Geo- und Raumwissenschaften

AuVi – automatisierte Visualisierung von meteorologischen Daten

AuVi – automatisierte Visualisierung von meteorologischen Daten

Wetterprognosen beziehen sich oft vor allem auf große Städte und markante Punkte. Sucht man jedoch eine präzise Vorhersage für einen kleinen Ort oder in einer gewissen Höhe, kann es schwierig werden. Daher haben Markus Becker und Swenja Wagner ein Programm entwickelt, das für jeden beliebigen Punkt der Erdatmosphäre eine Prognose für die kommenden zehn Tage grafisch darstellt. Die Software stützt sich auf Daten des US-amerikanischen Wetterdienstes. Die gewünschten Parameter wählt der Nutzer aus, denn ein Segler interessiert sich zum Beispiel für andere Prognosen als ein Skifahrer. Künftig soll das Programm auch als App für mobile Geräte angeboten werden – damit kein Wetterumschwung mehr überraschend kommt, wo immer man gerade ist.

Bahndaten extrasolarer Systeme

Bahndaten extrasolarer Systeme

Im Juni 2014 gelang es Astronomen erstmals, hochaufgelöste Bilder des noch jungen Sterns HL Tauri aufzunehmen. Der 450 Lichtjahre entfernte Himmelskörper ist – wie viele junge Sterne – von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben, aus der Planeten entstehen können. Inspiriert durch diese Bilder entwickelten Patricia Asemann und Robin Heinemann ein computerbasiertes Verfahren, mit dem sie die Entstehung eines Planetensystems aus den Staubscheiben simulieren können. Ihre aufwendigen Simulationen zeigen auch, dass – anders als in unserem Sonnensystem – sehr große Planeten einen Zentralstern in engen Bahnen umkreisen können und wann Planeten in Zweistern-Systemen ihre stabilen Bahnen verlassen.

Beurteilung des Gefährdungspotenzials für Hochwasser

Beurteilung des Gefährdungspotenzials für Hochwasser

Im Mai 2009 erlebte Gechingen ein außergewöhnliches Hochwasser: Während eines Wolkenbruchs strömte das Wasser aus drei Tälern in den Ort und staute sich dort an einer Engstelle. Hohe Sachschäden waren die Folge. Oliver Engels, Simon Jerg und Yannick Reuter fragten sich, welche Bedingungen zu einem solchen Hochwasser führen. Sie untersuchten an vielen Standorten den Boden, ermittelten, wie schnell das Wasser versickert und welche Mengen der Untergrund aufnehmen kann. Zudem bauten sie ein Geländemodell, an dem sie Hochwasser simulierten. Das Ergebnis der Jungforscher: Hat es mehr als 250 Liter pro Quadratmeter geregnet, ist der Boden gesättigt. Und wenn dann abermals 19 Liter pro Stunde fallen, kommt es zur Überschwemmung – eine erfreulicherweise seltene Konstellation.

Untersuchung und mathematische Modellierung veränderlicher Sterne

Untersuchung und mathematische Modellierung veränderlicher Sterne

Manche Sterne verändern ihre Helligkeit in regelmäßigen Zyklen – dieses Phänomen untersuchte Markus Reinert. Er wählte drei veränderliche Sterne aus und hielt deren Helligkeit auf mehr als 150 Fotos fest. Als die anschließende Bildanalyse mit einem verfügbaren Programm scheiterte, schrieb der Jungforscher eine eigene Analysesoftware. Diese kann selbst aus Fotos mit geringer Qualität – aufgenommen durch ein einfaches Schulteleskop – die Helligkeit der Sterne ermitteln. Anschließend zeichnet das Programm eine Kurve, die den zeitlichen Verlauf der Helligkeit darstellt. Darüber hinaus entwickelte der Jungforscher eine mathematische Formel, mit der sich aus den Messdaten die Helligkeit des betreffenden Sterns für jeden Zeitpunkt errechnen lässt.

Infrastruktur durch Schleimpilze?

Infrastruktur durch Schleimpilze?

Wie sieht ein Verkehrsnetz aus, das die Ballungszentren eines Landes optimal verbindet? Ein Schleimpilz weiß offenbar die Antwort. Henrik Feuersänger und Tobias Henke platzierten Haferflocken auf einem Nährmedium entsprechend dem Vorbild einer Deutschlandkarte. Anschließend beobachteten sie, wie der Pilz sein Wachstum so organisierte, dass er die Orte bestmöglich miteinander verbinden konnte. Das Erstaunliche: Der Pilz, der chemische Reize wahrnimmt und so die Haferflocken als Nahrungsquelle auf eine gewisse Distanz erkennt, baute ein Netz auf, das dem deutschen ICE-Netz und den Autobahnen auf erstaunliche Weise ähnelt. Ob Verkehrsplaner also in ihren Büros künftig auch Schleimpilze züchten werden?

Pygmy Hippopotamus – Analyse eines Fossilfundes in Sedimenten des Mittleren Miozäns in Westzypern

Pygmy Hippopotamus – Analyse eines Fossilfundes in Sedimenten des Mittleren Miozäns in Westzypern

Die Insel Zypern entstand, weil die Afrikanische gegen die Eurasische Kontinentalplatte drückt. Das führt an dieser Stelle zu einer stetigen Hebung des Untergrunds. Die Meeressedimente aus der Zeit des Mittleren Miozäns, also vor rund 15 Millionen Jahren, wurden dadurch zum Teil mehrere hundert Meter über den heutigen Meeresspiegel verschoben: gute Bedingungen also für Fossiliensucher. Florentine Mostaghimi-Gomi und Ole Keim fanden in Kalksteinwänden im Westen der Insel Versteinerungen, die sie als Skelettreste eines Zwergflusspferdes identifizierten. Dieser erste Fund auf dem europäischen Kontinent könnte helfen, den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem Säugetiere Zypern besiedelten.

Untersuchungen zur Moosbruchheide

Untersuchungen zur Moosbruchheide

Die Moosbruchheide, eine etwa 1,3 Hektar große Brachfläche in Falkensee, soll in Teilen bebaut werden. Bürger setzten sich bereits für den Erhalt dieses Biotops ein. Hendrik Wolter und Carl Schoeneich nahmen deren Initiative zum Anlass, die Ökologie des Areals genauer zu erforschen. Sie erstellten Bodenprofile, analysierten Wasser, das in kleinen Gräben fließt, und kartierten akribisch Tiere und Pflanzen. Was die Jungforscher fanden, war beeindruckend: Zum Beispiel wiesen sie 25 Käferarten nach, darunter einige bedrohte Spezies. Auch sieben Pflanzen, die auf der Roten Liste der gefährdeten Arten stehen, konnten die beiden dokumentieren. Jetzt hoffen sie, dass ihre Arbeit einen wesentlichen Beitrag zur Rettung der Moosbruchheide leistet.

Periodische Bahnen im eingeschränkten Dreikörperproblem

Periodische Bahnen im eingeschränkten Dreikörperproblem

Den Bahnverlauf von drei Himmelskörpern zu berechnen, die einander umkreisen, ist eine der großen Herausforderungen der Physik. Schließlich beeinflusst die Anziehungskraft eines jeden Körpers die Bahn der beiden anderen. Ein Sonderfall liegt vor, wenn einer der drei Himmelskörper nur eine vernachlässigbar kleine Masse hat. Seine Bahn kann dann verschiedene Formen annehmen, zum Beispiel die einer Niere oder eines Hufeisens. Felix Menze entwickelte eine Software, die solche periodischen Bahnen finden, untersuchen und katalogisieren kann. Seine Berechnungen könnten auch einen praktischen Nutzen haben – zum Beispiel, wenn man Raumsonden auf periodische Bahnen ins Sonnensystem schicken möchte.

Reproduktion des HR-Diagramms durch spektrale Untersuchung von Sternen der MKK-Klassifikation

Reproduktion des HR-Diagramms durch spektrale Untersuchung von Sternen der MKK-Klassifikation

In der Astronomie ist das Hertzsprung-Russell-Diagramm, kurz HR-Diagramm, sehr bekannt: Sortiert man in einem Koordinatensystem die Sterne gemäß ihrer Oberflächentemperatur und ihrer absoluten Helligkeit, ergeben sich charakteristische Häufungen. Sterne gleichen Typs liegen dann auf einer Linie. Ein solches Diagramm zu erstellen, erfordert in der Regel jedoch aufwendige astronomische Geräte. Constantin Zborowska gelang es, die Grundstrukturen des HR-Diagramms anhand geschickter Methoden nachzuweisen obwohl er nur über eine Amateurausrüstung verfügt. In seiner eigenen kleinen Sternwarte zu Hause vermaß und klassifizierte er 65 Sterne aller wichtigen Leuchtklassen, von den sogenannten Überriesen bis zu den Zwergsternen. Am Ende zeigte sein HR-Diagramm die bekannten Strukturen.

Lokale städtische Wärmeinseln – ein Klimaproblem

Lokale städtische Wärmeinseln – ein Klimaproblem

In Städten ist es zumeist wärmer als im Umland, das ist bekannt. Aber es gibt innerhalb der Städte auch „Hotspots“, die sich im Sommer noch weitaus stärker erhitzen als die übrigen Teile der Stadt. Nicolas Lentes machte sich in Bad Kreuznach auf die Suche nach solchen Wärmepunkten – und fand sie. Zum Beispiel auf dem Platz vor dem Bahnhof, wo die Luft im Mittel 4,4 Grad und im Extremfall sogar 9 Grad wärmer ist als im Kurpark. Schuld sind dunkle, lichtundurchlässige Flächen, sowie eine fehlende Verschattung und eine geringe Luftbewegung. Der Jungforscher stellte die besondere Wärmesituation in der Stadt in 3-D-Modellen dar. Stadtplanern rät er, mehr Grün zu pflanzen, um ein angenehmes Klima in den Zentren zu schaffen.

Wärmeklau im Wohngebiet

Wärmeklau im Wohngebiet

Ein Kühlschrank erhitzt sich auf der Rückseite, da er die Wärme aus dem Inneren des Gerätes nach außen abgibt. Aber nicht nur zur Kälteerzeugung lässt sich dieses Verfahren nutzen, sondern auch zum Heizen. Genau dieses Prinzip nutzen bereits heute stark verbreitete Wärmepumpen: Sie heizen Innenräume, indem sie den Erdboden oder die Außenluft kühlen. Lukas Grosch und Julian Rühle stellten sich die Frage, wie sehr Luftwärmepumpen das Lokalklima im Wohngebiet verändern. Also berechneten sie Wärmebilanzen und ermittelten die Temperatur in der Umgebung einer laufenden Luftwärmepumpe. Den Abkühlungseffekt konnten sie eindeutig nachweisen. Ihre Forderung lautet daher: Nicht zu viele Luftwärmepumpen auf engem Raum installieren!

Smartphone-Messbojen: smarter Beitrag für effektiven Küstenschutz

Smartphone-Messbojen: smarter Beitrag für effektiven Küstenschutz

In Küstenregionen und bei der Seefahrt werden Messbojen eingesetzt, um die Entwicklung von Wellen nachvollziehen und auf auffällige Änderungen reagieren zu können. Phillipp Müller, Fabian Haas und Niklas Nathmann haben so eine Messboje entwickelt, die sie mit einem handelsüblichen Smartphone ausstatteten. Sie verstauten das Gerät, das dank eines integrierten Beschleunigungssensors seine eigene Bewegung ermittelt, im Inneren der Boje. Zugleich programmierten sie die notwendigen Apps, um die Messwerte an einen Zentralcomputer zu übertragen. Besteht am Standort der Boje auf hoher See keine Funkverbindung sammelt das Gerät die Daten im eigenen Speicher. Ihren ersten Praxistest hat die Handy-Boje bereits gemeistert – im heimischen Wellenbad.

Die Erbse auf dem Mond beobachten – Amateurastronomie als Chance für die Beobachtung von Exoplanetentransits

Die Erbse auf dem Mond beobachten – Amateurastronomie als Chance für die Beobachtung von Exoplanetentransits

Kann man den Durchmesser eines Planeten in einem fremden Sonnensystem auch mit einfachen Teleskopen vermessen? Ja, kann man, wie Fabian John zeigte. Allerdings muss man dafür einen sogenannten Transit des Planeten abpassen. Dieser findet statt, wenn der Planet – von der Erde aus gesehen – vor dem Stern vorüberzieht, den er umkreist. Da der Planet den Stern dann zu einem geringen Anteil verschattet, lässt sich aus der verringerten Intensität des Sternenlichts der Durchmesser des Planeten ermitteln. Der Jungforscher wählte aus einer Datenbank einen Transit aus, der mit wolkenfreiem Himmel zusammenfiel, und führte an einer Sternwarte seine Beobachtungen durch. Sein errechneter Planetendurchmesser kam, trotz einfacher Mittel, dem bekannten Wert erstaunlich nahe.

Wasserverschmutzung mit Östrogen

Wasserverschmutzung mit Östrogen

Meldungen über Arzneimittel im Trinkwasser hatten Gianna Leja, Lara Humbert und Beeke Rabbel alarmiert. Denn die Substanzen stehen im Verdacht, Krebs und andere Krankheiten zu verursachen. Also untersuchten die Nachwuchswissenschaftlerinnen Seen, Flüsse und Gräben in der Umgebung von Bremerhaven. Besonders das Hormon Östrogen stand bei den Messungen im Fokus. Die gute Nachricht: Nur an einem von gut 20 Messpunkten lag die Konzentration des Stoffs über der Nachweisgrenze. Weil aber natürlich jeder Fall einer zu viel ist, suchten sie im Labor nach Möglichkeiten, das Hormon aus dem Wasser zu entfernen. Einige Ansätze brachten nur mäßige Erfolge, einer jedoch erwies sich als sehr wirkungsvoll: ein Aktivkohlefilter.

Geocaching als ein Bindeglied zwischen Vergangenheit und Gegenwart

Geocaching als ein Bindeglied zwischen Vergangenheit und Gegenwart

Auch Frankfurt (Oder) hatte in früheren Zeiten eine Stadtmauer, doch diese existiert schon lange nicht mehr. Elias Wasmund kam daher auf die Idee, den einstigen Verlauf des Bauwerks zu recherchieren, um dort sogenannte Geocaches auszulegen. Diese ermöglichen eine moderne Art der Schnitzeljagd, bei der die Spieler per GPS von einem Punkt zum nächsten geführt werden. Um die Stadtmauer positionieren zu können, fand der Jungforscher nach langer Suche eine historische Karte, jedoch war diese ohne Maßstab und ohne Koordinaten. Dennoch gelang es ihm, sie geometrisch auf eine heutige Karte zu transformieren. Auf diese Weise ließ sich der Verlauf der früheren Mauer rekonstruieren und mit zehn Caches versehen – jeder mit geschichtlichen Informationen zum jeweiligen Standort.

Space Weather

Space Weather

Das Wetter auf der Erde erleben wir täglich hautnah. Das Weltraumwetter spüren wir auch – aber nur indirekt, und deshalb ist es recht unbekannt. So kann zum Beispiel schlechter Radioempfang schlicht durch das Weltraumwetter bedingt sein. Da es sich bei diesem Phänomen aber nicht um so leicht erklärbare Erscheinungen wie Regen und Wind handelt, hat Felix Becker in seinem Projekt das Weltraumwetter für Schüler anschaulich beschrieben. Er erklärt, wie die Sonne elektrisch geladene Teilchen in den Raum schleudert und damit nicht nur das Magnetfeld der Erde verändert, sondern auch Satelliten zerstören kann. Außerdem können die geladenen Teilchen faszinierende Lichterscheinungen hervorrufen: das Polarlicht.

6 000 Jahre alt – nicht sichtbar, aber doch messbar!

6 000 Jahre alt – nicht sichtbar, aber doch messbar!

Auf einem Luftbild des Ortes Beinum erkennt man auf einem Acker eine gebogene Linie. Was könnte das sein? Nachschauen hilft nicht weiter, denn vor Ort auf dem Acker ist an dieser Stelle nichts zu sehen. Auch Bohrungen bis in einen Meter Tiefe brachten keine neue Erkenntnis. Deshalb machten sich Anna Hunkemöller und Violetta Zimmermann mit Elektroden auf die Suche und maßen auf dem betreffenden Areal systematisch und großflächig den elektrischen Widerstand des Bodens. Dabei zeigte sich: Wo im Luftbild die Linie verläuft, ist der Bodenwiderstand höher. Das weist auf festen, trockenen Boden hin. Anschließend folgten magnetische Messungen. Auch diese zeigten, dass sich hier etwas im Untergrund befinden muss. Alles spricht für ein 6 000 Jahre altes Erdwerk, eine Anlage aus der Jungsteinzeit.

Pferdehaltung – eine Gefahr für unsere Böden und das Grundwasser?

Pferdehaltung – eine Gefahr für unsere Böden und das Grundwasser?

Pferdehalter kennen das Problem: Wohin mit dem angefallenen Mist? Schließlich produziert jedes Tier täglich mehr als 20 Kilogramm davon. Selbst wenn der Mist regelmäßig abtransportiert wird, benötigt jeder Pferdehof einen geeigneten Ort zur Zwischenlagerung. Optimal ist eine Anlage, die Sickerwässer auffängt. Doch die ist teuer. Also fragte sich Henriette Brykczynski, ob es nicht auch einfacher geht – selbstverständlich ohne Abstriche beim Grundwasserschutz. Sie packte verschiedene Arten von Pferdemist, zum Beispiel mit Stroh oder mit Holzpelleteinstreu vermischt, in perforierte Tonnen und beobachtete, ob unter verschiedenen Wetterbedingungen Sickerwässer austreten. Ihr Fazit: Die Lagerung auf einer Betonplatte reicht zum Schutz von Boden und Grundwasser völlig aus, sofern der Platz auch überdacht ist.

Bewegung und Korrelation von Sonnenflecken

Bewegung und Korrelation von Sonnenflecken

Bei sogenannten Sonnenflecken handelt es sich um dunkle Stellen, die kühler sind und daher weniger Licht abstrahlen als die übrige Sonnenoberfläche. Sie entstehen durch das Magnetfeld der Sonne. Anzahl und Lage der Sonnenflecken verändern sich von Jahr zu Jahr. Wissenschaftler vermuten, dass die Sonnenfleckenaktivität das Klima der Erde beeinflusst. Matthias Klimpel, Sabrina Huhn und Paul Witte untersuchten in ihrem Projekt die Verteilung von Sonnenflecken auf Grundlage von Satellitendaten. Dabei stellten sie eine Eigenbewegung sowie einen ungleichmäßigen Abstand zwischen den Längengraden der Sonnenflecken fest. Anhand eines eigenen Modells zogen die Jungforscher Rückschlüsse auf die Struktur des Magnetfelds der Sonne.

Untersuchung der Stratosphäre mit einer Low-Budget-Sonde

Untersuchung der Stratosphäre mit einer Low-Budget-Sonde

In rund 28 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche, also bis in die Stratosphäre, schickten Jan Alexander Fotakis, Fabian Axel Tripkewitz und Jonas Faber ihren selbst entwickelten Wetterballon. Dieser besteht aus einer nur 900 Gramm schweren Kapsel mit HD-Kamera und diverser Messtechnik zur Aufzeichnung von Temperatur, Druck und Höhenstrahlung. Über eine SIM-Karte sendete die Kapsel ihre GPS-Koordinaten nach der Landung selbstständig per SMS an die Jungforscher. Vier Monate lang werteten die drei Jungforscher die Messergebnisse ihrer Forschungsmission „Goethe Stratos“ aus. Dabei konnten sie sogar einen sogenannten Luftschauer nachweisen, ein Phänomen kosmischer Strahlung. All das gelang ihnen mit einem Budget von nur 300 Euro.

Bodenrenaturierung auf mikrobieller Ebene mittels Nährstoffzufuhr

Bodenrenaturierung auf mikrobieller Ebene mittels Nährstoffzufuhr

Durch Tagebau entstandene Abraumhalden sind in der Regel mit Schwermetallen belastet und daher häufig nur schwer renaturierbar. Denn Schwermetalle können das Wachstum von Bodenorganismen und Pflanzen hemmen. Doch gibt es vielleicht eine Möglichkeit, die schädigende Wirkung der Schwermetalle durch Düngung zumindest teilweise auszugleichen? Felix Knothe nahm belastete Bodenproben und setzte diesen einerseits Stickstoff, andererseits Kohlenstoff zu. Während der Kohlenstoff die Qualität des Bodens nicht steigern konnte, ließ der Stickstoff die darin lebenden Organismen erkennbar besser gedeihen. Gute Perspektiven für Regionen mit Abraumhalden: Zwar verschwindet das Schwermetall nicht aus der Umwelt – aber immerhin lassen sich die tristen Brachen besser wieder begrünen.

Ostrakoden des „Dreba-Plothener Teichgebiets“ – Artenspektrum und typische Habitate

Ostrakoden des „Dreba-Plothener Teichgebiets“ – Artenspektrum und typische Habitate

Wie intensiv wurden Fischteiche im Mittelalter genutzt? Lässt sich das heute noch herausfinden? Ja, davon ist Christopher Gemeinhardt überzeugt. Denn er konnte nachweisen, dass es zwischen der Nutzung eines Gewässers und der Besiedelung mit kleinen Muschelkrebsen einen deutlichen Zusammenhang gibt: Die Existenz bestimmter Arten, so fand er heraus, deutet auf Fischzucht hin. Diese Erkenntnis alleine würde ihm aber nur unzureichend beim Blick in die Vergangenheit helfen. Doch dem Jungarchäologen kommt die Tatsache zugute, dass die Schalen der Tierchen im Sediment, also in Ablagerungsgesteinen, lange erhalten bleiben. So kann er aus der Artenzusammensetzung der Sedimente eines Weihers ableiten, in welchem Maße im Mittelalter Fischzucht betrieben wurde.

„Stark wie Superhelden" – Wirkung und Einsatz einer bakteriellen Bodensanierung

„Stark wie Superhelden" – Wirkung und Einsatz einer bakteriellen Bodensanierung

Das Naturschutzgebiet Salegaster Aue liegt unweit des Industriegebiets Bitterfeld/Wolfen, weshalb der Boden erheblich mit Schwermetallen belastet ist. Auch an den Bäumen hinterlässt das Spuren: Weil die Gifte die Wurzelbildung hemmen, fehlt den Pflanzen die Standfestigkeit, mitunter fallen sie ohne äußere Einwirkung um. Mit dem Ziel, den Fortbestand des Naturschutzgebiets zu sichern, untersuchten Maximilian Seidel und Lisa Schuchhardt die Wirkung von Bakterien, die Schwermetalle binden können. In Versuchen, zum Beispiel mit Kresse, wiesen sie nach, dass die Pflanzen deutlich mehr Wurzeln ausbildeten, wenn die betreffenden Bakterien in den verschmutzten Boden eingebracht werden. Auf dieser Grundlage schlagen sie die Sanierung des Gebiets vor. Eine Kostenschätzung liefern sie gleich mit.

Geografie virtuell lernen: neue didaktische Wege, Geografie mit einem selbst gebauten Flugsimulator zu erforschen

Geografie virtuell lernen: neue didaktische Wege, Geografie mit einem selbst gebauten Flugsimulator zu erforschen

Man kann einen Flugsimulator nutzen, um das Steuern von Flugzeugen zu erlernen. Man kann ihn aber auch einsetzen, um sich spielerisch mit der realen Geografie unseres Planeten vertraut zu machen. Dank Google Earth liegen die dafür erforderlichen Daten der Erde heute recht präzise vor, und sie sind kostenlos verfügbar. Joshua Bauer, Tim Münster und Nóble Eduardo Toca bauten einen Flugsimulator, dessen Hardware – also das Cockpit mit Hebeln und Pedalen für die Steuerung – auf einem Bausatz basiert. Für die Jungforscher standen jedoch insbesondere die didaktischen Aspekte des Geräts im Vordergrund: Sie entwickelten Beispielübungen, mit denen Schüler die Geografie einer bestimmten Region erkunden können. Ihre Idee: Durch virtuelles Fliegen macht der Geografieunterricht künftig noch mehr Spaß.

Barchane – Dünen auf Tauchstation

Barchane – Dünen auf Tauchstation

Wenn Wind beständig über Wüstensand weht, bilden sich Sicheldünen, sogenannte Barchane, die wandern und sich dabei verändern können. Dieses Phänomen haben Simon Geyer, Jan Maintok und Bernhard Roth in einem Versuch veranschaulicht. Die Jungforscher nutzten dafür ein Wasserbecken, in dem sie Strömung simulierten: Ein Wagen mit einem Haufen Quarzsand wurde – präzise automatisch gesteuert – durch das Wasser gezogen. Nach jedem Durchlauf machte eine Kamera ein Bild von der Düne. So konnten die Jungforscher mit einem Bildanalyseprogramm die Entstehung und die Wanderung der Düne exakt vermessen und dokumentieren. Ihr Fazit: Die Wanderungsgeschwindigkeit hängt von der Korngröße des Sandes ab und auch von der Größe der Düne.

Protuberanzendynamik

Protuberanzendynamik

Mit bloßem Auge wirkt die Sonne wie ein gleichmäßiger Feuerball. Erst mit dem Teleskop erkennt man sogenannte Protuberanzen. Das sind leuchtende Bögen, die von der Sonnenoberfläche viele Tausend Kilometer in die Höhe reichen. Una Steinleitner und Lucas Kronawitter machten zahlreiche Fotos dieser Materieströme und konnten so ausrechnen, dass sie sich mit Geschwindigkeiten von 150 Kilometern pro Sekunde aufbauen. Mitunter bilden die heißen Gase auch Schlaufen aus, in denen sich die Materie mit unvorstellbaren 2 000 Kilometern pro Sekunde bewegt. Dies stellten die Jungforscher mithilfe des Dopplereffekts fest: So, wie ein Krankenwagen im Vorbeifahren seinen Ton scheinbar ändert, verändert sich auch das Licht, das von den leuchtenden Bögen ausgeht, wenn deren Materie sich bewegt.

Verborgenes und Unentdecktes ... auf der Suche nach alten Gebäuden in der Scheidinger Flur

Verborgenes und Unentdecktes ... auf der Suche nach alten Gebäuden in der Scheidinger Flur

Mit einem unscheinbaren Satz im Buch eines Heimatkundlers fing alles an. Da war plötzlich von einem „Schloss in Scheidingen“ die Rede. Ein Schloss? Davon hatte in der Gemeinde noch niemand etwas gehört. Also suchte Samantha Seithe in Archiven, analysierte alte Karten und machte mögliche historische Standorte des unbekannten Gebäudes aus. Auf der Grundlage ihrer Ergebnisse starteten die Untersuchungen vor Ort: Mit einem Bohrstock begann die Jungforscherin die identifizierten Areale systematisch abzutasten – und wurde tatsächlich fündig! Sie förderte ein bisher unbekanntes Bruchsteinmauerwerk zutage. Was es einmal war, ist derzeit noch offen. Das sollen in diesem Sommer offizielle Ausgrabungen von Archäologen klären.

Drohende Vulkangefahr in Südwest-Island?

Drohende Vulkangefahr in Südwest-Island?

Island liegt auf der Grenze zwischen der Eurasischen und der Nordamerikanischen Erdplatte – Vulkanismus und Erdbeben sind die Folge. Im Rahmen eines Aufenthaltes auf der Insel erforschte Florentine Mostaghimi-Gomi die dortigen vulkanischen Aktivitäten. Mit einer Wärmebildkamera fotografierte sie Quellen und Schlammtöpfe nahe der Plattengrenze und verglich die gemessenen Temperaturen mit Werten aus dem Jahr 2007. Das Ergebnis: An einigen Orten im Südwesten Islands war die Temperatur seither deutlich angestiegen. Für die Nachwuchswissenschaftlerin ein deutliches Indiz, dass sich hier zunehmend heißes Gestein der Erdoberfläche nähert. Sie empfiehlt, die Region verstärkt zu überwachen, um einen möglichen Ausbruch frühzeitig zu erkennen.

Algenzucht contra Monokultur – dennoch Biogas

Algenzucht contra Monokultur – dennoch Biogas

Rund sechs Millionen Tonnen Mais wurden 2012 im Land Brandenburg geerntet. Etwa die Hälfte ging in die Biogasproduktion. Jeffrey Kriegbaum, Jens Dikow und Mike Ferkatsch konnten mit ihrem Projekt zeigen, dass die Zucht von Algen eine effektive und umweltfreundliche Alternative zum Maisanbau darstellt. Auf diese Weise ließe sich der Raubbau am Boden verringern, und sogar Ödflächen können bepflanzt werden. Die Jungforscher entwickelten umfangreiche Experimente zum Algenwachstum und bauten eine kontinuierlich arbeitende Biogasanlage, die aufgrund spezieller Verfahren besonders ertragreiches und hochwertiges Biogas erzeugt.

Beobachtung der Urknalldynamik mit Kleinteleskopen

Beobachtung der Urknalldynamik mit Kleinteleskopen

An der Sternwarte ihrer Schule konnten Jan-Oliver Kahl und Marvin Ruder durch Beobachtung von Galaxien das Alter des Universums bestimmen. Grundlage der Beobachtungen und Berechnungen ist die sogenannte Rotverschiebung – ein physikalisches Phänomen, das aus den Farbveränderungen sich schnell bewegender Galaxien Rückschlüsse auf deren Geschwindigkeit zulässt. Weiterhin haben die Jungforscher mithilfe der Helligkeit der Galaxien ihre Entfernung von der Erde bestimmt. Da sich zum Zeitpunkt des Urknalls alle Galaxien an nur einem Punkt befanden und sie sich anschließend gleichmäßig voneinander fortbewegten, konnten sie aus den Faktoren Geschwindigkeit und Entfernung das Alter des Universums errechnen.

Entwicklung und Erprobung von Stratosphärensonden zur Fernerkundung und Messdatengewinnung

Entwicklung und Erprobung von Stratosphärensonden zur Fernerkundung und Messdatengewinnung

Hochauflösende Bilder aus großer Höhe sorgen bei vielen wissenschaftlichen Fragestellungen für Klarheit. Die sogenannte Fernerkundung wird beispielsweise zur Kartografierung oder zur Überwachung von Tier- und Pflanzenbeständen eingesetzt. Da hierzu derzeit teure Satelliten genutzt werden, forschte Julian Petrasch nach einer günstigeren Alternative. Mithilfe eines Stratosphärenballons gelang es dem Jungforscher, ein Trägersystem für die Aufnahme von Messdaten zu entwickeln. In mehreren Testflügen konnte er die Funktionsfähigkeit seines Systems zeigen und die Qualität der aufgenommenen Bilder sowie der GPS- und Wetterdaten unter Beweis stellen.

Gewässerschutz im Hinblick auf den landwirtschaftlichen Nitrateintrag

Gewässerschutz im Hinblick auf den landwirtschaftlichen Nitrateintrag

Im Rahmen der Energiewende werden immer mehr Biogasanlagen in Betrieb genommen. Durch den Anbau von Mais zur Gewinnung von Biomasse gelangen jedoch Stickstoffe wie Nitrat ins Grundwasser und können es verunreinigen. Daher testete Marion Kreins Möglichkeiten, den Nitrateintrag in Gewässer beim Biomasseanbau zu verringern. Dabei verwendete sie zum einen sogenannte Nitrifikationsinhibitoren, die eine schnelle Umwandlung von Ammonium in Nitrat verhindern. Zum anderen untersuchte sie den Anbau von Zwischenfrüchten, die Stickstoffe aufnehmen. Das Ergebnis: Ein verstärkter Einsatz von Nitrifikationsinhibitoren, insbesondere in Kombination mit einem Zwischen- oder Hauptfruchtanbau, führt zu einer deutlichen Reduzierung des Stickstoffeintrags.

Ferne Himmelskörper beobachten, das Wetter untersuchen, Bodenstrukturen erkunden oder Versteinerungen freilegen – in diesem Fachgebiet sind viele Fragestellungen denkbar

Jungforscherinnen und Jungforscher können zum Beispiel auch die Erdschichtung in einem Bergwerk oder die räumliche Nutzung einer Region analysieren wie auch fossile Tier- und Pflanzenarten rekonstruieren. Diese und ähnliche Projekte sind im Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften genau richtig.

Disziplinen im Fachgebiet Geo- und Raumwissen- schaften sind vor allem

  • Astronomie
  • Astrophysik
  • Fernerkundung
  • Geochemie
  • Geodäsie
  • Geographie
  • Geographische Landschaftskunde
  • Geoinformatik
  • Geologie
  • Geomorphologie
  • Geophysik
  • Hydrologie
  • Kristallographie
  • Lagerstättenkunde
  • Meteorologie
  • Mineralogie
  • Ozeanographie
  • Paläontologie
  • Physische Geographie
  • Raumforschung
  • Regionalentwicklung
  • Risikoforschung
  • Umweltanalyse

Welche Projekte passen nicht ins Fachgebiet Geo- und Raumwissenschaften?

Rein sozialwissenschaftliche oder sozialgeschichtliche Untersuchungen sind nicht zum Wettbewerb zugelassen.

Weiterführende Informationen

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