Projects and Expeditions

Projects

research and development project "ASKAWZ"

Promoted by:
Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Funding period: 2017-2010
Federal Agency for Nature Conservation

Dr. Alexander Bartholomä
Dr. Peter Holler
Ines Bruns

The research and development project “Acoustic Seebodenklassifizierung in the southern North Sea – Variability in the acoustic image larger-scale Sediment type patterns in the German EEZ (ASKAWZ) ” is in cooperation with the Federal Maritime Shipping Agency and hydrography (BSH) performed in close Cooperation with the BFN (Federal Agency for Nature Conservation) stands.

The goal of the project is the area-wide mapping and evaluation of sediment distribution patterns and habitat did on seabeds in the deeper waters of the North Sea using hydroacoustic data, as well as a comparison of different hydroacoustic measuring methods.

Together with our project partners we mapped large areas in the German Exclusive Economic Zone (EEZ) since the beginning of the project in 2012. Senckenberg am Meer is active in the North Sea and we surveyed e.g. parts of the Elbe-Urstromtal northwest of Island Helgoland as well as the nature conservation areas Borkum Riffgrund and Doggerbank. The current project phase focuses on anthropogenic trances in marine surface sediments. Recent mapping results of the cooperative project can be viewed as online map service “Seabed Sediments 1:10 000“via www.geoseaportal.de)

Forschungszentrum Ozeanränder (Marum) an der Universität Bremen

Dr. Alexander Bartholomä
Arnulf Möller

Im Jahre 2001 wurde an der Universität das Forschungszentrum
Ozeanränder (Research Centre Ocean Margins = RCOM) installiert.
Inzwischen wurde die 3. Phase im Rahmen des Exzellenzklusters
durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewillligt.

Schwerpunkt ist die Erforschung von Veränderungen in den
Weltmeeren im Hinblick auf den globalen Klimawandel.
besteht in der Erforschung der Rolle der Weltmeere im globalen
Klimawandel.

Untersucht wird auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen an den
Ozeanrändern von der Tiefsee bis in die Schelfrandmeere.

Schwerpunkt der Senckenbergischen Beteiligung liegt in der laufenden
Phase im Projektbereich “Sedimentdynamik” der sich mit diversen Transportprozessen beschäftigt. Es ist die logische Erweiterung des vorangegangenen Themas „Coastal Dynamics and Human
Impact”, wo es um die küstennahen Klimaeinflüsse und die
Überlagerung menschlicher Aktivtäten in der Küstenzone ging.

In diesem Zusammenhang werden eine Reihe innovativer und
hochauflösender, akustischer Fernerkundungsverfahren eingesetzt,
die Dynamik von Sedimentationsprozessen über
verschiedene Zeitachsen auflösen.

Fächerlot

http://www.marum.de/Sedimentdynamik.html

Intercoast Project IC5_II

Trends of habitat patchiness in acoustic seafloor classification data
Dr. Alexander Bartholomä
Manuela Biondo

logo intercoast
The building of marine infrastructures, land reclamation,
capital and maintenance dredging cause significant
changes in hydrodynamic and sedimentary regimes
that often lead to modification or loss of habitat in coastal marine areas. This is particularly true for tidal
environments where tide and wave processes govern
the delicate erosion-deposition equilibrium.

The use acoustic remote sensing technique is becoming increasingly popular in the classification of coastal habitats. The advantage of this methodological approach is the achievement of continuous spatial observations over large areas and time-efficient surveys when compared to conventional monitoring methodologies.
The purpose of this research study will be (1) to characterize human micro-topography, surface rough-ness and sediment patchiness changes over time in human-impacted in tidal environments; (2) to analyse spatial distribution patterns of hydro-acoustic remote sensing seafloor classification maps in response flood and ebb tidal phases; (3) quantify the performance of different statistical techniques to improve data resolution, detection of spatial heterogeneity and local trends (4) define system-related limitations.

The study will focus on the investigation of different target
locations found in the two areas of the Jade Channel
(German North Sea coast) and the Tauranga Harbor
(Northern Island, New Zealand).

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Kartierung und Katalogisierung von Bodentypen, Sedimenten und Bodentiergemeinschaften mittels akustischer Fernerkundung

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Expeditions
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research and development project “ASKAWZ”

Promoted by:
Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Funding period: 2017-2010
Federal Agency for Nature Conservation

Dr. Alexander Bartholomä
Dr. Peter Holler
Ines Bruns

The research and development project “Acoustic Seebodenklassifizierung in the southern North Sea – Variability in the acoustic image larger-scale Sediment type patterns in the German EEZ (ASKAWZ) ” is in cooperation with the Federal Maritime Shipping Agency and hydrography (BSH) performed in close Cooperation with the BFN (Federal Agency for Nature Conservation) stands.

The goal of the project is the area-wide mapping and evaluation of sediment distribution patterns and habitat did on seabeds in the deeper waters of the North Sea using hydroacoustic data, as well as a comparison of different hydroacoustic measuring methods.

Together with our project partners we mapped large areas in the German Exclusive Economic Zone (EEZ) since the beginning of the project in 2012. Senckenberg am Meer is active in the North Sea and we surveyed e.g. parts of the Elbe-Urstromtal northwest of Island Helgoland as well as the nature conservation areas Borkum Riffgrund and Doggerbank. The current project phase focuses on anthropogenic trances in marine surface sediments. Recent mapping results of the cooperative project can be viewed as online map service “Seabed Sediments 1:10 000“via www.geoseaportal.de)

Dr. Peter Holler

Dr. Peter Holler (left) and Arnulf Möller

Forschungszentrum Ozeanränder (Marum) an der Universität Bremen
gefördert durch:
Deutsche Forschungsgemeinschaft Förderperiode: 2001 – 2017

Dr. Alexander Bartholomä
Arnulf Möller

Im Jahre 2001 wurde an der Universität das Forschungszentrum
Ozeanränder (Research Centre Ocean Margins = RCOM) installiert.
Inzwischen wurde die 3. Phase im Rahmen des Exzellenzklusters
durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewillligt.

Schwerpunkt ist die Erforschung von Veränderungen in den
Weltmeeren im Hinblick auf den globalen Klimawandel.
besteht in der Erforschung der Rolle der Weltmeere im globalen
Klimawandel.

Untersucht wird auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen an den
Ozeanrändern von der Tiefsee bis in die Schelfrandmeere.

Schwerpunkt der Senckenbergischen Beteiligung liegt in der laufenden
Phase im Projektbereich “Sedimentdynamik” der sich mit diversen Transportprozessen beschäftigt. Es ist die logische Erweiterung des vorangegangenen Themas „Coastal Dynamics and Human
Impact”, wo es um die küstennahen Klimaeinflüsse und die
Überlagerung menschlicher Aktivtäten in der Küstenzone ging.

In diesem Zusammenhang werden eine Reihe innovativer und
hochauflösender, akustischer Fernerkundungsverfahren eingesetzt,
die Dynamik von Sedimentationsprozessen über
verschiedene Zeitachsen auflösen.

Fächerlot

http://www.marum.de/Sedimentdynamik.html

Intercoast Project IC5_II
Trends of habitat patchiness in acoustic seafloor classification data
Dr. Alexander Bartholomä
Manuela Biondo

logo intercoast
The building of marine infrastructures, land reclamation,
capital and maintenance dredging cause significant
changes in hydrodynamic and sedimentary regimes
that often lead to modification or loss of habitat in coastal marine areas. This is particularly true for tidal
environments where tide and wave processes govern
the delicate erosion-deposition equilibrium.

The use acoustic remote sensing technique is becoming increasingly popular in the classification of coastal habitats. The advantage of this methodological approach is the achievement of continuous spatial observations over large areas and time-efficient surveys when compared to conventional monitoring methodologies.
The purpose of this research study will be (1) to characterize human micro-topography, surface rough-ness and sediment patchiness changes over time in human-impacted in tidal environments; (2) to analyse spatial distribution patterns of hydro-acoustic remote sensing seafloor classification maps in response flood and ebb tidal phases; (3) quantify the performance of different statistical techniques to improve data resolution, detection of spatial heterogeneity and local trends (4) define system-related limitations.

The study will focus on the investigation of different target
locations found in the two areas of the Jade Channel
(German North Sea coast) and the Tauranga Harbor
(Northern Island, New Zealand).

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Tauranga Hafen, Bay of Plenty, März 2011

Im Hafen von Tauranga, Bay of Plenty, März 2011

Im Hafen von Tauranga, Bay of Plenty, März 2011
Im Hafen von Tauranga, Bay of Plenty, März 2011

Im Hafen von Tauranga, Bay of Plenty, März 2011
Im Hafen von Tauranga, Bay of Plenty, März 2011

Kartierung und Katalogisierung von Bodentypen, Sedimenten und Bodentiergemeinschaften mittels akustischer Fernerkundung

Dr. Alexander Bartholomä

Seit mehr als einer Dekade widmet sich das Fachgebiet der
Weiterentwicklung und Optimierung von akustischen „See-
bodenklassifizierungssystemen”.Einen besonderen Schwer- punkt bildet hierbei die synoptische Datenerfassung mit Hilfe verschiedener akustischer Systeme.
Zur Zeit werden simultan Einstrahllote, Fächerecholote, Seitensichtsonare und in jüngster Zeit Sedimentecholote während der Seeexpeditionen eingesetzt.
Zunehmend stärker berücksichtigt wird dabei der Einfluß von Bodenfauna und -flora auf das akustische Signal.

Ziel der Untersuchung ist eine zunehmend automatisierte
Seebodenklassifizierung, die es erlaubt über zeitlich eng gestaffelte Wiederholungsmessungen die hochdynamischen Prozesse am Meeresboden großräumig in “Echtzeit” zu erfassen.
Damit können Antworten auf viele bislang nur theoretisch oder experimentell zugänglichen Prozesse in der Sedimentdynamik (z.B. Umlagerungsintensitäten) und Benthosbiologie (z.B. Auswirkungen von Bodenschlepp- geschirren) gegeben werden.

Neben den Arbeiten zur rezenten Dynamik im Nordseeküstenraum wird an der Rekonstruktion der Holozän-Basis sowie der postglazialen Morphodynamik der Entwässerungssysteme im
ostfriesischen Küstenraum sowie des fossilen Erhaltungspotential biogener Strukturen in tidalen Systemen gearbeitet.
Zur großräumigen Kartierung dieser Strukturen werden ebenfalls verschiedene akustische Verfahren wie die Flachwasser Reflektionsseismik eingesetzt.

Finished Projects

Verbundprojekt Wissenschaftliche Monitoringkonzepte
für die Deutsche Bucht (WIMO)

Teilprojekt 1.1: Habitatkartierung des Meeresbodens mittels hydroakustischer Verfahren
Gefördert durch :
Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz
Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur
Förderperiode : 2010 – 2014

Dr. Alexander Bartholomä,
Dr.Peter Holler

Hauptziel des Teilprojekts ist die Einführung hydroakustischer Verfahren zur effizienten und flächendeckenden Kartierung der Seebodentypen, Habitate und Benthosgemeinschaften des Meeresbodens als Instrumentarium zur Bewertung des Zustands der AWZ-Nordsee und des Wattenmeers.

Die in diesem Teilprojekt durchgeführten Arbeiten stellen die Grundlage dar, um entsprechendeflächige Kartierungen der deutschen Küstengewässer, die Verknüpfungen mit den Benthosgemeinschaften und eine abschließende Bewertung der gewonnenen Informationen vornehmen zu können.

Zu diesem Zweck soll ein systematischer Methodenvergleich mit dem Schwerpunkt räumlicher und zeitlicher Auflösung ökosystemrelevanter Parameter erfolgen, der die Ableitung eines standardisierten und bewerteten Instrumentariums mit entsprechenden Qualitätskontrollen und akustischer Standardkataloge zwecks Habitatzuordnung ermöglicht.

Des Weiteren wird eine quantitative und qualitative Erfassung der Verbreitung benthischer Schlüsselarten mittels hydroakustischer Verfahren in ausgewählten Gebieten der AWZ und des Wattenmeeres durchgeführt, um eine umfassende Beschreibung von Habitattypen und deren funktionelle Bedeutung zu ermöglichen.

www.wimo-nordsee.de

KFKI-Projekt Aufmod – Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der Deutschen Bucht – Unterprojekt Aufmod-G
gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Förderperiode: 2010 – 2012

Dr. Adam Kubicki
Dr. Alexander Bartholomä
Ziel des Projekts ist die Definition und Analyse von Sedimenttransportwegen
und -richtungen, transportierten Mengen und Sedimentbilanzen.
So soll zum Verständnis der langfristigen und großräumigen Sedimentdynamik
sowie der Prognose großräumiger Transport- und Formänderungsprozesse
beigetragen werden.

Modellsysteme für ausgewählte Szenarien (erwartetes Klima, Anstieg des
Meeresspiegels und Änderung des Seegangsklimas) sollen die Funktionalität
der entwickelten Modelle verdeutlichen. Die Ergebnisse werden über das
parallel laufende KfKI Projekt MDI-DE dauerhaft der Öffentlichkeit
zugänglich gemacht

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Kartierung Sublitoraler Habitate im niedersächsischen Wattenmeer mittels akustischer Fernerkundung
gefördert durch:
die Niedersächsische Wattenmeerstiftung Förderperiode: 2006 – 2010

Dr. Peter Holler
Dr. Alexander Bartholomä

Im Projekt „Kartierung sublitoraler Habitate im Niedersächsischen Wattenmeer (gefördert durch die Niedersächsische Wattenmeerstiftung Projekt-Nr. 19/05 ) mittels akustischer Fernerkundung“ werden erstmals verschiedene akustische Vermessungsverfahren, wie Einstrahl-Echolot, Fächer-Echolot und Seitensicht-Sonar zur Erfassung, Klassifizierung und Kartierung von sublitoralen Habitattypen im Wattenmeer zeitgleich eingesetzt. Durch die Verbindung dieser unterschiedlichen Methoden soll ein allgemein anwendbares akustisches Bewertungsverfahren für die unterschiedlichen sublitoralen Habitate im Wattenmeer entwickelt werden.
Für die Untersuchungen wurden Bereiche entlang der niedersächsischen Wattenmeerküste ausgewählt, in denen die wesentlichen Habitattypen vorkommen. Im inneren Teil des Jadebusen lassen sich sehr gut Oberflächen mit hohem Schlickanteil und größere Vorkommen von sublitoralen Miesmuschelbänken überprüfen. Am westlichen und östlichen Rand des nördlichen Teils der Jade können, bekannt aus älteren Beschreibungen, Sabellaria-Riffe bzw. Relikte eines Riffs in überwiegend sandiger Matrix kartiert werden. Im Spiekerooger Rückseitenwatt kommen alle makrobentischen Gemeinschaften in den Sand- und Mischwattbereichen vor. Im Bereich der Osterems wurden sublitorale Muschelbänke beschrieben.

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Vareler Fahrwasser

Habitat „Dynamics in response to constructional impact
(Jade-Weser Port, Tauranga Harbour): The Geological Approach“.
gefördert durch:
die Deutsche Forschungsgemeinschaft Förderperiode: 2009 – 2012

Ruggero Capperucci
Dr. Alexander Bartholomä

The International Research Training Group INTERCOAST –
‘Integrated Coastal Zone and Shelf-Sea Research’ is a
collaboration between the Universities of Bremen (Germany)
and Waikato (New Zealand).
Research themes dealing with global and climate change
which have strong impacts in coastal and shelf-sea areas
and are of geoscientific, socio-economic, and legal interest.
In recent years, environmental case studies of high impacted
coastal areas have become more relevant/important to
understand both the short- and long-time human impact
on the geo- and biosphere and to predict the effects of an
ever greater pressure to the ecosystem.
The new Jade Weser Port (http://www.jadeweserport.de/)
in the German Bight, is one of the all-time largest human
interventions along the German North Sea coast.
In New Zealand the new container terminal in Tauranga
(http://www.port-tauranga.co.nz/The-Port/) is the largest
and the leading export harbour of the country, and the nation’s
second largest import harbour by value.
The general topic of my project is to assess the impact on
sedimentological changes by harbour construction in different
environments, firstly the new Jade-Weser Port and secondly
the Tauranga Harbour, closely linked to another
INTERCOAST PhD project (IC6) evaluating the habitat
dynamics by a biological approach

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Logo Intercoast

Wiederverlandung einer Kleientnahmestelle im Aussendeich

gefördert durch:
den III. Oldenburgischer Deichband
und die Wattenmeerstiftung Förderperiode 2000- 2011

Dr. Martina Karle
Dr. Alexander Bartholomä

Hier werden Sedimentationsraten in schwachenergetischen
Ablagerungsräumen im Rahmen der Wiederverfüllung einer
Kleientnahmestelle im südwestlichen Jadebusen untersucht.
Besonders intensiv werden geomechanische Parameter wie
Wassergehalte und Raumdichte bzw. Kompaktionsgradienten
in den sehr feinkörnigen Ablagerungen gemessen, um die
einsetzende Konsolidierung zu erfassen.
Diese in ihrer Art einzigartige Studie ist eng in einem
interdisziplinären Verbundprojekt mit Biologen, Ornithologen
und Vegetationsökologen angelegt, das die ökologische
Verträglichkeit von Eingriffen in Ökosysteme im
Zusammenhang mit dem Küstenschutz prüft.

Dr. Martina Karle bei der Probennahme

Entwicklung des Jadebusens seit dem Ende der letzten Kaltzeit- Teilprojekt Hydroakustik
gefördert durch:
das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur und
die Volkswagenstiftung Förderperiode 2008 – 2011

Viola Stratmann
Dr. Alexander Bartholomä

Im Teilprojekt „Hydroakustik“ geht es um die Rekonstruktion
der Ablagerungsverhältnisse von nacheiszeitlichen Sedimenten
im Jadebusen. Dazu werden in einem 3-D-Modell seismische
Messungen mit Daten aus bestehenden und neu abgeteuften
Bohrungen verschnitten.
Einen Schwerpunkt bei der geologischen Interpretation bildet die
Abgrenzung der holozänen Auflage gegen den pleistozänen
Untergrund und die detaillierte Rekonstruktion des pleistozänen
Entwässerungssystems hinsichtlich des steigenden
Meeresspiegel seit Ende der letzten Kaltzeit (vor ca. 8000 Jahren).
Um den Einfluss der aktuell beobachteten Zunahme der
Sturmhäufigkeit auf die Oberflächensedimente beurteilen und
Aussagen über zukünftige Umlagerungsraten treffen zu können,
wird mit Hilfe der akustischen Meeresbodenklassifizierung durch
Wiederholungsvermessungen die aktuelle räumliche Variabilität
der Sedimentbeschaffenheit kartiert.

Expeditions

Major Expeditions

1992 – Heute „FK Senckenberg“,
Fahrtleitung von mehr als 500 Fahrtagen in Nord- und Ostsee

FK Senckenberg
2019 ALKOR 520-02
20.03.2019 – 04.04.2019

Arbeitsgebiet: „Entenschnabel“, nordwestlichste Spitze der AWZ in der Nordsee

2017 Heincke 500
30.10.2017 – 10.11.2017

Arbeitsgebiet: Naturschutzgebiet Doggerbank

2016 Heincke 456
08.02.2016 – 22.02.2016

Arbeitsgebiet: Südliche Nordsee

2016 Maria S. Merian 55
09.06.2016 – 28.06.2016

Arbeitsgebiet: Spitzbergen

Logo MSM55
2013 „OMS Pollux“, Nordsee

2012 „FS Heincke“ HE 389
08.10.2012 – 14.10.2012

Arbeitsgebiet : Deutsche Bucht

2012 “ FS Heincke“ HE 372
29.02.2012 – 08.03.2012

Arbeitsgebiet: Nordsee

2011 RV Tai Tangahau, Bay of Plenty, Neuseeland

2010 „FS Heincke“ HE 334
02.09.2010 – 06.09.2012

Arbeitsgebiet: Sylt, Nordsee

2010 RV Tai Tangahau, Bay of Plenty, Neuseeland

2009 RV „Schall“ Ostsee

2008 „FS Meteor“ Fahrtabschnitt 75/2, Ostafrika

07.02.2008 – 29.02.2008

Dar es Salaam – Dar es Salaam (United Republic of Tanzania)

zum Meteor Expeditionsheft :
http://www.ifm.zmaw.de/fileadmin/files/leitstelle/meteor/M75/M75_Expeditionsheft.pdf

Logo Meteor Reise 75
1997 „FS Meteor“ Deutsche Bucht

1995 „FS Meteor“ Fahrtabschnitt 33/3 Südafrika

22.09.1995 – 30.12.1995

Arbeitsgebiet: Indischer Ozean

Senckenbergteilnehmer: Prof. Dr. B.W. Flemming
Dr. A. Bartholomä
Dr. A. Wehrmann
Max Irmer

Zum Meteor Bericht „Biogeochemical Fluxes in the Deep-Sea and Investigations og Geological Structures in the Indian Ocean“ :
http://www.dfg-ozean.de/fileadmin/DFG/Berichte/M33_Meteor_96-5.pdf