Polarsturm (Arctic Drift)

  • Kompass Deviation


    Als Deviation bezeichnet man Abweichungen, die durch magnetische Felder in der Nähe des Kompasses hervorgerufen werden können. Solche Felder werden durch magnetische oder magnetisierbare Gegenstände sowie durch fließenden Gleichstrom (Elektrogeräte) erzeugt. Eine mögliche Gegenmaßnahme besteht darin, einen Mutterkompass an einer besser als die Brücke oder das Cockpit geeigneten Stelle des Schiffes oder Flugzeuges unterzubringen. Ansonsten oder zusätzlich werden zur Kompensation größerer Abweichungen entweder Magnetnadeln an dafür vorgesehenen Stellen in das Kompassgehäuse eingesetzt (z. B. Ludolph-Kompass) oder beweglich gelagerte Magnete im Kompassgehäuse über Stellschrauben entsprechend justiert (z. B. Airpath-Kompass). Dieses Verfahren nennt man kompensieren. Dazu wird das Fahrzeug (Schiff) langsam um die durch den Kompass führende Hochachse gedreht, die optische Peilung einer in ihrer geografischen Ausrichtung bekannten Linie (z. B. Richtfeuer) beobachtet und mit der Kompassanzeige verglichen. Die Werte werden notiert, und mittels obiger Vorrichtungen so klein wie möglich gehalten. Restfehler werden in der Deviationstabelle festgehalten. Die Kompensation wird nach Werftaufenthalten (Schweißarbeiten) wiederholt oder bei voller Stahlladung gemacht. Verbleibende Anzeigefehler (die unter 5° liegen sollen) werden in eine Deviationstabelle eingetragen, von der dann zu jedem Kompasskurs die dazugehörige Korrektur abgelesen werden kann. In der Allgemeinen Luftfahrt muss die Deviation nach bestimmten Veränderungen im oder am Flugzeug oder nach gewissen Zeitabläufen überprüft und der Kompass kompensiert werden. Entsprechende Vorgaben finden sich beispielsweise in den Flug- und Betriebshandbüchern

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  • Athabasca-Ölsand



    Etwa ein Drittel des weltweiten Ölsands von 1,7 Billionen Barrel (≈ 270 km³) lagert in Kanada. Das entspricht etwa einer Fördermenge von 180 Milliarden Barrel Erdöl.



    Abbau und Gewinnung
    Werksgelände der Syncrude Canada Ltd. zur Verarbeitung von Ölsanden Tagebau und In-situ-Verfahren [Bearbeiten]
    Die Ölsande können oberflächennah im Tagebau abgebaut werden. Beim Abbau aus tieferen Erdschichten erfolgt eine erste Bearbeitung des Ölsands bereits vor Ort, also in-situ. Dabei wird Dampf in die Lagerstätte eingeleitet, um die Kohlenwasserstoffe zu verflüssigen. So kann es zu Bohrstellen fließen und dort zutage gefördert werden.


    Die Verfahren heißen:


    SAGD (engl. für steam assisted gravity drainage),
    CSS (engl. für cyclic steam stimulation),
    THAI (engl. für toe to heel air injection),
    VAPEX (engl. für vapor extraction process).
    Bei der Methode SAGD wird heißer Wasserdampf mittels einer Bohrung in das Gestein gepresst.


    Verarbeitung
    Das durch Tagebau und in-situ gewonnene Bitumen muss in mehreren Schritten (Extraction, Upgrading) weiterverarbeitet werden.


    Das durch Tagebau gewonnene Bitumen wird zunächst grob vom Sand getrennt. In einem Silo wird diese Mixtur aus Wasser und Ölsand gelagert und mit Trennungsmitteln versetzt. Der schwere Sand sinkt nach unten und das Öl sammelt sich im Schaum ganz oben. Die immer noch gemischten Bestandteile des Trennungsprozesses werden anschließend einer weiteren Separation unterzogen.


    Die Umwandlung von Bitumen – welcher aus langkettigen Kohlenwasserstoffen besteht – zu synthetischem Rohöl erfolgt durch Temperaturerhöhung, Katalysatoren und Wasserstoff-Zugabe (H2) zur Erhöhung des Kohlenstoff-Wasserstoff-Verhältnisses. Anschließend wird es von Schwefel und anderen unerwünschten Bestandteilen befreit. Das entstandene, schwefelarme „sweet crude-oil“ ist leicht zu raffinieren und weiterzuverarbeiten.


    Nachteile und Kritik
    Nachteile dieses Verfahrens sind der große Wasserverbrauch, der Energiebedarf zum Erzeugen des Dampfes, das Problem der Wasserentsorgung und mögliche unterirdische Umweltschäden. Kritiker machen geltend, dass der massive Wasserverbrauch einer Produktion in großem Stil im Wege steht. Befürworter halten dagegen, dass technische Verbesserungen die Effizienz des Wassereinsatzes steigern werden.
    Umweltauswirkungen und Klimaschutz


    Die Bergbauextraktion des Ölsandes hat eine direkte Auswirkung auf die lokalen und globalen Ökosysteme. In Alberta zerstört diese Form der Ölextraktion vollständig den borealen Wald, die Moore, die Flüsse sowie die natürliche Landschaft. Es ist zweifelhaft, ob sich in den Abbaugebieten jemals wieder das bisherige natürliche Ökosystem entwickeln wird. Trotz Projekten der Minenindustrie, welche die Zurückgewinnung des borealen Waldes in Alberta zum Ziel haben, ist mehr als 30 Jahre nach Beginn des Abbaus keines der Gebiete als „zurückgewonnen“ zertifiziert.


    Für jedes produzierte Barrel synthetischen Öls werden mehr als 80 Kilogramm Treibhausgase in die Atmosphäre freigegeben und ungefähr 4 Barrel des Abwassers werden in Bergeteiche entleert. Das erwartete Wachstum der Erdölgewinnung in Kanada bedroht auch seine internationalen Verpflichtungen. Als Kanada das Kyoto-Protokoll bestätigte, war es damit einverstanden, seine Treibhausgasemissionen um 6 Prozent bis 2012 zu verringern. Dennoch hatten um 2002 die Treibhausgasemissionen Kanadas um 24 Prozent zugenommen

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  • Kohlenstoffdioxid-Sequestrierung


    CO2-Abscheidung und -Speicherung (engl. Carbon Dioxide Capture and Storage, kurz CCS) ist die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus Verbrennungs-Abgasen und deren Einlagerung (Sequestrierung), insbesondere in unterirdischen Speicherstätten. Durch die Einlagerung soll verhindert werden, dass das CO2 direkt in die Atmosphäre gelangt, wo es als Treibhausgas wirkt. Kohlenstoffdioxid wird als die Hauptursache für die globale Erwärmung angesehen.


    Das geplante Hauptanwendungsgebiet soll die klimaschonende Nutzung fossiler Rohstoffe bei der Stromerzeugung in Kraftwerken werden. Momentan befindet sich die CO2-Abscheidung und -Speicherung allerdings noch im Entwicklungsstadium. Bislang existieren nur Pilotanlagen mit geringer Leistung, auch die Frage der sicheren Endlagerung ist noch nicht eindeutig geklärt. Ein großtechnischer Einsatz in Kraftwerken erscheint frühestens in 10–20 Jahren als möglich. Bei der Aufbereitung von Erdgas hingegen existieren in Europa bereits zwei großtechnisch realisierte CCS-Projekte, ein weiteres in Nordafrika.


    Die Abtrennung kann mit unterschiedlichen Verfahren erfolgen, z. B. nach einer Kohlevergasung (CO2-reduziertes IGCC-Kraftwerk), Verbrennung in Sauerstoffatmosphäre, oder CO2-Wäsche aus dem Rauchgas. Als mögliche CO2-Lager gelten zum einen geologische Formationen wie Erdöllagerstätten, Erdgaslagerstätten, salzhaltige Grundwasserleiter (Aquifere) oder Kohleflöze. Aber auch eine Lagerung in der Tiefsee wird untersucht.
    Forschungsprogramme

    CO2-Abscheider im Labormaßstab im Institut für Energie- und Umwelttechnik, DuisburgIn vielen Industrieländern der Erde wird die CO2-Sequestrierung erforscht. Die Europäische Union hat ihren bisherigen Forschungsetat für diesen Bereich von 30 auf 200 Millionen Euro aufgestockt. Auch in den USA existiert bereits seit 1997 ein derartiges Forschungsprogramm.


    In der Bundesrepublik Deutschland wird in Forschungsprojekten im Rahmen der Programme Geotechnologien[14] und Cooretec[15] untersucht, wie der notwendige Kraftwerksneubau in Deutschland von 40 GW (etwa 1/3 der Engpassleistung aller deutschen Kraftwerke) so gestaltet werden sollte, dass die notwendige Reduzierung der CO2-Emissionen erreicht werden kann. So müssen insbesondere die Wirkungsgrade der Kraftwerke maximiert werden, weil so der CO2-Anfall an der Quelle minimiert wird. Weiterhin erprobt man die Realisierung von Kraftwerkstechnologien mit CO2-Abtrennung (Prognose: Ersteinsatz bis 2030) sowie Möglichkeiten, das Gas aus den Rauchgasen konventioneller Kraftwerke abzuscheiden. Zuletzt wird nach Möglichkeiten gesucht, das abgetrennte CO2 dauerhaft und sicher zu lagern.


    Die möglichen Lagerungskapazitäten für CO2 werden für die Bundesrepublik Deutschland mit etwa 22 Gt (Gigatonnen) angenommen, diese Annahmen sind aber noch nicht abschließend geklärt. Umfangreiche Untersuchungen dazu finden sich bei der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR).[16]


    Auf EU-Ebene wurde die Technologieplattform für CO2-freie Kraftwerke (TP ZEFFPP) eingerichtet, die in internationaler Kooperation von Experten aus Nichtregierungsorganisationen, Wissenschaft und Industrie den Stand der Forschung untersucht und den Handlungsbedarf ermittelt, um die Vision CO2-freier Kraftwerke umzusetzen. Dieses Gremium erarbeitet auch Vorschläge für die Ausrichtung des 7. Forschungsrahmenprogramms der EU. Hierzu ist allerdings anzumerken, dass der Begriff CO2-freie Kraftwerke irreführend ist, es geht allenfalls um eine Reduzierung der CO2-Abgabe in die Atmosphäre. Dies gilt insbesondere, wenn nicht nur das Kraftwerk, sondern die Stromerzeugung aus Kohle insgesamt betrachtet wird.


    Pilotanlagen
    Derzeit wird in verschiedenen Anlagen die CO2-Abscheidung in Kraftwerken im großtechnischen Maßstab erprobt:


    im Kraftwerk Schwarze Pumpe durch Vattenfall Europe
    im Kraftwerk Staudinger durch Siemens Energy und E.ON
    im Kraftwerk Niederaußem durch RWE, Linde und BASF

    Vorteile und Chancen
    Da auch stark zunehmende Nutzung regenerativer Energien und Energieeffizienzsteigerung auf der Erzeugungs- und Verbrauchsseite selbst unter optimistischen Annahmen fossile Energieerzeugung nur langfristig ablösen wird, wird die weltweite Stromversorgung noch auf Jahrzehnte – insbesondere auch in den Wachstumsländern China und Indien – auf fossile Primärenergieträger angewiesen sein. Es besteht mit der dauerhaften Einlagerung (Endlagerung) des Kohlenstoffdioxids daher gegebenenfalls eine Möglichkeit, die ansonsten zu erwartende steigende Belastung der Atmosphäre mit Treibhausgasen zu reduzieren.


    In Sedimentschichten eingelagertes Kohlenstoffdioxid hätte auch (lokal begrenzt und in der Menge ohne Bedeutung) seine Vorteile: In fast erschöpften Erdöllagerstätten könnte man dadurch den Förderdruck erhöhen. Entsprechende Programme laufen bereits in Großbritannien (Nordsee) und den USA.


    Setzt man Biomasse als Brennstoff ein, könnte man in Verbindung mit CCS CO2 aus dem atmosphärischen Kreislauf entziehen. Damit ließen sich durch menschliche Aktivität verursachte CO2-Emissionen sogar wieder aus der Atmosphäre entfernen.


    Nutzbarkeit der Technik
    Der Wirkungsgradverlust am Kraftwerk führt bei heutigem Stand der Technik zu einem Effizienzverlust von Kraftwerken um ca. 10 Prozentpunkte. Dies entsprichet einem um ca. 30 % erhöhten Ressourceneinsatz. Hieraus resultieren neben hohen Kosten ein schnellerer Verbrauch teils ohnehin knapper Ressourcen und zusätzliche Umweltbelastungen durch Landschaftszerstörung (im Fall z. B. von Braunkohletagebau), den Transport, der Zunahme an Abwärme und die Emission anderer Schadstoffe (Feinstaub, Schwermetalle). Weitere Umweltfolgen entstehen durch erhöhten Anfall von Abwasser und Abfall als Folge des Abscheidungsprozesses. Diese lassen sich mit dem gegenwärtigen Kenntnisstand noch nicht quantifizieren.


    In jedem Fall würde die Technik Strom aus Kohlekraftwerken deutlich verteuern. Da selbst für Photovoltaik bereits für 2015 erwartet wird, dass die Kosten pro Kilowattstunde Strom denen aus einem konventionellen Kohlekraftwerks entsprechen, wird es als wahrscheinlich angesehen, dass die Technologie mit Erreichen der Marktreife bereits veraltet sein wird. Strom aus erneuerbaren Energien wird bis dahin wahrscheinlich günstiger sein als Strom aus Kraftwerken, die mit CCS arbeiten.


    Bei Pipelinelängen von mehr als 500 km dürften die Verluste umso höher ausfallen. Nicht eingerechnet ist der langfristige Energieeinsatz, da in den Lagerstätten über Tausende von Jahren ein Monitoring stattfinden sollte. Insofern stellt sich die Frage, ob die Energiebilanz von CCS-Kraftwerken überhaupt positiv ausfällt.


    Zusätzlich muss gesehen werden, dass die Technik nicht eine CO2-freie, sondern eine CO2-„arme“ Stromproduktion ermöglicht. Es werden nur etwa 70 % des CO2 abgeschieden. Hier liegt ebenfalls ein Argument für erneuerbare Energien, die tatsächlich ohne Treibhausgasemissionen arbeiten können.


    Lagerung des Kohlendioxids
    Diskutiert wird die Lagerung von Kohlendioxid derzeit vor allem in salinaren Aquiferen (salzwasserführende unterirdische Schichten) und ausgedienten Erdöl- und Erdgaslagerstätten. Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe liegen die Kapazitäten dieser bei etwa 20 Mrd. Tonnen (salinare Aquiferen) bzw. 2,75 Mrd. Tonnen (ausgediente Erdöl- und Erdgaslagerstätten). Diese Kapazitäten würden genügen, um die Emissionen aller deutscher Kraftwerke für etwa 30–60 Jahre zu lagern. Es handelt sich also nicht um eine langfristige Lösung, nach etwa einer Kraftwerksgeneration wäre die Lagerfähigkeit deutscher unterirdischer Speicher erschöpft.
    Bei manchen Arten der Lagerung, insbesondere bei der Einleitung ins Meer, könnte das gelagerte CO2 im Laufe von einigen 100 bis 1000 Jahren wieder in die Atmosphäre gelangen, so dass nur eine Verzögerung der Emission erreicht oder es im Extremfall sogar zu einer Erhöhung der CO2-Emission kommen würde (aufgrund des erhöhten Brennstoffeinsatzes wird mehr CO2 produziert als ohne Abscheidung). Auch bei einigen unterirdischen Lagern, die prinzipiell wesentlich zuverlässiger sind, ist die Dichtigkeit des Endlagers schwer einzuschätzen. Das Beobachten von CO2-Lagern ist daher wichtiger Gegenstand der Entwicklung. Die Gefahr des allmählichen Ausgasens, das den klimapolitischen Effekt der CO2-Sequestrierung womöglich unbemerkt zunichte machen würde, erschwert auch die Suche nach geeigneten Lagerstätten, denn der endgültige Verbleib des Gases muss natürlich gesichert sein (je nach Ansicht für mindestens 200 oder 10.000 Jahre). Die deutsche Bundesregierung hält aus klimapolitischer Sicht eine maximale Leckagerate von 0,01 % pro Jahr für akzeptabel, bei der nach 1000 Jahren noch ca. 90 % des CO2 im Endlager verbleibt. Beim Einlagern großer Mengen CO2 wird das Salzwasser aus den Aquiferen verdrängt. Da dieses nicht „nach unten“ ausweichen kann, wird es zur Seite fließen und letztlich an Schwächezonen des Gebirges (Störungszonen) aufsteigen, so dass es dann zu einer Durchmischung mit dem Grundwasser kommen kann.


    Weit gefährlicher als das allmähliche Ausgasen des gelagerten Kohlenstoffdioxids wäre ein plötzliches Zutagetreten. Dadurch würden hohe CO2-Konzentrationen erreicht werden, die erstickend wirken (siehe hierzu Nyos-Unglück). Aufgrund von Beobachtungen bei der Erdgasförderung kann das Auftreten von Erdbeben im Bereich der Lagerstätte, und damit evtl. ein solches Zutagetreten durch Risse oder an defekten Bohrlöchern nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden.


    Die Einleitung großer Mengen CO2 ins Meer kann massive ökologische Folgen haben, etwa durch Senkung des pH-Wertes oder die Bildung von „CO2-Seen“ auf dem Meeresgrund, die das dortige Leben abtöten (siehe dazu auch Kohlenstoffzyklus, hier vor allem Probleme technischer Lösungen).


    Die Verfahren zur CO2-Sequestrierung verursachen zusätzliche Kosten in der Stromerzeugung. Die wirtschaftliche Machbarkeit hängt daher wesentlich von den im CO2-Handel festgelegten Preisen der Emissionsrechte ab. Ziel des europäischen Emissionsrechtehandels ist die Förderung CO2-mindernder Technologien, zu denen die CO2-Sequestrierung gehört. Da die CO2-Sequestrierung voraussichtlich erst 2020 großtechnisch zur Verfügung stehen wird, stellt sich von der Kostenseite her zusätzlich die Frage, inwieweit die Technologie dann noch mit erneuerbaren Energien konkurrieren kann. Den Erneuerbaren wird ein großes Kostensenkungspotenzial nachgesagt, wobei die CCS-Technologie zu einer deutlichen Verteuerung der Stromproduktion aus fossilen Energien führen wird. Mehrere Forschungsinstitute haben dazu im Auftrag des Umweltministeriums eine Studie durchgeführt, die zum Ergebnis hat, dass Strom aus Hochsee-Windenergieanlagen bereits ab 2020 günstiger sein könnte als Strom aus fossilen Kraftwerken mit CO2-Sequestrierung

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  • Eis-Albedo-Rückkopplung



    Schnee und Eis haben eine hohe Albedo (Rückstrahlvermögen des Sonnenlichts) von bis zu 90%. Dem entsprechend gering ist die Absorption der einfallenden Sonnenenergie.


    Der Einfluss der Änderung der Albedo auf das KlimaWasser und Boden absorbieren hingegen 80-90% und heizen sich dadurch auf – was die unteren Luftschichten erwärmt, die globale Erdmitteltemperatur langsam ansteigen lässt und so zum weltweiten Abschmelzen weiterer Schnee- und Eisflächen führt. Umgekehrt könnte eine einmal begonnene Abkühlung zu einer Ausdehnung von Schnee und Eis, damit zu einer erhöhten Rückstrahlung und zu weiterer Abkühlung führen. Derzeit ist allerdings ein Rückgang der dauerhaft eisbedeckten Flächen zu beobachten.


    Nach den Begriffen der Regelungstechnik handelt es sich also um eine „positive Rückkopplung“, die die ursprüngliche Ursache weiter verstärkt. Systeme mit positiver Rückkopplung können instabil werden und verhalten sich oft nichtlinear, so dass Berechnungen kompliziert werden. Die genaue Vorhersage der Eis-Albedo-Rückkopplung ist ein Problem bei der Simulation der globalen Erwärmung.


    Die Eis-Albedo-Rückkopplung hat eine entscheidende Rolle beim Wechsel von Kalt- und Warmzeiten im gegenwärtigen Eiszeitalter gespielt. Zwar haben die Schwankungen der Erdbahnparameter den Anstoß für diesen Wechsel gegeben (Milankovitch-Theorie). Ohne die positiven Rückkopplungsprozesse durch die Eis-Albedo und die etwa gleich stark wirkende Rückkopplung durch die Treibhausgase hätte es nicht zu den großen Temperaturunterschieden zwischen Kalt- und Warmzeiten kommen können. Gegenwärtig macht sich die Eis-Albedo-Rückkopplung in der Arktis bemerkbar. Der rasante Rückgang des arktischen Meereises seit Ende der 1970er Jahre im September um ca. 20% ist zwar durch die globale Erwärmung angestoßen worden, erklärt sich in seinen Ausmaßen aber im wesentlichen durch sich selbst. Das Abschmelzen des Arktis-Eises wird gegenwärtig als der erste nachweisliche Kipp-Punkt der globalen Erwärmung angesehen, d.h. als ein Prozess, der aufgrund seiner Eigendynamik nicht mehr umkehrbar ist

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  • Ruthenium


    Ruthenium (von lat. ruthenia: „Russland“, das Heimatland des Entdeckers) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ru und der Ordnungszahl 44.


    Es handelt sich um ein seltenes Übergangsmetall der Platinmetalle.


    Geschichte
    Ruthenium wurde 1844 von Karl Ernst Claus entdeckt und isoliert. Er zeigte, dass der in Königswasser unlösliche Rückstand von Rohplatin eine Verbindung eines neuen Elementes enthielt.


    Jöns Jakob Berzelius und Gottfried Osann entdeckten Ruthenium bereits im Jahre 1827. Auch sie lösten Rohplatin in Königswasser und untersuchten den unlöslichen Rückstand. Während Berzelius kein ungewöhnliches Metall fand, war Osann überzeugt, gleich drei neue Metalle gefunden zu haben. Einem gab er den Namen Ruthenium.


    Ebenso könnte der polnische Chemiker Jędrzej Śniadecki das Element 44, das er Vestium nannte, 1807 aus Platinerz gewonnen haben. Seine Arbeiten wurden aber nie bestätigt. Später zog er seinen Anspruch auf Entdeckung eines neuen Elementes zurück.


    Vorkommen und Herstellung
    Das Ruthenium kommt hauptsächlich in Platinerzen aus dem Ural, Südafrika, Oregon USA, Borneo u.a., aber stets verschwistert mit den anderen Elementen der Platingruppe vor. Kleine, aber kommerziell interessante Vorkommen gibt es auch in Sudbury, Ontario (Pentlandit) und in südafrikanischen Pyroxinitlagerstätten. Ruthenium zählt zu den seltensten Elementen, es steht an der 71. Stelle hinter Iod und noch vor Palladium in der Elementhäufigkeit auf der Erde.


    Metallisches Rutheniumpulver wird in einem komplexen Prozess (Abtrennung von den anderen Platinmetallen) durch Reduktion von Ammonium-Ruthenium-Chlorid durch Wasserstoff hergestellt. Die Verdichtung zum kompakten Metall erfolgt durch pulvermetallurgische Verfahren (pressen und sintern), durch Umschmelzen im Lichtbogenofen unter Argon als Schutzgas oder im Elektronenstrahlofen. Einkristalle werden durch das Zonenschmelzverfahren hergestellt. Auch fallen nennenswerte Mengen des Metalles als Nebenprodukt im Anodenschlamm bei der Nickelraffination an. Die Weltproduktion an Ruthenium liegt im Bereich von ca. 150 kg pro Jahr [3].


    Ruthenium könnte auch aus abgebrannten Brennelementen gewonnen werden, in dem es mit einen Anteil von einigen Prozent enthalten ist. Da das so gewonnene Ruthenium radioaktive Isotope mit Halbwertszeiten von bis zu einem Jahr besitzt, müsste es erst einige Jahre gelagert werden, bevor es den Kontrollbereich verlassen darf.


    Eigenschaften
    Ruthenium ist ein hartes, sprödes, grauweißes Metall der Gruppe der Platinmetalle, das in vier Kristall-Modifikationen vorkommt.
    Bei Raumtemperatur behält es seine metallisch blanke Oberfläche und läuft nicht an. Beim Glühen im Sauerstoffstrom bildet sich flüchtiges, unbeständiges und giftiges Rutheniumtetraoxid, das durch Lichteinwirkung explosiv in Rutheniumdioxid und Sauerstoff zerfallen kann.
    Ruthenium ist in allen mineralischen Säuren unterhalb von 100 °C beständig, löst sich aber in Alkalischmelzen, besonders wenn zusätzlich oxidierend wirkende Verunreinigungen wie Natriumperoxid Na2O2 und Natriumchlorat NaClO3 vorhanden sind. Bei höheren Temperaturen wird es auch von Halogenen oxidiert.
    Zum Härten von Platin und Palladium wird es in kleinen Mengen zulegiert. In Titanlegierungen erhöht eine Konzentration von 0,1 % Ruthenium die Korrosionsbeständigkeit drastisch.



    Anwendungen
    Elektrischen Schaltkontakten aus Platin und Palladium wird Ruthenium zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit zulegiert
    Legierungszusatz in Titanlegierungen (siehe oben)
    Ruthenium kann als vielseitiger Katalysator eingesetzt werden
    Mit Rutheniumdioxid beladenes Cadmiumsulfid kann in wässriger Lösung Schwefelwasserstoff durch Licht zersetzen
    Metallorganische Rutheniumkomplexe weisen tumorhemmende Eigenschaften auf, sog. Ruthenium-Applikator (RU-106 Strahlenträger) in der Strahlen-/Tumortherapie
    In der Galvanotechnik wird Ruthenium zur dekorativen Veredelung von Oberflächen benutzt
    Ruthenium wird in letzter Zeit zunehmend auch zur Schmuckproduktion verwendet
    Als wenige Atomlagen dicke Beschichtung in Festplatten
    Wichtiges Metall für das weitere Verkleinern (Shrinken) von integrierten Schaltkreisen (Chips)
    Derzeit sind Solarzellen in Entwicklung, die eine Ruthenium-Beschichtung aufweisen und die in der Photovoltaik vorherrschenden Silicium-Zellen dank höherem Wirkungsgrad teilweise ersetzen könnten
    Als Legierungszusatz für Dentallegierungen.
    Es dient zur Herstellung von Präzisions-Schichtwiderständen und Temperaturmeßgeräten.
    Als Platin-Ruthenium Elektrode für Methanol-Brennstoffzellen[4]

    Vorsichtsmaßnahmen
    Rutheniumtetraoxid RuO4 ist wie das Osmiumtetraoxid hochtoxisch und explosiv.
    Ruthenium hat keine biologische Funktion. Es erzeugt Hautflecken und reichert sich im Knochen an. Eventuell ist es krebserregend. Metallisches Ruthenium ist fein verteilt als Pulver oder Staub leicht entzündlich, in kompakter Form aber nicht brennbar.

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  • USS Santa Fe


    Die USS Santa Fe (SSN-763) ist ein Atom-U-Boot der United States Navy und gehört der Los-Angeles-Klasse an. Sie wurde nach der Stadt Santa Fe in New Mexico benannt.


    Geschichte
    SSN-763 wurde 1986 in Auftrag gegeben. Im Juli 1991 wurde bei Electric Boat der Kiel des Bootes gelegt, am 12. Dezember 1992 lief der Rumpf der Santa Fe vom Stapel. Nach der Endausrüstung und einigen Erprobungsfahrten wurde das U-Boot Anfang 1994 offiziell in Dienst gestellt.


    2001 konnte die Santa Fe den Marjorie Sterrett Battleship Fund Award der Pazifikflotte erringen.


    Im September 2003 verlegte die Navy das Boot in den westlichen Pazifik, wo sie an der Übung ANNUALEX '03 teilnahm, zusammen mit der Marine Japans. Für die Teilnahme konnte die Santa Fe die Navy Unit Commendation erringen. Das Ende des Jahres verbrachte das Boot im Trockendock, wo einige kleinere Reparaturen durchgeführt wurden. Nach Erprobungs- und Testfahrten Anfang 2005 fand im August die nächste Verlegung statt, wo das Boot an der Übung Malabar teilnahm, die mit der indischen Marine durchgeführt wurde, im Februar 2006 kehrte die Santa Fe nach Pearl Harbor zurück.


    Im Anschluss tauchte das Boot in den Atlantik, wo in der Portsmouth Naval Shipyard einige Reparaturen durchgeführt wurden. Bis Anfang 2008 verblieb die Santa Fe im Anschluss in der Werft. Im Sommer nahm das U-Boot dann an der Übung RIMPAC teil. Im Mai 2009 verlegte die Santa Fe in den Pazifik.

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  • Künstliche Photosynthese

    Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer künstlichen Photosynthese ist Mitarbeitern des Forschungszentrums Jülich gelungen. Erstmals fanden Wissenschaftler einen geeigneten Katalysator, der rasch und effektiv die Oxidation von Wasser zu Sauerstoff vermittelt. "Besonders daran ist, dass die Methode erstmals sehr effizient mit Hilfe von stabilem, anorganischem Material funktioniert", erklärt Angela Wenzik, Sprecherin des Forschungszentrums, auf Anfrage von pressetext. Bislang verwendete organische Stoffe stellen keine langfristig belastbare Lösung dar. Die Erzeugung von Wasserstoff durch künstliche Photosynthese könnte in Zukunft entscheidend zur Lösung von Energie- und Klimaproblemen beitragen. Im Moment liegt allerdings noch ein weiter Weg vor den Forschern.


    Das größte Problem bei der Nachahmung der Photosynthese stellten bislang aggressive Substanzen dar, die im Verlauf der Wasseroxidation entstehen. Pflanzen reparieren und ersetzen ihre grünen Katalysatoren ständig, ein technischer Nachbau erfordert jedoch eine stabilere Lösung. Mit dem neuen anorganischen Metalloxid-Cluster der Forscher aus Jülich scheint diese langfristige Lösung nun gefunden zu sein. "Unser wasserlöslicher Tetra-Ruthenium-Komplex entfaltet seine Wirkung in wässriger Lösung schon bei Raumtemperatur", so Paul Kögerler, der den Cluster gemeinsam mit seinem Kollegen Bogdan Botar entwickelt hat. "Anders als alle anderen molekularen Katalysatoren für die Wasseroxidation besitzt unser Katalysator keine organischen Bestandteile. Das macht ihn so stabil."


    Wasserstoff wird als nachhaltiger Energieträger der Zukunft gehandelt und soll bald Autos mit Hilfe von Brennstoffzellen betreiben. Wirklich umweltschonend wird ein Brennstoffzellenantrieb aber erst, wenn es gelingt, Wasserstoff in regenerativen Verfahren herzustellen. Die künstliche Photosynthese stellt eine effiziente und nachhaltige Methode dar. Man könne jedoch noch keine Prognosen erstellen, wann die Technologie einsatzbereit sein würde, noch befände man sich im Stadium der Grundlagenforschung, so Wenzik.


    Bislang stammt die Energie, welche die Photosynthese antreibt noch aus chemischen Oxidationsmitteln. Bald soll Wasserstoff mit Hilfe von Sonnenenergie erzeugt werden können. "Bei der Integration des Ruthenium-Komplexes in photoaktive Systeme, besteht jetzt die Herausforderung, die Sonnenenergie in chemische Energie umzusetzen", so Botar

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  • Franklin-Expedition

    Sir John FranklinDie Franklin-Expedition war die dritte und letzte große Forschungsreise des britischen Polarforschers Sir John Franklin, bei der in den Jahren 1845 bis 1848 wahrscheinlich alle Beteiligten im kanadisch-arktischen Archipel starben. Ihr Ziel war es, die Nordwestpassage erstmals und zwar in ost-westlicher Richtung zu durchsegeln, kartografisch zu erfassen und so einen kürzeren Seeweg von Europa nach Asien zu finden. Ihr katastrophales Ende hat möglicherweise mit Auswirkungen der um 1850 zu Ende gehenden Kleinen Eiszeit zu tun. Letzte Spuren der Expeditionsteilnehmer wurden erst viele Jahre später nahe der King-William-Insel entdeckt.


    Die Franklin-Expedition und das Schicksal ihrer Teilnehmer, das lange Zeit im Dunkeln blieb, wurden schon von den Zeitgenossen als sehr bedeutsam wahrgenommen. Zeitungen erzielten mit Berichten und Spekulationen über den Verbleib Franklins hohe Auflagen und verarbeiteten das Thema nach allen Regeln moderner Massenmedien. Die Expedition selbst wie auch die intensiven Bemühungen von Lady Jane Franklin, ihren Mann mithilfe immer neuer Suchexpeditionen zu retten, beschäftigten die britische Öffentlichkeit über Jahre in bis dahin unbekanntem Maße und stoßen auch heute noch auf großes Interesse.


    Erste Überwinterung vor der Beechey-Insel
    Am 19. Mai 1845 liefen Erebus und Terror sowie das Versorgungsschiff HMS Baretto Junior mit insgesamt 134 Offizieren und Mannschaften unter großer öffentlicher Anteilnahme aus. Das Versorgungsschiff begleitete die Expedition bis zur Davisstraße an der westlichen Küste Grönlands, wo schließlich der letzte Proviant mitsamt dem Fleisch aus frischer Schlachtung von zehn Ochsen auf Erebus und Terror umgeladen wurde, und scherte am 12. Juli aus dem Verband aus, um mit Briefen der Mannschaft und fünf Crewmitgliedern, welche die Reise nicht weiter fortsetzen wollten oder konnten, nach England zurückzukehren. Den Briefen der Besatzung ist eine große Selbstsicherheit und Vorfreude auf den bereits zum Greifen nah geglaubten Entdeckerruhm sowie ein starkes Vertrauen auf die Führung Franklins zu entnehmen; die Männer waren zuversichtlich, die Reise wohl noch im ersten Sommer erfolgreich beenden zu können.

    Kalksteinklippen der Beechey-InselAm 26. Juli begegneten den beiden vor einem Eisberg ankernden Schiffen die Walfangboote Prince of Wales und Enterprise; man stattete sich gegenseitig Besuche ab. Auch auf die Kapitäne der beiden Walfänger wirkte die Expeditionsmannschaft höchst motiviert und zuversichtlich. Es war der letzte Kontakt der Expeditionsteilnehmer mit der europäischen Außenwelt.


    Erebus und Terror segelten weiter Richtung Westen und kreuzten zwischen Devon- und Cornwallis-Insel nordwärts in den Wellingtonkanal, den sie nach eigenen Angaben bis zum 77. Breitengrad hinauf segelten – vermutlich suchten die Expeditionsteilnehmer, von der damals gängigen Theorie vom eisfreien Nordpolarmeer beeinflusst, den Durchgang in den Pazifik zunächst im Norden. Gegen Ende des kurzen Sommers bewegten sich die Schiffe jedoch an der Westküste der Cornwallis-Insel vorbei wieder Richtung Süden, und man überwinterte 1845/46 (nicht 1846/47, wie auf dem letzten gefundenen Papier angegeben) vor der Beechey-Insel unmittelbar an der Südwestecke der Devon-Insel.


    Zweite und dritte Überwinterung im Packeis vor der King-William-Insel


    Im folgenden Sommer 1846 brachen die Schiffe zur Weiterfahrt auf und drangen nach Südwesten durch den bis dahin nur als Bucht angesehenen Peelsund bis zur King-William-Insel vor, wo dann aber im September 1846 dichtes, aus dem McClintock-Kanal herantreibendes Packeis alle weiteren Schiffsbewegungen zum Erliegen brachte.


    Der Sommer 1847 brachte dann so geringe Erwärmung, dass sich das Eis nicht lockerte und die Schiffe vor der King-William-Insel eingefroren blieben. Am 11. Juni 1847 starb hier Sir John Franklin aus unbekannter Ursache (vermutlich an einer durch Lötstellen der Konservendosen herbeigeführten Bleivergiftung) – keine 200 Kilometer von jener Stelle entfernt, die er von Westen kommend bei der zweiten von ihm geleiteten Arktisexpedition (1825–1827) kartiert hatte.


    Nach einer dritten Überwinterung im Packeis gaben die bis dahin noch am Leben gebliebenen 105 Expeditionsteilnehmer am 22. April 1848 ihre Schiffe auf und unternahmen unter Führung des Kapitäns der Terror, Francis Crozier, und des nach Franklins Tod die Erebus kommandierenden 1. Offiziers James Fitzjames den verzweifelten Versuch, einen etwa 350 km südlich gelegenen Außenposten der Hudson’s Bay Company am Back River zu Fuß zu erreichen. In einem Steinmal deponierten sie ein Papier mit wenigen, aber wesentlichen Angaben; es ist bislang das einzige schriftliche Zeugnis erster Hand zum Schicksal der Expedition geblieben. Außerdem entdeckte Hinterlassenschaften der Expedition geben Hinweise darauf, dass die Mannschaft in Fehleinschätzung ihrer Kräfte versuchte, die schweren Beiboote als Schlitten über die raue Tundra zu ziehen, voll gepackt mit Proviant und diversen mehr oder weniger unnützen Gegenständen. Nach und nach wurden alle Männer wohl von Hunger, Kälte, Entkräftung und Krankheit dahingerafft, wobei am Ende sogar Kannibalismus geherrscht haben dürfte, wie Inuit Jahre später berichteten.


    Berichte der Inuit


    Eher zufällig entdeckte schließlich der schottische Forscher Dr. John Rae bei seinen im Auftrag der Hudson’s Bay Company durchgeführten Erkundungen des arktischen Küstenbereichs, dass einige bei der King-William-Insel ansässige Inuit verschiedene Artefakte der Franklin-Expedition mit sich führten. Er begann systematisch, in den Inuit-Camps nach Schiffen und weißen Männern zu fragen und Artefakte aufzukaufen. Dabei wurde ihm glaubhaft von weißen Männern berichtet, die verzweifelt und hungernd über Land nach Süden wanderten und dabei nach und nach gestorben waren. Den Berichten war auch als erschreckendes Detail zu entnehmen, dass sich die letzten Überlebenden zu kannibalistischen Übergriffen gezwungen sahen. Ferner erzählten die Inuit von mehreren Gräbern, deren eines mit etwa 30 Leichen gefüllt sei. Im Vertrauen auf seine Berichterstatter verzichtete Rae auf einen persönlichen Besuch der Gräber, da dies eine etwa 14-tägige, sehr anstrengende und gefährliche Wanderung bedeutet hätte.


    Raes Bericht begegnete trotz der nicht weg zu diskutierenden Artefakte, die er von den Inuit eingetauscht hatte, besonders in Kreisen der englischen Gesellschaft viel Skepsis, und sein Vertrauen in die Authentizität der Aussagen von „Wilden“ wurde ihm als Charakterschwäche ausgelegt. Vor allem galt als undenkbar, dass christliche Seeleute unter dem Kommando eines Ehrenmannes wie Sir John Franklin zu kannibalistischem Verhalten fähig sein könnten. Immerhin wurde Rae 1856 die zweite Hälfte der von der Admiralität ausgesetzten 20.000-Pfund-Prämie für Nachrichten über das Schicksal der Franklin-Expedition zugesprochen.


    Letzte Zeugnisse der Franklin-Expedition

    Die im Steinhaufen auf der King-William-Insel gefundene Botschaft
    Zeitgenössische Illustration von Funden der McClintock-ExpeditionLady Franklin, die das Gedenken ihres Mannes nicht beflecken lassen wollte, drängte Admiralität und Regierung, fast zehn Jahre nach dem Aufbruch der Franklin-Expedition weitere Suchexpeditionen auszurüsten, um endgültig zu klären, was ihrem Ehemann und seinen Untergebenen zugestoßen war. Infolge des sich ausweitenden Krimkrieges war die britische Admiralität jedoch nicht mehr bereit, Schiffe für eine vermutlich erfolglose Suche zur Verfügung zu stellen. Die Suchaktionen nach Franklin hatten inzwischen bereits mehr Menschenleben gekostet als die eigentliche Expedition, und allgemein bestand kaum noch Hoffnung, Überlebende zu finden. Im Frühjahr 1854 wurden die Expeditionsteilnehmer offiziell für tot erklärt.


    Lady Franklin hingegen wollte nicht an ein derart klägliches Ende ihres Mannes glauben. Daher finanzierte sie, unterstützt von einem öffentlichen Spendenfonds, 1857 eine letzte Expedition. Kapitän Francis Leopold McClintock, der zuvor bereits als 2. Offizier an Bord der Enterprise an den Suchaktionen beteiligt gewesen war, wurde von ihr mit dem Kommando über die kleine Dampfyacht Fox mit 26 Mann Besatzung betraut. Er wählte als seinen Stellvertreter Leutnant William Robert Hobson. Die Fox stach am 1. Juli 1857 Richtung Lancastersund in See. Nach zwei Überwinterungen in der Baffin Bay und an der Beechey-Insel erreichte das Schiff durch den Peelsund die King-William-Insel. Zwischen April und Juni 1859 entdeckten McClintock und Hobson bei Schlittentouren im Westen der Insel letzte Zeugnisse der Franklin-Expedition. Dazu gehörten verstümmelte Skelette, die auf dem Tundraboden verstreut waren, sowie zwei Leichen in einem zum Schlitten umfunktionierten Beiboot. Am Boot fanden sich einige unter diesen Umständen recht merkwürdig anmutende Ausrüstungsgegenstände wie Silberbesteck, aber auch Tee und Schokolade. Der wichtigste Fund von McClintock und Hobson war jedoch die letzte Nachricht, die Crozier und Fitzjames im April 1848 in einem Steinmal deponiert hatten. Danach stand zweifellos fest, dass John Franklin zu der Zeit nicht mehr lebte, als das erste Suchschiff England verlassen hatte, und dass auch die von Rae gesammelten Berichte der Inuit im Wesentlichen der Wahrheit entsprochen hatten

    :P


    Lobo





    Glück ist das einzige was sich verdoppelt, wenn man es teilt[SCHILD=random]der beste Lobo der Welt [/SCHILD]

  • Quelle "WDR Fernsehn"


    1845 startet eine Expedition, angeführt vom Polarexperten Sir John Franklin. Nie zuvor wurde eine Expedition luxuriöser ausgestattet: Heißwasserkessel für die Heizung, Dampfdruck betriebene Schiffsschrauben, Eisenplatten als Schutz vor dem Eis und Proviant und Heizmaterial für mindestens drei Jahre. Keiner konnte ahnen, dass von dieser Reise niemand mehr lebend zurückkehren würde.


    Erst fünf Jahre später am 23. August 1850, und nachdem man kein einziges Lebenszeichen von der Expedition erhalten hatte, fanden Suchtrupps die ersten Spuren: Auf Beechey Island, einer kleinen Insel im hohen Norden des amerikanischen Kontinents, stieß man auf die Gräber von drei Seeleuten. Alle weiteren Funde waren noch schauriger: vereinzelte Knochen, ein Boot mit Skeletten... keine Spur von Überlebenden. Obwohl die Ehefrau John Franklins die Hoffnung niemals aufgab und weitere Suchaktionen initiierte, konnte keiner der Teilnehmer gerettet werden.


    Spätere Funde deuten darauf hin, dass die Schiffe im Eis eingeschlossen wurden und den Mannschaften nach fast zweijähriger Wartezeit nur noch ein Ausweg blieb: Mit kleinen Beibooten und zu Fuß den über tausend Kilometer langen Weg zur nächsten bewohnten Siedlung anzutreten. Dabei nahmen sie zum Teil sinnloses Zeug mit: Seife, Schwämme, Zahnbürsten, Bücher. Die einzigen Lebensmittel waren Tee und Schokolade. Auch diese letzte verzweifelte Flucht hat keiner überlebt.
    1981 wird der Fall Franklin komplett neu aufgerollt


    Im Jahr 1986 entschließt sich Beattie, die letzten Zeugen der Ereignisse zu befragen: Die drei Seeleute, deren Gräber man 1850 gefunden hatte. Man hofft ihre sterblichen Überreste mittels der modernen Analyseverfahren zum sprechen bringen zu können. Eine frühere Expedition hatte ergeben, dass die Gräber im Permafrostboden eingefroren und damit recht gut erhalten sein mussten.


    Am 29. Juni 1981 entdeckt ein Team um den kanadischen Anthropologen Owen Beattie den Knochenrest eines der Expeditionsteilnehmer und beginnt den Fall Franklin komplett neu aufzurollen. Warum waren die erfahrenen, gut ausgestatteten Seeleute jahrelang nicht in der Lage gewesen sich aus ihrer Situation zu retten? Warum nahmen sie sinnlose Utensilien mit auf ihre Flucht? Was konnte die Mannschaft so sehr geschwächt haben?
    Modernen Analyseverfahren bringen drei tote Seeleute zum Sprechen


    Sehr sorgfältig machen sich Beattie und seine Mitarbeiter daran, die Körper zu exhumieren. Als der erste Sargdeckel vorsichtig entfernt wurde, sah man, dass die Leiche des Seemanns aus dem letzten Jahrhundert in einem kompakten Eisblock eingefroren war. Mit kleinen Mengen warmen Wassers löste man sie langsam heraus. Alle drei begrabenen Seeleute wurden vom Eis befreit und dann in einem Laborzelt sorgfältig untersucht. Es wurden Röntgenaufnahmen gemacht, Autopsien vorgenommen und Gewebeproben entnommen. Das erstaunliche Ergebnis: Die Crew Franklins starb nicht wie angenommen an Hunger, Kälte oder Skorbut sondern an einer massiven Bleivergiftung.
    Grafik: Tod durch Bleivergiftung; Rechte: WDR
    Die Bleiwerte, die man per Analyse in den Haarproben der drei begrabenen Seeleute gefunden hat. Diese Mengen sind in hohem Grade giftig


    Die „Killer“ waren die Konservendosen für den Proviant, eine damals noch recht neue Erfindung. 8.000 Stück hatten die Schiffe geladen. Sie waren mit Blei verschweißt und, weil der Hersteller dieser Vorräte offensichtlich unter Zeitdruck gestanden hatte, die Schweißnähte waren auch im Inneren der Dosen angebracht worden. Die Folge: Eine große Menge des für den Menschen überaus giftigen Bleis wurde von den Seeleuten mit der täglichen Nahrung aufgenommen und führte zu schweren Vergiftungserscheinungen. Das typische Krankheitsbild: Magersucht, Abgeschlagenheit, Reizbarkeit, Paranoia, Konzentrationsverlust, Unfähigkeit klare Entscheidungen zu treffen. In den Gewebeproben der erhaltenen Leichname fand man den Beweis: Eine rund zehnfache Überdosis an Blei.



    [Blocked Image: http://cussler.plusboard.de/userpix/cussler/18_Tod_durch_Bleivergiftung_Tabelle_1.jpg]
    Die Bleiwerte, die man per Analyse in den Haarproben der drei begrabenen Seeleute gefunden hat. Diese Mengen sind in hohem Grade giftig