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Zwei der höchsten europäischen Forschungspreise gehen an das GFZ

Veränderung der Oberflächendunkelheit, wenn kalter, trockener, weißer Schnee (rechte Seite) zu grau (Bildmitte) schmilzt. Die schwarz erscheinenden Partikel im Eis sind meist mikroskopisch kleine, tiefviolette Gletscheralgen (Foto: Laura Halbach).

Zwei Forschende des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ haben unabhängig voneinander einen Synergy Grant des Europäischen Forschungsrates ERC erhalten. Damit gehen insgesamt rund 6 Millionen Euro an das Helmholtz-Zentrum Potsdam.

Synergy Grants verbinden Forscherinnen und Forscher international. Eine weitere Besonderheit neben dem Doppelerfolg für das GFZ ist der Umstand, dass GFZ-Preisträger Stephan Sobolev die Förderung gemeinsam mit seinem Zwillingsbruder Alexander, der in Grenoble forscht, eingeworben hat. Die beiden am GFZ geförderten Projekte heißen „MEET“ und „DEEP PURPLE“. Sie befassen sich mit der Entstehungsgeschichte der Erde seit 4,4 Milliarden Jahren einerseits und mit Schneealgen, die signifikant zur Eisschmelze auf Grönland beitragen, andererseits. Der Vorstandsvorsitzende des GFZ, Reinhard Hüttl, gratuliert beiden Gruppen: „Das ist ein großartiger Erfolg für Liane G. Benning und Stephan Sobolev. Ich danke den beiden und ihren Kolleginnen und Kollegen. So unterschiedlich die beiden Projekte auch erscheinen, zeigen sie doch eines: Die Erde kann nur als System erforscht und verstanden werden.“

Liane G. Benning hat den Grant mit dem Projekt „DEEP PURPLE“ eingeworben. Gemeinsam mit Kollegen erforscht sie Zusammenhang zwischen Geologie, Geochemie, Biologie und Klima anhand der zunehmenden Algenblüte auf arktischen Schnee- und Eisflächen. Auf Grönland untersuchen die Teams aus Aarhus, Bristol und Potsdam, wie die Gletscheralgen wachsen und mit ihrem eisigen Lebensraum interagieren. Die rosa- bis purpurfarbenen Mikroorganismen verdunkeln die Oberfläche der Eisschilde und beschleunigen damit das Abschmelzen der Gletscher.

Die Forscherinnen und Forscher werden an vielen verschiedenen Standorten in Grönland arbeiten und Messungen der Oberflächenverdunkelung sowie der Gletscheralgendichte vornehmen. Sie wollen auch feststellen, wie viel Ruß- und Staub die Algen gleichsam einfangen und damit noch mehr zur Eisschmelze beitragen. Ziel ist es, zu verstehen, wie die biologische Verdunkelung genau abläuft und damit auch Abschätzungen treffen zu können, wo und wann sie in Zukunft auftreten wird.

„DEEP PURPLE“ ist mit insgesamt rund 11 Millionen Euro dotiert und vereint die Teams um Martyn Tranter von der „University of Bristol“ (Großbritannien), Alex Anesio von der „Aarhus Universitet“ in Dänemark und Liane G. Benning vom GFZ in Potsdam. Die Geochemikerin sagt: „Ich freue mich auf die Möglichkeit, die komplexen Interaktionen zwischen den unterschiedlichen Licht absorbierenden Partikeln – Mikroben, Minerale, Ruß – bis ins kleinste Detail zu betrachten. Nachdem die Saison der Eisschmelze immer länger andauert und die Verdunklung der Oberfläche durch Algen immer größere Ausmaße annimmt, ist es umso wichtiger, die Prozesse dahinter genau zu verstehen.“ Denn, so Liane G. Benning, „das abschmelzende Grönlandeis trägt erheblich zum globalem Meeresspiegelanstieg bei.“

Der weitere Synergy Grant geht an den Geophysiker Stephan Sobolev. Im Projekt „MEET“ erforscht er gemeinsam mit seinem Zwillingsbruder Alexander am Institut des Sciences de la Terre der Universität in Grenoble sowie John Valley (University of Madison, Wisconsin, USA) die Entwicklungsgeschichte unseres Planeten. MEET steht für “Monitoring Earth Evolution through Time” und umspannt die Zeit von vor 4,4 Milliarden Jahren bis zu heute. Zwei Fragen stehen im Mittelpunkt des Interesses der Forschenden: Wie hat sich die chemische Zusammensetzung der Erde im Laufe der Zeit entwickelt? Und welche physikalischen Prozesse stehen hinter diesen Veränderungen?

Um diese Fragen zu beantworten, ist es notwendig, die Bewegung von Masse und Energie zwischen dem tiefen Mantel der Erde, der Oberfläche und wieder zurück zu verstehen – also das, was Geologen Recycling nennen. Das geologische Recycling ist die Ursache für die dramatischen Veränderungen der Erdkruste und des Erdmantels in den letzten 4,5 Milliarden Jahren seit der Entstehung des Planeten, für die Kontinente, die über dem Meeresspiegel liegen, und für die Ressourcen, die die Menschen heute nutzen. Die Evolution der Erde hat tiefgreifende Auswirkungen auf Fragen in anderen Disziplinen wie den Ursprung des Lebens und die Bedingungen auf Exoplaneten.

Trotz der offensichtlichen Bedeutung ist die Evolution der Erde noch wenig verstanden. Denn nahezu alle Zeugnisse der Vergangenheit sind über die Äonen verändert oder zerstört worden, chemische Informationen gingen verloren. Allerdings gibt es winzige Reste: So genannte Einschlüsse in uralten Mineralien, Zirkon und Olivin, enthalten Informationen aus der tiefen geologischen Vergangenheit. Die französischen und amerikanischen Forschenden wollen diese Einschlüsse genauer untersuchen.

Am GFZ soll mit den Daten ein physikalisches Modell der Erde entwickelt werden, um die Austauschprozesse und das Recycling zwischen dem Erdmantel und der Oberfläche zu quantifizieren. Das GFZ-Team um Stephan Sobolev wird dabei auch mit den Nachbarn vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung kooperieren. Gemeinsam wollen sie eine neue Klasse von Erdsystemmodellen entwickeln, die Modelle der Mantelkonvektion, Plattentektonik, Oberflächenerosion und des Klimas kombinieren. Auf diese Weise möchten sie ihre Hypothese über die wichtige Rolle von Oberflächenprozessen bei der Kontrolle der Entstehung und Entwicklung der Plattentektonik testen, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde.

Projektförderung: Synergy Grants des Europäischen Forschungsrates ERC sind von den Einzelanteilen her analog zu der höchsten Auszeichnung des ERC, dem Advanced Grant. Sie sind nicht fachbezogen und verbinden Forschende aus mehreren Ländern. Die Gesamtsumme beider Förderpreise für MEET und DEEP PURPLE beträgt knapp 24 Millionen Euro, die sich auf fünf Einrichtungen verteilen. Das MEET-Konsortium erhält 12,8 Millionen Euro (3 davon gehen ans GFZ), die Teams von DEEP PURPLE teilen sich 11 Millionen Euro (ebenfalls 3 Millionen für das GFZ). Die Förderdauer beträgt sechs Jahre und beginnt 2020.

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Liane G. Benning
Sektionsleiterin Grenzflächen-Geochemie
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Email: liane.g.benning@gfz-potsdam.de
Twitter: @LianeGBenning

Prof. Stephan Sobolev
Sektionsleiter Geodynamische Modellierung
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Email: stephan.sobolev@gfz-potsdam.de

Medienkontakt:
Josef Zens
Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1040
Email: Josef.Zens@gfz-potsdam.de
Twitter: @GFZ_Potsdam

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