was es damit auf sich hat - nichts für schwache Gemüter.
Die moderne Zivilisation hängt von unserer Fähigkeit ab, gezielt in die Erdkruste einzudringen. Hinter Tiefbohrungen steckt modernste Technik, die immer weiterentwickelt wird - für die Sicherheit und um Kosten zu senken. Wie funktioniert das System, welche Entwicklungen laufen und wie sollen Unfälle verhindert werden?
Vor einem halben Jahr ist auf La Palma ein neuer Vulkan aus der Erdkruste gebrochen. 7.000 Menschen wurden aus der Gefahrenzone evakuiert, fast 1.000 Haushalte verloren ihr Heim an die Lava. Der Bananenanbau als wichtiger Wirtschaftszweig war genauso betroffen wie der Tourismus. Inzwischen ist der Vulkan inaktiv. Wie haben die Menschen die Katastrophe erlebt, und wie hat sich das Leben auf der Insel in den sechs Monaten seitdem entwickelt?
Hätte ja durchaus sein können, das Söders Kabinettsumbildung einen Tsunami auslöst, denn an den Nahtstellen der Partei-Bezirke bauen sich in der bayerischen Erdkruste ja üblicherweise enorme Spannungen auf. Wenn die sich dann explosionsartig lösen, stehen oft Karrieren unter Wasser, sogar erhöhte. Soweit bekannt, bebte Söder zwar ganz erheblich, anders als kürzlich über der Pazifikinsel Tonga gab jedoch keine Aufklärungsflüge über dem Bayerischen Landtag, um so schnell wie möglich den genauen Zustand der Überlebenden festzustellen. Es war ja mit dem bloßen Auge zu sehen, dass die Hütte noch stand und zumindest größere Dienstfahrzeuge dem Veränderungsdruck nicht nachgegeben hatten. Eine Glosse von Peter Jungblut.
Heute Teil 2 meines Gesprächs mit Sepp Eisenriegler. Unser Thema ist weiterhin “Reparatur” und alles was dazugehört. Im Kern drehen wir uns um eine fundamentale Frage: “Gehören uns Geräte wirklich, die wir nicht reparieren können, weil Hersteller sie verkleben, keine Ersatzteile anbieten und die wir deshalb nicht wieder instand setzen können, wenn etwas daran kaputt geht?” Und dann fragen wir uns: “Wie kommen wir hier weiter?” Wir spannen den Bogen etwas weiter, werden politisch und nachdenklich. Wir besprechen, wie Sepp seine Arbeit in Standarisierungsgremien auf EU-Ebene erlebt, wie er die weiteren Entwicklungen in Richtung Kreislaufwirtschaft einschätzt. Wir sprechen über die Rolle etablierter Industrieunternehmen und fragen uns, ob Recycling mehr ist als eine “Beruhigungspille” für kritische Bürger. Dann schließt sich der Kreis, wenn wir wieder zu den Anfängen des R.U.S.Z. als “Sozialökonomischer Betrieb” zurückgehen und beleuchten, wie diese Anfänge bis heute fortwirken. Und am Ende landen wir beim Geografiestudenten “Sepp” und wie es kam, dass er sein Hippietum in Engagement für die Reparaturbewegung gemünzt hat. Dabei erfahren wir etwas über Plattentektonik und darüber, was die Erdkruste mit einer Apfelschale zu tun hat. __________________________________________ Credentials: Episodenbild © Antoine Repessé (2016) aus seiner Serie "#365, Unpacked" mit freundlicher Genehmigung Musik: Intro "Fuzzball Parade" Einleitung “Investigations” Outro "The Show Must Be Go" Alle Stücke von Kevin MacLeod veröffentlicht, soweit nicht anders vermerkt, unter CC BY 4.0 auf incompetech.com
Was ist eigentlich Radon und warum spielt es bei unseren Häusern und unserer Gesundheit eine nicht unerhebliche Rolle? Kurz gesagt: Wenn wir von Radon sprechen, sprechen wir von einem Gas, das durch den Zerfall von Gesteinsmaterialien in unserer Erdkruste entsteht. Dieses steigt dann auf und zerfällt in der Regel an der Luft sehr schnell. Durch unsere moderne und energetische Bauweise kann es sich jedoch gut im Haus sammeln und so langfristig zu schwerwiegenden gesundheitlichen Beschwerden führen. Umso wichtiger ist eine gute Hausabdichtung. Und in diesem Bereich kann ich mir keinen besseren Interviewpartner als Thomas Wagner von der Firma DOYMA (https://www.doyma.de/) Thomas ist Experte auf dem Gebiet der Dichtungssysteme und Hauseinführungen und befasst sich bereits seit 20 Jahren mit diesem Thema. Er ist Referent bei Informationsveranstaltungen, Fachhändlern, Semestervorlesungen in Hochschulen und Veranstaltungsreihen von Verbänden - und heute auch Gast im Bauherr werden Podcast.
Langsam gesprochene Nachrichten | Deutsch lernen | Deutsche Welle
Trainiere dein Hörverstehen mit den Nachrichten der Deutschen Welle von Samstag – als Text und als verständlich gesprochene Audio-Datei.Trump muss Steuerunterlagen dem Parlament vorlegen Ermittler des US-Kongresses erhalten nun doch Zugang zu den Steuerunterlagen des ehemaligen Präsidenten Donald Trump. Das Justizministerium wies die Bundessteuerbehörde an, die entsprechenden Dokumente an einen Ausschuss des Repräsentantenhauses zu übergeben. In den USA legen hochrangige Politiker und insbesondere der Präsident traditionell ihre Steuererklärungen der Öffentlichkeit vor. Trump brach mit dieser Praxis und sperrte sich gegen die Übergabe der Unterlagen an Ermittler. Über 40 Verletzte bei Erdbeben in Peru Bei einem Erdbeben im Norden von Peru sind mehr als 40 Menschen verletzt worden. Das Zentrum des Bebens der Stärke 6,1 lag im Department Piura. Präsident Pedro Castillo verließ eine Militärparade anlässlich des 200. Jahrestags der Unabhängigkeitserklärung in Lima und reiste nach Piura, wo er Verletzte im Krankenhaus besuchte. In Peru kommt es immer wieder zu Erdbeben, weil in der Region Platten der Erdkruste aufeinandertreffen. Corona-Ausbruch in China weitet sich aus Der schlimmste Ausbruch des Coronavirus in China seit Monaten hat sich auf zwei weitere Regionen ausgeweitet. Die Nationale Gesundheitskommission meldete 55 neue Fälle, unter anderem in der Provinz Fujian und der Stadt Chongqing. Zuvor waren Ansteckungen mit der Delta-Variante aus vier Provinzen wie auch aus Peking gemeldet worden. In Chinas Hauptstadt handelt es sich um die ersten Corona-Fälle seit sechs Monaten. Unterdessen wurde in Australiens drittgrößter Stadt Brisbane nach einem Corona-Ausbruch eine Ausgangssperre verhängt. Millionen Einwohner müssen für drei Tage zu Hause bleiben. Nigerias Sprintstar Okagbare positiv auf Wachstumshormon getestet Wenige Stunden vor dem olympischen 100-m-Finale von Tokio ist die nigerianische Mitfavoritin Blessing Okagbare positiv auf Doping getestet und vorerst gesperrt worden. Dies gab die Athletics Integrity Unit des Weltverbandes World Athletics bekannt. Nach den weitreichenden Dopingskandalen um Russland und Kenia könnte damit die westafrikanische Nation Nigeria zum nächsten großen Problemfall werden. Neuer Satellit "Eutelsat Quantum" startet ins All Der neue Telekommunikationssatellit "Eutelsat Quantum" ist an Bord einer Ariane-5-Trägerrakete ins All gestartet. Die Rakete hob vom Europäischen Weltraumbahnhof in Kourou in Französisch-Guyana ab, wie der Raketenbetreiber Arianespace mitteilte. Der Satellit "Eutelsat Quantum" ist nach Angaben der Europäischen Weltraumagentur ESA im All umprogrammierbar. Es könne ausgewählt werden, wohin die Satellitenstrahlen gesendet werden. Diese könnten sich in Echtzeit bewegen und so etwa auch Fluggästen und Schiffspassagieren Informationen liefern. Behörden geben nach Explosion in Chemiepark erste Entwarnung Nach der Explosion im Chemiepark Leverkusen haben die Behörden in den Rußpartikeln keine bedenklichen Stoffe in höheren Mengen gefunden. Insofern könne man eine erste Entwarnung geben, sagten Vertreter des Landesamts für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es müsse aber noch weitere Untersuchungen geben. Die Ursache für das Unglück, bei dem mindestens fünf Menschen getötet wurden, ist immer noch unklar. Zwei Menschen werden noch vermisst.
Vor rund 65 Millionen Jahren gerät der Boden im Südwesten in Bewegung: Im Untergrund gibt es gewaltigen Druck, die Erdkruste reißt, riesige Gesteinsschollen sinken in die Tiefe. Der Grabenbruch sorgt für einen geologischen Wandel, der dem Oberrhein viele Rohstoffe beschert, von denen wir heute profitieren: Sand und Kies, Ton und Buntsandstein. Eigentlich würden wir an dieser Stelle in einen drei bis vier Kilometer tiefen Canyon blicken, doch Erosion und Sedimenttransport haben den Graben immer wieder zugeschüttet. Der Grabenbruch ist auch verantwortlich dafür, dass der Südwesten für Geothermie prädestiniert ist. Zeitweise lief er sogar mit Meerwasser voll. So finden wir südlich von Heidelberg fossile Zeugen aus der Urzeit, die auf karibische Zustände deuten. Ohne Grabenbruch würde der Rhein heute vermutlich ins Mittelmeer fließen. Doch nicht alles, was sich geologisch verändert, ist natürlichen Ursprungs – und auch nicht immer ein Segen. Die Rheinbegradigung durch den Wasserbauingenieur Johann Gottfried Tulla zeigt das eindrucksvoll. (Online-Signatur Medienzentren: 4986294)
Die Physik hat Kathrin Altwegg bereits als Kind gepackt und seither nie mehr losgelassen. Im Gespräch mit Olivia Röllin erläutert sie, was es für sie als Astrophysikerin auch noch nach Jahrzehnten der Forschung bedeutet, als so kleines Wesen dem ganz Grossen gegenüberzustehen. Der Erdmond ist der am besten erforschte Himmelskörper, allein schon wegen seiner Nähe zur Erde. Dass Ebbe und Flut von ihm abhängen, weiss jedes Kind. Dass der Mond aus dem Material unserer Erdkruste besteht, zeigt, wie wichtig er für die Entstehung menschlichen Lebens ist. Die Berner Astrophysikerin Kathrin Altwegg bezeichnet den Mond deshalb als wichtigen Zeitzeugen. Aber sie sieht natürlich noch viel mehr: Dass das Universum dynamisch ist, dass alles entsteht und auch vergeht. Und dass das Universum den Menschen nicht braucht. Und trotzdem: Der Mensch kann das All erforschen und sogar verstehen. Doch was bedeutet es, täglich die eigene Winzigkeit vorgeführt zu bekommen? Beginnt im Staunen über das Universum auch der Glaube an etwas Grösseres? Oder haben es Physiker vielleicht schwerer, an eine höhere Macht zu glauben? Olivia Röllin spricht mit Kathrin Altwegg in der Sternwarte Uecht in Niedermuhlern bei Bern. Diese Sendung ist eine Wiederholung vom 16. Juni 2019.
Die Physik hat Kathrin Altwegg bereits als Kind gepackt und seither nie mehr losgelassen. Im Gespräch mit Olivia Röllin erläutert sie, was es für sie als Astrophysikerin auch noch nach Jahrzehnten der Forschung bedeutet, als so kleines Wesen dem ganz Grossen gegenüberzustehen. Der Erdmond ist der am besten erforschte Himmelskörper, allein schon wegen seiner Nähe zur Erde. Dass Ebbe und Flut von ihm abhängen, weiss jedes Kind. Dass der Mond aus dem Material unserer Erdkruste besteht, zeigt, wie wichtig er für die Entstehung menschlichen Lebens ist. Die Berner Astrophysikerin Kathrin Altwegg bezeichnet den Mond deshalb als wichtigen Zeitzeugen. Aber sie sieht natürlich noch viel mehr: Dass das Universum dynamisch ist, dass alles entsteht und auch vergeht. Und dass das Universum den Menschen nicht braucht. Und trotzdem: Der Mensch kann das All erforschen und sogar verstehen. Doch was bedeutet es, täglich die eigene Winzigkeit vorgeführt zu bekommen? Beginnt im Staunen über das Universum auch der Glaube an etwas Grösseres? Oder haben es Physiker vielleicht schwerer, an eine höhere Macht zu glauben? Olivia Röllin spricht mit Kathrin Altwegg in der Sternwarte Uecht in Niedermuhlern bei Bern. Diese Sendung ist eine Wiederholung vom 16. Juni 2019.
In Sibirien, den Tropen und in Hamburg – überall hier hat Prof. Dr. Eva-Maria Pfeiffer vom Institut für Bodenkunde an der Universität Hamburg schon Böden untersucht. In ihrer Forschung analysiert sie den Kohlen- und Stickstoff-Umsatz von Böden, um den Klimawandel besser zu verstehen. Böden werden häufig in ihrer Bedeutung unterschätzt, dabei sind sie die Grundlage für menschliches Leben, erzählt Prof. Pfeiffer. Wer sich mit den Themen Klima, Welternährung oder Biodiversität beschäftigt, kommt an den Böden nicht vorbei: „Böden sind nicht einfach Dreck oder eine Abfolge von Sedimenten. Als Boden bezeichnen wir den belebten, oberen Teil der Erdkruste.“ Seit vielen Jahren fährt Prof. Pfeiffer zur Feldforschung regelmäßig nach Sibirien, um dort Permafrostböden zu untersuchen. Permafrostböden sind besonders klimarelevant, weil sie große Mengen an Kohlenstoff früherer Zeiten speichern und fast 25 Prozent der Nordhalbkugel ausmachen. „Diese Böden sind durch Auftau- und Gefrierprozesse hochdynamisch“, erklärt Prof. Pfeiffer. Reste von Permafrost lassen sich auch in Hamburg finden, ebenso wie viele andere Bodenarten, die auf Bodenlehrpfaden entdeckt werden können.
Wir schürfen gigantische Mengen von Gestein, Erzen und Mineralien aus der Erdkruste und bauen daraus unsere moderne Welt auf. Die Quarzuhr am Handgelenk, unsere Häuser und selbst der Silizium-Chip - sie alle beruhen auf mineralischen Verbindungen. Wir wohnen buchstäblich im Stein. Jedes Atom unseres Körpers war einmal Bestandteil eines fernen Steins oder Sterns. Von Burkhard Reinartz www.deutschlandfunk.de, Freistil Hören bis: .. Direkter Link zur Audiodatei
Der Boden unter Ihren Füßen beheimatet eine riesige, mysteriöse Welt von Mikroben, von denen einige seit Hunderttausenden von Jahren in der Erdkruste leben. Wie ist es dort unten? Begleiten Sie die Mikrobiologin Karen Lloyd zu den Vulkanen und heißen Quellen in Costa Rica, während sie diese unterirdischen Organismen ins Rampenlicht rückt und zeigt, wie jene das Leben hier oben tiefgreifend beeinflussen können.
Nach unserer letzten Podcast-Folge, dem Interview mit Tobi, dem Feuerwehrmann und Eva, seiner Partnerin, die über das Erleben eines schweren Einsatzes berichten, gab es ein großes Echo. Hohe Klickzahlen und auch Coaching-Anfragen bei uns zeigen, dass das Thema tatsächlich eines für Helferinnen und Helfer ist. Denn wer sonst erlebt traumatische Ereignisse so hautnah wie sie. Wir hatten in der letzten Folge versprochen, uns der Frage zu widmen, was Intrusionen und Flashbacks eigentlich sind? In der Geologie beschreibt man Intrusionen als einen Vorgang, bei dem Magma zwischen die Gesteine der Erdkruste eindringt und erstarrt. Das trifft es aber ganz gut, denn traumatische Ereignisse, wie Kriegserlebnisse, schwere Unfälle, Todesfälle, also starke psychische Belastungen, erscheinen den Betroffenen später auf die ein oder andere Art immer wieder. Was so harmlos klingt, kann im schlimmsten Fall irreversibel, also nicht umkehrbar sein, was zu schweren psychischen Störungen führen kann. Die besonders harte Form der Intrusion mit heftigen Reaktionen ist der Flashback. Hermann erklärt, wie diese Symptome psychischer Erkrankungen entstehen können und warum 20 % aller Helferinnen und Helfer von diesen Symptomen betroffen sind. Bei einigen Betroffenen verschwinden die Symptome von selbst und alles ist wieder gut. Bei anderen aber nicht. Dies kann Folgeerkrankungen und erhöhten seelischen Stress auslösen und spätestens dann braucht es den Arzt oder Therapeuten. Wir wünschen dir nun viel Spaß bei dieser Folge. Euer Team von Brand Punkt, Hermann und Carina Hast du auch ein Thema für ein Interview mit uns? Schreib uns gerne eine E-Mail und wir setzen uns mit dir in Verbindung kontakt@brand-punkt.de Kommst du mit einer Situation, die du im Einsatz erlebt hast nicht so richtig klar und hast das Gefühl, dass du mal einen Anstoß von außen benötigst? Dann melde dich gerne bei uns. Du kannst gerne unser Coaching in Anspruch nehmen. Mehr dazu bald auf unserer Homepage www.brand-punkt.de Wir würden uns freuen, wenn dir diese Folge gefallen hat und uns deine Gedanken zur Folge auf Facebook, Instagram oder auf unserer Homepage unter unserem Post, da lässt. Damit dieser Podcast in Zukunft so viele Helfer wie möglich erreichen kann, bitten wir dich uns eine 5-Sterne Bewertung auf iTunes da zulassen uns zu abonnieren und die Folge zu teilen.
Schwerpunkt: Christine Thomas von der Universität Münster erklärt, wie sich mit seismischen Wellen der innere Aufbau der Erde erforschen lässt || Nachrichten: Gravitationswellen von verschmelzenden Neutronensternen empfangen | Origami gegen Verkehrslärm | Hummeln fliegen auf blaues Streulicht
Ätna, Vesuv, die Phlegräischen Felder: Unter Italiens Erde brodelt es gewaltig. Erst aufwändige Messtechnik macht nun die Komplexität der Erdkruste im Mittelmeerraum sichtbar.
Im Rahmen des ersten Alumitreffens im neu renovierten Mathematikgebäude gibt uns unser Alumnus Markus Even einen Einblick in seine Arbeit als Mathematiker am Fraunhofer IOSB, dem Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung in Ettlingen in der Arbeitsgruppe zur Analyse und Visualisierung von SAR-Bilddaten. Er befasst sich mit der Entwicklung von Algorithmen für die Fernerkundung, genauer gesagt für die Deformationsanalyse mit Hilfe von SAR-Interferometrie (InSAR). Deformation bezieht sich hier auf Bewegungen der Erdkruste oder auf ihr befindlicher Strukturen, z.B. von Bauwerken. Hinter dem Stichwort SAR-Interferometrie verbirgt sich eine Vielfalt von Verfahren der Fernerkundung, die auf Synthetic Aperture Radar, auf Deutsch Radar mit synthetischer Apertur, beruhen, und die die Fähigkeit der Sensorik ein kohärentes Signal zu verarbeiten zur Erzeugung sogenannter Interferogramme nutzen. Für SAR ist es wesentlich, dass der Sensor bewegt wird. Zu diesem Zweck ist er auf einen Satelliten, ein Flugzeug oder auch auf einem auf Schienen laufenden Schlitten montiert. Für die Mehrzahl der Anwendungen wird er entlang einer näherungsweise geradlinigen Bahn bewegt und sendet in festen Zeitabständen elektromagnetische Signale im Mikrowellenbereich aus, deren Returns er, unterteilt in sehr kurze Zeitintervalle, aufzeichnet. Dabei "blickt" er schräg nach unten, um nicht systematisch von zwei verschiedenen Orten der Erdoberfläche rückkehrende Signale zu vermischen. Herauszuheben ist, dass er unabhängig von der Tageszeit- er beleuchtet die Szene selbst- und weitgehend unabhängig von den Wetterverhältnissen- die Atmosphäre verzögert das Signal, ist aber für diese Wellenlängen (ca. 3cm-85cm) bis auf seltene Ausnahmen durchlässig dafür- Aufnahmen machen kann. Dies ist ein Vorzug gegenüber Sensoren, die im optischen oder infraroten Teil des Spektrums arbeiten, und nachts oder bei Bewölkung nicht die gewünschten Informationen liefern können. Neben der Magnitude des rückgestreuten Signals zeichnet der SAR-Sensor auch dessen Phasenverschiebung gegenüber einem Referenzoszillator auf, die die Grundlage für die Interferometrie darstellt und viele Anwendungsmöglichkeiten bietet. Aus dem aufgezeichneten Signal wird das sogenannte fokusierte Bild berechnet. (Mathematisch gesehen handelt es sich bei dieser Aufgabe um ein inverses Problem.) Die Achsen dieses komplexwertigen Bildes entsprechen eine der Position des Satelliten auf seiner Bahn und die andere der Laufzeit des Signals. Der Zahlenwert eines Pixels kann vereinfacht als Mittel der aufgezeichneten Rückstreuung aus dem Volumen angesehen werden, dass durch das jeweilige Paar aus Bahninterval und Laufzeitinterval definiert ist. Dies ist der Kern von SAR: Die Radarkeule erfasst eine größere Fläche auf dem Boden, so dass das aufgezeichnete Signal aus der Überlagerung aller zurückkehrenden Wellen besteht. Diese Überlagerung wird durch die Fokusierung rückgängig gemacht. Dazu benutzt man, dass ein Auflösungselement am Boden zu allen Returns beiträgt, solange es von der Radarkeule erfasst wird und dabei eine bekannte Entfernungskurve durchläuft.Die Magnitude des sich so ergebenden Bildes erinnert bei hochaufgelösten Aufnahmen auf den ersten Blick an eine Schwarzweißphotographie. Betrachtet man sie jedoch genauer, so stellt man schnell Unterschiede fest. Erhabene Objekte kippen zum Sensor, da die höhergelegenen Punkte näher zu ihm liegen. Hohe Werte der Magnitude, also hohe Rückstreuung, sind in der Regel mit günstigen geometrischen Konstellationen verbunden: Eine ebene Fläche muss dazu beispielsweise senkrecht zum einfallenden Signal ausgerichtet sein, was selten der Fall ist. Geht man an die Grenze des aktuell Möglichen und betrachtet ein Bild einer städtischen Umgebung eines luftgetragenen Sensors mit wenigen Zentimetern Auflösung, so scheint es beinahe in punktförmige Streuer zu zerfallen. Diese werden durch dihedrale (Pfosten) und- häufiger- trihedrale Strukturen erzeugt. Trihedrale Strukturen reflektieren das einfallende Signal parallel zur Einfallsrichtung (man kennt das von den an Fahrzeugen verwendeten, Katzenaugen genannten Reflektoren). Sehr niedrige Rückstreuung ist meist darin begründet, dass kein Signal mit der entsprechenden Laufzeit zum Sensor zurückkehrt, sei es weil keine Streuer erreicht werden (Schatten) oder das Signal auf glatten Flächen vom Satelliten weggespiegelt wird. Für Wellenlängen von einigen Zentimetern sind z.B. asphaltierte oder gepflasterte Flächen glatt, bei Windstille ist es auch Wasser. Daneben gibt es auch kompliziertere Streumechanismen, die zu Magnituden mittlerer Höhe führen, etwa Volumenstreuung in Vegetation, Schnee und Sand, verteilte Streuung an Flächen mit vielen kleinen, homogen verteilten Objekten (z.B. Kiesflächen oder andere Flächen mit spärlicher Vegetation) oder einer gewissen Rauigkeit. Außer diesen gibt es noch viele weitere Möglichkeiten, wie Mehrfachreflektionen oder das Zusammenfallen in verschiedenen Höhen positionierter Streuer in einer Entfernungszelle.Die für die SAR-Interferometrie wesentliche Information aber ist die Phase. Sie kann allerdings nur genutzt werden, wenn zwei oder mehr Aufnahmen aus annähernd der gleichen Position vorliegen. Die grundlegende Idee dabei ist die Betrachtung von Doppeldifferenzen der Phase zweier Pixel zweier Aufnahmezeitpunkte. Um sie zu verstehen nehmen wir zunächst an, dass sich in beiden Auflösungszellen je ein dominanter, punktförmiger Streuer befindet, was so gemeint ist, dass die Phase einer Laufzeit entspricht. Da die Subpixelpositionen unbekannt sind und die Größe der Auflösungszelle um Vieles größer als die Wellenlänge ist, ist die Phasendifferenz zweier Pixel eines einzelnen Bildes nicht verwertbar. In der Doppeldifferenz heben sich die unbekannten Subpixelpositionen allerdings heraus. Die Doppeldifferenz ist in dieser idealisierten Situation die Summe dreier Anteile: des Laufzeitunterschiedes auf Grund der verschiedenen Aufnahmegeometrien, des Laufzeitunterschiedes auf Grund einer relativen Positionsänderung der Streuer während der zwischen den Aufnahmen verstrichenen Zeit und des Laufzeitunterschiedes auf Grund der räumlichen und zeitlichen Variation der atmosphärischen Verzögerung. Diese drei Anteile können jeder für sich nützliche Information darstellen. Der Erste wird zur Gewinnung von Höhenmodellen genutzt, der Zweite zur Detektion von Deformationen der Erdoberfläche und der Dritte, obwohl meist als Störterm angesehen, kann bei der Bestimmung der Verteilung von Wasserdampf in der Atmosphäre genutzt werden. Es stellt sich aber die Frage, wie man diese Terme separiert, zumal noch die Mehrdeutigkeit aufgelöst werden muss, die darin liegt, dass die Phase nur bis auf ganzzahlige Vielfache von zwei Pi bekannt ist.Weitere Fragen ergeben sich, da in realen Daten diese Annahmen für viele Pixel nicht erfüllt sind. Stellt man sich beispielsweise eine Auflösungszelle mit mehreren oder vielen kleineren Streuern vor (z.B. mit Geröll), so ändert sich die Phase der überlagerten Returns mit dem Einfallswinkel des Signals. Sie ändert sich auch, wenn manche der Streuer bewegt wurden oder die beiden Aufnahmen nicht ausreichend genau zur Deckung gebracht wurden. Dies führt dazu, dass die Phase sich um einen schlecht quantifizierbaren Betrag ändert. Man spricht dann von Dekorrelation. Eventuell besteht nach Änderung der physischen Gegebenheiten in der Auflösungszelle keine Beziehung mehr zwischen den Phasenwerten eines Pixels. Dies ist etwa der Fall, wenn ein dominanter Streuer hinzu kommt oder nicht mehr anwesend ist, ein Gelände überschwemmt wird oder trocken fällt. Es stellt sich also die Frage, welche Pixel überhaupt Information tragen, bzw. wie ihre Qualität ist und wie sie extrahiert werden kann.Die Geschichte der SAR-Interferometrie begann nach dem Start des ESA-Satelliten ERS 1 im Jahr 1991 mit einfachen differentiellen Interferogrammen. Das berühmteste ist sicher das vom Landers-Erdbeben 1992 in Kalifornien. Zum ersten Mal in der Geschichte der Wissenschaft war es möglich, das Deformationsfeld eines Erdbebens flächig zu messen, wenn auch nur die Komponente in Sichtlinie des Sensors. Statt Werte hunderter in der Region installierter Messstationen stellte das Interferogramm ein Bild des Erdbebens mit Millionen Datenpunkten dar. Diese Fähigkeit, großflächig Deformationen der Erdoberfläche aufzuzeichnen, besitzt nur die SAR-Interferometrie! Allerdings ist zu bemerken, dass dieses Resultat seine Entstehung auch günstigen Umständen verdankt. Landers liegt in der Mojave-Wüste, so dass die Variation der atmosphärischen Verzögerung und die Dekorrelation vernachlässigbar waren. Dank der Verfügbarkeit eines guten Höhenmodells konnte der Anteil des Laufzeitunterschiedes auf Grund der verschiedenen Aufnahmegeometrien eliminiert werden (man spricht dann von einem differentiellen Interferogramm). Ein weiterer Meilenstein war die Shuttle Radar Topography Mission des Space Shuttle Endeavour im Februar 2000, während der die Daten für ein Höhenmodell der gesamten Landmasse zwischen 54 Grad südlicher Breite und 60 Grad nördlicher Breite aufgezeichnet wurden. Für diesen Zweck wurde die Endeavour mit zwei SAR-Antennen ausgestattet, eine am Rumpf, eine an einem 60 Meter langen Ausleger. Dank zeitgleicher Aufnahmen waren die Phasenanteile auf Grund Deformation und atmosphärischer Verzögerung vernachlässigbar. Dekorrelation auf Grund von Änderungen der physischen Gegebenheiten spielt hier auch keine Rolle. Dem Wunsch nach einem weltweiten, dazu deutlich höher aufgelösten Höhenmodell kommt seit 2010 die TanDEM-X-Mission des DLR nach, bei der die beiden SAR-Antennen von zwei Satelliten im Formationsflug getragen werden. Auch in der Algorithmik gab es entscheidende Fortschritte. Einer der fruchtbarsten war die Erfindung von Permanent Scatterer Interferometric SAR (PSInSAR) um das Jahr 2000, das durch die Verwendung einer längeren Zeitreihe von differentiellen Interferogrammen und einiger neuer Ideen das Problem der Separierung der im vorangehenden Abschnitt genannten Terme löste. Der Ausgangspunkt hierfür war die Entdeckung, dass häufig eine größere Anzahl über lange Zeiträume phasenstabile Streuer, die sogenannten Permanent Scatterer (auch Persistent Scatterer oder PS), gefunden werden können, die man sich vereinfacht als Pixel vorstellen darf, deren Auflösungszelle einen dominanten, punktförmigen, über die Zeitreihe unveränderten Streuer enthält. Auf diese wird nun die Auswertung beschränkt, die vereinfacht folgende Schritte durchläuft: Definition eines Graphen mit den PS als Knoten und Paaren benachbarter PS als Kanten; Schätzung einer Modellphase für Deformation und Höhenmodellfehler an Hand der Doppeldifferenzen aller verwendeten differentiellen Interferogramme für alle Kanten; Entrollen von Originalphase minus Modellphase, d.h. Auflösen der Mehrdeutigkeiten; räumlich-zeitliche Filterung, um die Variation der atmosphärischen Verzögerung zu eliminieren. Als Produkt ergeben sich für jeden PS seine Bewegung in Sichtlinie des Sensors und eine Korrektur seiner Höhenlage relativ zum für die Erzeugung der differentiellen Interferogramme verwendeten Höhenmodell. Seither wurden diese Grundideen modifiziert und verfeinert. Vor allem müssen die Berücksichtigung verteilter Streuer (auch Distributed Scatterer oder DS) für die Deformationsanalyse erwähnt werden, was die Informationsdichte vor allem in ariden Gebieten drastisch erhöhen kann, sowie die SAR-Tomographie, die eine Analyse auch dann erlaubt, wenn zwei oder drei vergleichbar starke Streuer in einer Auflösungszelle vorhanden sind (z.B. wenn ein Streuer am Boden, eine Fensterniche und eine Dachstruktur den gleichen Abstand zum Sensor haben). Die SAR-Interferometrie, insbesondere die Deformationsanalyse, verwendet vor allem mathematische Methoden aus den Bereichen Stochastik, Signalverarbeitung, Optimierungstheorie und Numerik. Besondere Herausforderungen ergeben sich daraus, dass die Vielfalt natürlicher Phänomene sich nur bedingt durch einfache statistische Modelle beschreiben lässt und aus dem Umstand, dass die Datensätze in der Regel sehr groß sind (ein Stapel von 30 Aufnahmen mit komplexwertigen 600 Megapixeln ist durchaus typisch). Es treten lineare Gleichungssysteme mit mehreren Zehntausend Unbekannten auf, die robust gelöst sein wollen. Für die Auflösung der Mehrdeutigkeiten verwenden die fortgeschrittensten Algorithmen ganzzahlige Optimierung. Wavelet-basierte Filterverfahren werden genutzt, um die atmosphärische Verzögerung vom Nutzsignal zu trennen. Im Zusammenhang mit der Schätzung der Variation der atmosphärischen Verzögerung werden geostatistische Verfahren wie Kriging eingesetzt. Statistische Tests werden bei der Auswahl der DS, sowie zur Detektion schlechter Pixel eingesetzt. Bei der Prozessierung der DS spielen Schätzer der Kovarianzmatrix eine prominente Rolle. Die SAR-Tomographie nutzt Compressive Sensing und viele weitere Verfahren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die SAR-Interferometrie auch aus Perspektive eines Mathematikers ein reichhaltiges und spannendes Arbeitsgebiet ist. Eine wichtige Anwendung ist die Deformationsanalyse durch die InSAR-Methode: Die SAR-Interferometrie zeichnet sich vor allen anderen Techniken dadurch aus, dass sie bei geeignetem Gelände sehr großflächige Phänomene mit sehr hoher Informationsdichte abbilden kann. Allerdings liefert sie relative Messungen, so dass in der Regel eine Kombination mit Nivellement oder hochgenauen GPS-Messungen verwendet wird. Ihre Genauigkeit hängt neben der Qualität der Daten von der Wellenlänge ab und zeigt bei 3cm Wellenlänge meist nur wenige Millimeter je Jahr Standardabweichung. Damit können selbst sehr feine Bewegungen, wie z.B. die Hebung des Oberrheingrabens (ca. 2mm/y), nachgewiesen werden. Allerdings können wegen der Mehrdeutigkeit der Phase Bewegungen auch zu stark sein, um noch mit PSInSAR auswertbar zu sein. In diesem Fall können längere Wellenlängen, höhere zeitliche Abtastung oder Korrelationsverfahren helfen. Trotz der diskutierten Einschränkungen lässt sich die Deformationsanalyse mit InSAR in vielen Zusammenhängen nutzensreich einsetzen, denn auch die Ursachen für Deformationen der Erdoberfläche sind vielfältig. Neben geologischen und anderen natürlichen Phänomenen werden sie von Bergbau, Förderung von Wasser, Erdgas, Erdöl, durch Geothermiebohrungen, Tunnelbau oder andere Bautätigkeiten ausgelöst. Meist steht bei den Anwendungen die Einschätzung von Risiken im Fokus. Erdbeben, Vulkanismus, aber auch Schäden an kritischer Infrastruktur, wie Deichen, Staudämmen oder Kernkraftwerken können katastrophale Folgen haben. Ein weiteres wichtiges Thema ist die Entdeckung oder Beobachtung von Erdbewegungen, die sich potentiell zu einem Erdrutsch entwickeln könnten. Allein in den Alpen gibt es tausende Bergflanken, wo sich größere Bereiche in langsamer Bewegung befinden und in Leben oder Infrastruktur gefährdende Hangrutsche münden könnten. Auf Grund der zunehmenden Erderwärmung nimmt diese Bedrohung überall dort zu, wo Permafrost zu tauen beginnt, der bisher den Boden stabilisierte. InSAR wird bei der Erstellung von Risikokarten genutzt, die der Beurteilung der Gefährdungslage und der Entscheidung über Gegenmaßnahmen dienen. In vielen Regionen der Erde werden Deformationen der Erdoberfläche durch veränderte Grundwasserstände verursacht. Nimmt das Grundwasser ab, etwa wegen Entnahme zur Bewässerung oder industriellen Verwendung, so senkt sich die Erdoberfläche. Nimmt das Grundwasser während regenreicher Zeiten zu, so hebt sich die Erdoberfläche. Das Monitoring mit InSAR ist hier aus mehreren Gründen interessant. Bewegungen der Erdoberfläche können Schäden an Gebäuden oder anderen Strukturen verursachen (Bsp. Mexico City). Übermäßige Wasserentnahme kann zu irreversibler Verdichtung der wasserführenden Schichten führen, was Konsequenzen für die zukünftige Verfügbarkeit der lebenswichtigen Flüssigkeit hat. Bei Knappheit muss die Entnahme reguliert und überwacht werden (Bsp. Central Valley, Kalifornien). Von besonderer Bedeutung sind durch geologische Phänomene wie Vulkanismus oder tektonische Bewegungen verursachte Deformationen der Erdoberfläche. Die von SAR-Satelliten gewonnenen Daten werden zur Einschätzung von Risiken benutzt, auch wenn eine sichere, frühzeitige und zeitgenaue Vorhersage von Erdbeben oder Vulkanausbrüchen mit den heutigen Methoden nicht möglich ist. Sie sind aber die Grundlage für eine ausgedehnte Forschungsaktivität, die unser Verständnis der Vorgänge in der Erdkruste stetig wachsen lässt und immer genauere Vorhersagen erlaubt. Dies ist in erster Linie den SAR-Satelliten der ESA (ERS-1, ERS-2, Envisat und aktuell Sentinel-1A) zu verdanken, die seit 1991 mit lediglich einer Lücke von zwei Jahren (2012-2014) kontinuierlich die gesamte Erde aufnehmen. Die Idee dabei ist, dass so in festem zeitlichen Rhythmus (bei ERS alle 35 Tage) jeder Punkt der Erde aufgenommen wird. Dadurch ist ein großes Archiv entstanden, das es nach einem geologischen Ereignis ermöglicht, dieses mit den Methoden der SAR-Interferometrie zu untersuchen, da die Vorgeschichte verfügbar ist. Eine Entwicklung der letzten Jahre ist die Nutzung bei der Erschließung von Erdgas und Erdöl. Die mit InSAR sichtbar gemachten Deformationen erlauben es, neue Einsicht in die Struktur der Lagerstätten zu erhalten, geomechanische Modelle zu kalibrieren und letztlich die Rohstoffe Dank optimierter Positionierung von Bohrlöchern effektiver und kostengünstiger zu fördern. Wer InSAR noch besser verstehen will, der findet in den InSAR Guidlines der ESA die Grundlagen sehr gut erklärt. Einen etwas breiteren Überblick über Anwendungsmöglichkeiten kann man sich auf der Homepage von TRE verschaffen, einem Unternehmen, das von den Schöpfern von PSInSAR gegründet wurde und im Bereich InSAR-Auswertungen nach wie vor führend ist. Die Wettbewerber ADS und e-GEOS bieten außer InSAR weitere Anwendungen von SAR-Daten. Aus wissenschaftlich/politischer Perspektive kann man sich in der Broschüre der DLR über Themenfelder der Erdbeobachtung informieren. Zu dem speziellen Thema der Erdbewegung auf Grund Absenkung des Grundwasserspiegels in den USA gibt es weitere Informationen. Literatur und weiterführende Informationen A. Ferretti, A. Monti-Guarnieri, C. Prati, F. Rocca, D. Massonnet: InSAR Principles: Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpretation, TM-19, ESA Publications, 2007. M. Fleischmann, D. Gonzalez (eds): Erdbeobachtung – Unseren Planeten erkunden, vermessen und verstehen, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 2013. Land Subsidence, U.S. Geological Survey. M. Even, A. Schunert, K. Schulz, U. Soergel: Atmospheric phase screen-estimation for PSInSAR applied to TerraSAR-X high resolution spotlight-data, Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), IEEE International, 2010. M. Even, A. Schunert, K. Schulz, U. Soergel: Variograms for atmospheric phase screen estimation from TerraSAR-X high resolution spotlight data, SPIE Proceedings Vol. 7829, SAR Image Analysis, Modeling, and Techniques X, 2010. M. Even: Advanced InSAR processing in the footsteps of SqueeSAR Podcast: Raumzeit RZ037: TanDEM-X Podcast: Modellansatz Modell010: Positionsbestimmung Podcast: Modellansatz Modell012: Erdbeben und Optimale Versuchsplanung Podcast: Modellansatz Modell015: Lawinen
Die größte Insel der Welt wird von einem kilometerdicken Eispanzer in die Erdkruste gedrückt. In Form von Wasser würde er weltweit die Meeresspiegel um fast 20 Meter anheben. Klimajournalistin Bernice Notenboom paddelt mit Forschern zu einer Eiszunge, die in den vergangenen zehn Jahren schneller abgeschmolzen ist als in einhundert Jahren zuvor. Rußablagerungen aus Industrie und Dieselmotoren wandeln immer mehr Sonnenstrahlung in Wärme um. Die Temperaturen in Grönland lagen in diesem Frühjahr bis zu 16 Grad höher als in den Jahren zuvor, der Tauprozess beschleunigt sich. (Online-Signatur Medienzentren: 4985262)