Sedimentäres organisches Material enthält unterschiedliche Mengen an verschiedenen Metallen, die aus der Vorläuferbiomasse stammen oder sekundär in die kohlenstoffhaltige Matrix eingebaut wurden. Die Diagnostizität dieses organometallischen Fingerabdrucks, die Auswirkungen diagenetisch komplexierter Metalle auf die organische Konservierung und den C-Zyklus, der katalytische Einfluss auf nachfolgende Umlagerungen/Umwandlungen oder die Rolle metallhaltiger organischer Stoffe bei der Erzbildung sind noch unzureichend verstanden. Wir konzentrieren uns auf die Grundlagen der Einbindung organischer Metalle mit dem Ziel, die Rolle der Metalle auf verschiedenen Ebenen im globalen Kohlenstoffkreislauf besser zu verstehen.

Wie hat sich das Leben von den ersten Bakterien zu immer komplexerem Leben entwickelt, das schließlich in der Entstehung von Tieren und schließlich uns selbst gipfelte? Wie können wir die Anfänge des Lebens auf der Erde und darüber hinaus besser verfolgen? Wir untersuchen die kontinuierliche Wechselwirkung zwischen der biologischen Evolution und einem sich verändernden Erdsystem aus einer ganzheitlichen Perspektive und suchen nach neuen Biosignaturen. Unser Schwerpunkt liegt auf fossilem Kohlenstoff in Form von morphologischen Überresten (Fossilien), stabilen Isotopensignaturen in organischen Stoffen und auf alten sedimentären Kohlenwasserstoffen als Überreste von biologischen Lipiden. Parallele molekularbiologische Ansätze konzentrieren sich auf die Entwicklung der Biosynthesefähigkeit von Lipiden im Laufe der Erdgeschichte.

Angesichts des raschen globalen Umwelt- und Klimawandels ist es dringend erforderlich, zwischen natürlichen Mechanismen und vom Menschen verursachten Prozessen zu unterscheiden. Das Verständnis der Raum-Zeit-Dynamik von Extremereignissen ist eine Voraussetzung für deren Vorhersagbarkeit. Wir streben eine bessere Projektion des Wandels des Erdsystems - Ökosysteme, biogeochemische Kreisläufe, Wettermuster, biologische Vielfalt und Landschaftsdynamik - an, indem wir den Kohlenstoffkreislauf, das Klima und die Ökosystemdynamik in Zeiträumen der jüngeren Vergangenheit untersuchen, in denen höhere durchschnittliche Meerwassertemperaturen, ein erhöhter pCO2-Wert oder beschleunigte Veränderungsraten zu verzeichnen waren. In jüngeren Ablagerungen beobachten wir den Beginn einer anthropogenen Überprägung.

Wie und warum werden bestimmte Lipide biosynthetisiert, was reguliert diese Aktivität, wie sind die biosynthetischen Kapazitäten phylogenetisch verteilt und können wir die Entwicklung solcher Kapazitäten im Laufe der Erdgeschichte einschränken? Wir konzentrieren uns auf frische Biomasse und fossile Lipide und verwenden eine Kombination aus molekularen, isotopischen und genomischen Ansätzen, um die Ursprünge der modernen Biosynthesewege zu verstehen und mehr Details über die Isotopenverteilung während dieser Wege zu erhalten. Darüber hinaus erforschen wir den Nutzen der Isotopenchemie als neues Tracer-Instrument für die Analyse des menschlichen Metaboloms.

Die Verringerung der Treibhausgasemissionen reicht nicht aus, um die derzeit festgelegten Klimaziele zu erreichen. Ein "echter" Ausgleich in Form einer aktiven Beseitigung von Treibhausgasen ist erforderlich, doch die meisten Technologien für negative Emissionen sind durch Kosten, TRL, Skalierbarkeit, ökologische Risiken oder gesellschaftlichen Widerstand begrenzt. Wir untersuchen mechanistische Lösungen auf der Grundlage des Kohlenstoffkreislaufs, wie die Inertisierung von Biomasse-Kohlenstoff und Abfall-Kohlenstoff, um die Verweilzeit dieser CO2-Senken zu verlängern und die Umweltaspekte der langfristigen Speicherung zu bewerten.

Die relative Häufigkeit seltener stabiler Isotope, die in biologische Moleküle eingebaut sind, gibt Aufschluss über die verwendeten Substrate, die Biosynthesewege, die Umweltbedingungen und die Veränderungen, die nach der Ablagerung stattgefunden haben. Dank der Fortschritte bei der hochauflösenden MS können wir jetzt die interne Isotopenanatomie einzelner Moleküle untersuchen. Indem wir die Isotopenverklumpung untersuchen und die Wahrscheinlichkeit seltener intramolekularer Isotopenmuster bestimmen, erforschen wir Informationen, die in der "Isotopenanatomie" von Molekülen aufgezeichnet werden können.