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Annual Press Conference of the GFZ

Prof. Dr. Dr. Reinhard F. Hüttl (links), Martin Gorholt (Foto: GFZ).
Jahrespressekonferenz am GFZ (Foto: GFZ).

[in German only] Forschung am GFZ: Rückblick 2014 und Ausblick 2015
Jahrespressekonferenz des GFZ

22.01.2015: Anlässlich seiner Jahrespressekonferenz präsentierte das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ einen Rückblick auf seine Forschungsaktivitäten im vergangenen und einem Ausblick auf einige geplante Projekte im neuen Jahr. Im Beisein von Staatssekretär Martin Gorholt, Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg erläuterte Professor Reinhard Hüttl, der Vorstandsvorsitzende des GeoForschungsZentrums, einige Highlights der GFZ-Forschung.

1.) GITEWS/PROTECTS
Der zehnte Jahrestag der Tsunami-Katastrophe im Indischen Ozean war weltweit Anlass des Gedenkens an eine Viertelmillion Tote. Die hohe Opferzahl war vor allem der Tatsache geschuldet, dass es kein Frühwarnsystem und keine Katastrophenplanung im Indischen Ozean für solche durchaus erwartbaren Ereignisse gab. Unter Federführung des GFZ und im Auftrag der Bundesregierung entwickelte und implementierte das GFZ mit einer großen Zahl Projektbeteiligter das „German-Indonesian Tsunami Early Warning System“ (GITEWS). Das System nahm 2008 den operativen Betrieb zur Systemoptimierung auf und konnte 2011 voll funktionsfähig an die indonesische Regierung übergeben werden. GITEWS ist Kernstück des indonesischen Tsunami-Frühwarnsystems und gilt nach internationaler Evaluation als eines der modernsten Systeme seiner Art weltweit. Als Nachsorge und Ausbildungs-/Trainingsmaßnahme lief von 2011 bis 2014 das Project PROTECTS (Project for Training, Education and Consulting for Tsunami Early Warning Systems); auch dieses Vorhaben wurde im März 2014 planmäßig abgeschlossen. Reinhard Hüttl: „Die besondere tektonische Situation Indonesiens mit extrem kurzen Vorwarnzeiten erforderte einen innovativen Ansatz für die Tsunami-Warnung. GITEWS wurde dafür ausgelegt und hat seit 2011 mehrfach gezeigt, dass es in der Lage ist, eine erfolgreiche Frühwarnung zu ermöglichen.“

2.) Satelliten
CHAMP, GRACE, SWARM, GRACE-FODer GFZ-Satellit CHAMP (Start: 2000) war der  Gründervater einer ganzen Familie neuer Satelliten und Satellitenmessverfahren. 2002 folgte die Tandemsatellitenmission GRACE, die auf dem CHAMP-Konzept beruht; im November 2013 wurde die SWARM-Mission gestartet, ein Trio baugleicher Satelliten ebenfalls auf CHAMP-Basis. Und für August 2017 ist der Start der GRACE-Nachfolgemission GRACE-Follow On (GRACE-FO) geplant.Die GRACE-Mission brachte wesentliche Fortschritte in der Erfassung des Erdschwerefelds, wie sie sich zum Beispiel in der verbesserten Auflösung der „Potsdamer Schwerekartoffel“ zeigt. Aber auch die verbesserte Erfassung der Eismassenbilanz von Grönland und der Antarktis basieren auf Auswertungen der CRACE-Daten durch die GFZ-Wissenschaftler. Professor Hüttl sagte dazu: „Natürlich erfolgt solche Forschung in internationaler Zusammenarbeit. Unsere Wissenschaftler sind eingebunden in die globale community. So fand im Mai 2014 das GRACE-Science Team-Meeting am GFZ statt – ein Hinweis auf unser Gewicht in dem Programm.“

Ein Beispiel für die Relevanz solcher Missionen ist die Übernahme des GFZ-Schwerefelds „EIGEN-6C3“ als Basis des neuen nationalen kanadischen Höhenreferenzsystems.Das Ende der GRACE Mission ist aber absehbar. In Abhängigkeit vom Durchhaltevermögen der Bord-Batterien werden die beiden Satelliten vermutlich 2017, im Idealfall 2018, ihre Arbeit einstellen. Das GFZ plant daher mit seinen Partnern bereits die Nachfolgemission GRACE-FO. Nach erfolgreichem ersten Design-Entwurf Anfang 2014 findet im Februar 2015 in Immenstadt/Bodensee bei Airbus (früher Astrium) das „GRACE critical design meeting“ statt. Dort werden die Entscheidungen für die finale Auslegung der GRACE-Satelliten gefällt.

Als direkter Nachfolger von CHAMP wurde im November 2013 die drei SWARM-Satelliten gestartet. Seit Mai 2014 sind die ersten SWARM-Daten qualitätsgeprüft verfügbar, seitdem erfolgt ein stetiger Datenfluss. Im Dezember 2014 fand dazu ein SWARM Data Quality Workshop am GFZ statt – die Welt zu Gast auf dem Telegrafenberg. Mit den SWARM-Daten wird das Erdmagnetfeld in einer bisher unerreichten Auflösung erfasst. Damit sind präzisere Einblicke in Prozesse des Erdkerns, des Erdmantels und der Erdkruste möglich sowie eine genauere Beobachtung des so genannten Weltraumwetters.Besonders erfreulich: SWARM-Daten gehen in ein Schwerpunktprogramm (SPP) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ein und bilden die Grundlage zahlreicher Vorhaben an wissenschaftlichen Einrichtungen. „Das SPP ‚Dynamic Earth‘ macht die dynamischen Prozesse der Erde sichtbar und verstehbar. Die Daten der Satellitenmissionen CHAMP, GRACE, GOCE und SWARM werden uns insbesondere das Schwere- und das Magnetfeld detaillierter erschließen,“ führt Reinhard Hüttl dazu aus.

Geowissenschaften haben es mit gewaltigen Datenmengen zu tun. Das GFZ hat daher zusammen mit der Humboldt-Universität Berlin und dem Konrad-Zuse-Institut Berlin im vergangenen November das BMBF-Verbundprojekt „GeoMultiSense“ eingeworben, das beispielhaft Big Data managen soll. Die innovativen Technologien von GeoMultiSens unterstützen Wissenschaftler im Verständnis komplexer Prozesse der Erdoberfläche, die mit globalen Herausforderungen wie Klimawandel, Bevölkerungswachstum oder dem Verlust der biologischen Vielfalt in Zusammenhang stehen.

3.) Magnetfeld der Erde
Neben den SWARM-Daten zum Erdmagnetfeld verfügt das GFZ über terrestrische Daten zum Erdmagnetfeld, die es in Feldkampagnen und mit Observatorien selbst erfasst. Das GFZ hat ein verzweigtes Netz an magnetischen Observatorien. Neu hinzu kamen 2014 die Observatorien Lombok/Indonesien und Vassouras/Brasilien sowie eine Beteiligung des GFZ am Observatorium Tristan de Cunha/Südl. Zentralatlantik. Neben dem Schließen von Lücken in der terrestrischen Messung des Erdmagnetfelds ist insbesondere das Observatorium auf Tristan de Cunha interessant: „Vor rund 130 Millionen Jahren trennte sich Südamerika von Afrika. Tristan de Cunha markiert den Punkt, wo die Trennung begann,“ so Prof. Hüttl. „Messungen vor Ort geben uns Aufschluss darüber, wie ein solches Auseinanderbrechen von Urkontinenten sich heute dort abbildet. Zudem findet sich genau an dieser Stelle eine Schwächezone des Magnetfelds, die Südatlantische Anomalie.“ Wie die anderen beiden Stationen, werden sie durch ihre Äquatornähe erhebliche Beiträge in der Langzeitbeobachtung der Lageveränderung des magnetischen Äquators liefern.

4.) Erdbebenforschung
Die Erforschung tektonischer Prozesse und der damit zusammenhängenden Gefährdung gehört zu den Kernkompetenzen des GFZ. Das GFZ untersucht dieses an drei Brennpunkten: der Subduktionszone am Westrand Südamerikas, der Verwerfungszone bei Istanbul und der Kontinent-Kontinent-Kollision in Zentralasien.Das Pisagua-Erdbeben vor Chile vom 1. April 2014 fand genau in der von GFZ-Forschern festgestellten seismischen Lücke vor Chile statt, wo sich das letzte Großbeben vor rund 140 Jahren ereignete. Zusammen mit internationale Partnern hat das GFZ deshalb genau dort ein Plattenrandobservatorium „Integrated Plate Boundary Observatory Chile“ (IPOC) eingerichtet. Hüttl: „Wie einer unserer Wissenschaftler feststellte, ist das für Seismologen wie ein Sechser im Lotto: Für ein derart starkes Beben gab es sehr wenige Opfer; und jetzt haben wir  Daten vor, während und nach einem Starkbeben.

In der Nordanatolischen Verwerfungszone (NAFZ) sind seit über 100 Jahren die Starkbeben vom östlichen Ende immer weiter nach Westen gewandert. Ein großes Beben südlich von Istanbul ist daher zu erwarten, nur weiß niemand, wann und wo genau das sein wird. GFZ-Wissenschaftler haben zusammen mit türkischen Kollegen ein Meßnetzwerk namens GONAF (Geophysical Observatory in the North Anatolian Fault Zone) aufgebaut, das GFZ bringt dort derzeit weitere Bohrungen nieder, in die Messapparaturen wie Seismometer eingebaut werden. Sie konnten damit einen Bereich in der NAFZ feststellen, der sich besonders ruhig verhält, weil sich die Platten an dieser Stelle stark verhakt haben. Diese Zone kann der Ausgangspunkt für das zu erwartende starke Erdbeben sein. Die Erdbebenforschung geht vor Ort mit Erdbebenvorsorgeforschung einher: GFZ-Wissenschaftler und ihre türkischen Kollegen untersuchen das Stadtgebiet auf seine seismischen Eigenschaften und auf die Bausubstanz.

Solche Arbeiten finden auch in Zentralasien, vor allem in der kirgisischen Hauptstadt Bishkek statt. Sie sollen helfen, die Katastrophenauswirkungen zu minimieren. Dazu veranstaltete das GFZ in Almaty, Kasachstan im Oktober 2014 einen Workshop: „Auswirkungen von Georisiken“, an dem Wissenschaftler und Ingenieure aus 17 Ländern teilnahmen.

5.) Geo-Energie
Deutschland ist auf dem Weg zur Energiewende. Prof. Reinhard Hüttl war Mitglied der „Ethik-Kommission Sichere Energieversorgung“ der Bundesregierung, Geo-Energie ist einer der Schwerpunkte des GFZ. Die Geothermie ist eine nachhaltige und vor allem grundlasttaugliche Energieform. Ihre weitere Erforschung, vor allem der tiefen Geothermie, ist für eine nachhaltige Energiezukunft unerlässlich. Der Leiter des Internationalen Geothermie-Forschungszentrums am GFZ ist zugleich Vorsitzender für Geothermie in EERA (Europ. Energy Research Alliance) und hat im Dezember 2014 als solcher auf der SET Plan2014-Konferenz in Rom eine Veranstaltung organisiert, auf der Prof. Töpfer und andere hochrangige Personen die wesentliche Zukunftsrolle der Geothermie bestätigten.Reinhard Hüttl: „Wir planen für 2015 die Inbetriebnahme eines Demo-Geothermiekraftwerks in Indonesien, also nicht nur Wärme-, sondern auch Stromerzeugung aus Erdwärme. Aber auch vor der Haustür arbeiten wir an der Geothermie: In Berlin-Charlottenburg, Nähe Zoo, soll in diesem Jahr eine Erdwärmebohrung abgeteuft werden. Ziel der Forschungsbohrung ist, für die städtische Wärmeversorgung die Wärmespeicherung in einem tiefen, salinarem Aquifer zu untersuchen.“

Die geologische Speicherung von CO2 erforscht das GFZ seit über einer Dekade am Forschungsstandort Ketzin. Im Oktober 2014 konnte ein wissenschaftlicher Feldversuch zur Rückförderung von CO2 erfolgreich abgeschlossen werden. „Wir haben damit in  Ketzin gezeigt, dass man CO2 nicht nur sicher speichern, sondern auch wieder zurückholen kann. 2015 wollen wir im Sommer einen weiteren Feldversuch zur Einspeisung von Sole in das Reservoir durchführen,“ erläutert Professor Hüttl. Mit diesem Versuch soll sozusagen das Rückströmen und die Vermischung des verdrängten Salzwassers mit dem CO2 untersucht werden.

Das GFZ hat erfolgreich ein Patent angemeldet, in dem die geologische Speicherung von CO2 mit „Power-to-Gas-to-Power“-Technologie verbunden wird, die auf einem geschlossenen Kohlendioxidkreislauf und einem Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk beruht. Dabei werden Überschüsse aus Windenergie zur elektrolytischen Herstellung von Wasserstoff genutzt. Dieser reagiert mit CO2 aus der dynamischen CO2-Speicherung zu Methangas (CH4) welches in einer zweiten geologischen Formation gespeichert wird.

6.) Geomikrobiologie und Geo-Bio-Wechselwirkungen
Im vergangenen Juli brachte das GFZ Mikroorganismen auf die Internationale Raumstation ISS. Dort entwickeln sie sich unter marsähnlichen Bedingungen, d.h. auf marsähnlichen Gesteinen und unter einer marsähnlichen Atmosphäre. Die Proben sollen Ende 2015 wieder zurückgeholt werden, um zu untersuchen, ob und, wenn ja, warum und wie sie überlebt haben. Man erhofft sich darüber Aufschlüsse, wie das Leben auf Planeten kommt und dort überdauern kann.

Diese Arbeiten stehen u.a. im Zusammenhang mit der GFZ-Forschung zur so genannten Critical Zone. Darunter versteht man den Bereich von der Erdoberfläche bis zum Grundgestein, dem Ausschnitt auf dem und von dem die Menschen leben. Hier wirken biologische und geophysikalisch-geochemische Prozesse zusammen, beispielsweise bei der Gesteinsverwitterung oder bei der Bodenbildung. Insbesondere mikrobiologische Umwandlungsprozesse und Abbauraten organischer und mineralischer Komponenten in geologischen Habitaten inklusive der Modellierung von Abbaupfaden und vernetzte Prozesse sind hierbei von großem Interesse. Thema sind letztlich die Auswirkungen geomikrobiologischer Prozesse auf den menschlichen Lebensraum insgesamt und auf geologische Ressourcen im weitesten Sinne.Dazu gibt es im kommenden Jahr eine größere Baumaßnahme am GFZ. Ein neues Laborgebäude, das „Helmholtz-Labor für Integrierte geowissenschaftlich-biologische Forschung (GeoBioLab)“, soll an der nordwestlichen Ecke des Wissenschaftsparks entstehen und 1439 m² Nutzfläche umfassen. „Ziel ist es, hier die im Aufbau befindlichen geowissenschaftlich-biologisch ausgerichteten Arbeitsgruppen unterzubringen. Gerade sie benötigen solche Labore, die es beim GFZ derzeit nicht oder nicht in ausreichendem Maße gibt. Rund 50 Beschäftigte sollen im GeoBioLab ihre Labor- und Büroarbeitsplätze finden,“ erklärt Professor Hüttl. Darüber hinaus soll ein Serverraum integriert werden, um die jetzige Serverraum-Situation des gesamten GFZ zu konsolidieren und den Aufwuchs an Rechnerkapazitäten für die nächsten Jahre aufnehmen zu können. Die Kombination von Serverraum und hochgerüsteten Laboren lässt technisch und ökonomisch erhebliche Synergien erwarten, da technische Gebäudeinfrastruktur gebündelt und die  Abwärme der Rechner zu Heizzwecken vor allem der Laborzuluft als auch der Büros verwendet werden kann.

Das GeoBioLab stellt eine neue Forschungsinfrastruktur dar, die Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen (Mikrobiologie, Molekularbiologie, Biogeochemie, Bodenkunde, Sedimentologie, Geologie, Mineralogie) eine gemeinsame Forschung zu geologisch-biologisch relevanten Themen ermöglicht. Hauptziel der geplanten Arbeiten im GeoBioLab ist es, ein grundlegendes Verständnis (mikro)biologischer, (bio)geochemischer und geologischer Prozesse und deren Interaktion in tiefen Ablagerungen und Gesteinen auf geologischen Zeitskalen zu erlangen.

7.) Geoforschung wächst
Auch im vergangenen Jahr ist das GFZ stetig gewachsen, derzeit sind rund 1180 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am GFZ beschäftigt. Das GFZ ist als die größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung im Land Brandenburg eng mit seinen Partneruniversitäten durch zahlreiche gemeinsame Berufungen verbunden. Hüttl: „Erfreulich ist, dass wir im vergangenen Jahr insgesamt weitere acht gemeinsame Berufungen, davon drei Frauen, mit den Universitäten besetzen, oder wiederbesetzen konnten.“ Zu diesen Berufungen gehören international hochrangige Expertinnen und Experten. 2014 konnten im Zuge der Helmholtz-Rekrutierungsinitiative Frau Prof. Benning aus Leeds/UK und Herr Prof. Cotton aus Grenoble/Frankreich gewonnen werden. Auch für das Jahr 2015 sind weitere gemeinsame Berufungen geplant.

Die Vernetzung der Geowissenschaften in der Region Potsdam/Berlin wird über die gemeinsame Koordinierungsplattform der Geowissenschaften in Potsdam und Berlin Geo.X vorangetrieben. Mit Geo.X umfassen die Geowissenschaften an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in Potsdam und Berlin derzeit 2250 Mitglieder, 3350 Studierende, 550 Doktoranden, 116 Professuren und 32 gemeinsame Berufungen. Das ist die höchste Konzentration an Geowissenschaften in ganz Europa. In Europa  hat sich auf Initiative des GFZ das Netzwerk Geo.8 der „Earth Science National Labs“ gegründet. Beteiligt sind Deutschland, Frankreich, UK, Italien, Spanien, die Niederlande, Polen und die Schweiz.

Der Haushalt des GFZ ist auf rund 95 Mio. Euro angewachsen, davon sind ca. 40% Drittmittel. Im Gegenzug gibt es aktuell sechs aktive Ausgründungen von GFZ-Wissenschaftlern, zwei weitere sind in Planung. _______________________________________

Abb. in druckfähiger Auflösung finden sich hier.

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