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Geo.X – Unsere Mission

Geo.X vereint durch seine Partner geowissenschaftliche Forschung auf allen Raum- und Zeitskalen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler studieren die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen der festen Erde, der belebten Welt, der Hydrosphäre und der Atmosphäre. Doch welche Rolle nimmt der Mensch in diesem komplizierten System ein?

Um diese Interaktion besser zu verstehen,  betreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Grundlagenforschung über das System Erde und nutzen diese Erkenntnisse in der Angewandten Forschung. Über die Entwicklung von Methoden und Technologien sowie die Bereitstellung von Serviceleistungen wird schließlich der Transfer in die Praxis, die Gesellschaft und die Politik geschaffen.

Durch diese Verflechtung wird es möglich, auf Basis eines vertieften Verständnisses von Prozessen des Systems Erde nachhaltige Strategien zum Management des Systems Erde-Mensch zu entwickeln.

Geo.X-Themenfelder

Die Phlegräischen Felder: Ein etwa 20 km westlich des Vesuvs gelegenes Gebiet mit hoher vulkanischer Aktivität (Foto: Thomas Walter, GFZ).

Georisiken entstehen an der Schnittstelle zwischen Natur und Mensch. Ihre Beherrschung verlangt nicht nur ein fundamentales Verständnis der zugrundeliegenden natürlichen Prozesse und dessen Einbindung in quantitative Gefährdungsmodelle, sondern auch eine sorgfältige Analyse von Vulnerabilität unter Einbeziehung der Vergangenheitsperspektive für die Datenerhebung und -bewertung. Die hochgradige Dynamik des sich aus der Verknüpfung von Gefährdung und Vulnerabilität ergebenden Risikos macht neue Wege notwendig, die nicht mehr allein auf die bestmögliche Quantifizierung der gegenwärtigen Risiken abzielen, sondern auch ihre zeitlichen Änderungen im Auge haben. Risiken zu erkennen und kontrollieren, ihre zukünftigen Entwicklungen vorauszusagen, und geeignete Schutzstrategien zu entwickeln, gehört zu den gegenwärtig brennendsten Herausforderungen der Georisiko-Forschung.

Wir forschen zu folgenden Schwerpunkten:

  • Erdbeben
  • Tsunami
  • Massenbewegungen
  • Vulkanismus
  • Asteroideneinschläge
  • Meteorologische Extremereignisse
  • Hochwasser
  • Treibhausgase
  • Gletscherrückgang
  • Meeresspiegelanstieg
  • Desertifikation
  • Artensterben
Die Temperatur in der Erde (Quelle: Original Mats Halldin, Vectorization Chabacano Jordens Inre, Beschriftung GFZ, CCBY SA 3.0)

Seit der Mensch existiert, nutzt er die Ressourcen der Erde. Der technische Fortschritt und das Bevölkerungswachstum verursachen allerdings an vielen Stellen eine Übernutzung der natürlichen Umwelt bis hin zur Zerstörung von Lebensräumen. Für die Zukunft wird es darauf ankommen, Nutzung und Schutz der essentiellen Georessourcen wie Luft, Wasser, Boden, Fläche und Rohstoffe in Einklang zu bringen. Die wissenschaftliche Herausforderung liegt dabei sowohl in der Grundlagenforschung zu Prozessverständnis und Systemanalyse als auch in anwendungsorientierten Forschungsarbeiten, die sich mit der Verfügbarkeit und Endlichkeit der Georessourcen befassen.

Wir forschen zu folgenden Schwerpunkten:

  • Fossile Energieträger
  • Mineralische Rohstoffe
  • Metalllagerstätten
  • Geothermie
  • Boden
  • Wasser
  • Luft
  • Strahlung
Istanbul aus der Luft (Foto: Grzegorz Kwiatek, GFZ)

Globaler Wandel beinhaltet nicht nur Prozesse des Umwelt- und Klimawandels; vielmehr erfolgen durch den wirtschaftenden Menschen tief greifende Änderungen der Landnutzung und der Landbedeckung. Die Ernährung der Weltbevölkerung erfordert neue Forschungsanstrengungen in den ländlichen Räumen ebenso wie die Umstellung auf eine Kohlenstoff freie Energiewirtschaft unter Einbezug der Bioenergie. Von der Klimafolgenforschung werden Antworten zur Emissionsreduktion von Treibhausgasen erwartet. Neue Strategien zur Anpassung an die schon nicht mehr zu vermeidenden Folgen des Klimawandels müssen insbesondere für Ballungsräume entwickelt werden; denn in den urbanen Räumen, in denen weltweit bereits mehr als die Hälfte der Menschen lebt, geht die Umgestaltung der natürlichen Lebensgrundlagen am weitesten.

Wir forschen zu folgenden Schwerpunkten:

  • CO2-Speicherung
  • Nutzung des unterirdischen Raumes
  • Geomaterialien und neue Werkstoffe
  • Boden-/Landnutzung
  • Wassermanagement
  • Management ländlicher Räume und Metropolregionen
  • Luftqualität/Ozonabbau
Cyanobakterien unter dem Mikroskop (Foto: GFZ).

Eine große Unbekannte sind vor allem die bisher wenig untersuchten und verstandenen komplexen Wechselwirkungen der Geosphäre mit der Biosphäre. Diese Wechselwirkungen (hydrologisch, biogeochemisch, geophysikalisch, biologisch etc.) finden auf sehr unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen statt und bestimmen die Ausprägung und Funktion unseres Lebensraums. Insbesondere machen sich derartige Änderungen auch in Grenzregionen der Zivilisation bemerkbar, wie in den Hochgebirgen und den hohen Breiten der Erde. Vor dem Hintergrund einer stetig steigenden Weltbevölkerung und der kontinuierlichen Verknappung wichtiger Ressourcen wie Wasser, Nahrungsmittel, Böden und mineralischer Rohstoffe ist eine interdisziplinär vernetzte Forschung in den Bereichen der Geo- und Biowissenschaften somit dringend erforderlich. Ohne die holistische Betrachtung biologischer und geologischer Systeme und der zwischen diesen bestehenden Wechselwirkungen können die Prozesse im oberen Teil der Erdkruste und deren Entwicklung nicht ausreichend verstanden werden. Darüber hinaus gibt es deutliche Hinweise, dass auch das tiefere Erdinnere und der Zyklus der Plattentektonik durch Geo-Bio-Interaktionen beinflusst werden.

Wir forschen zu folgenden Schwerpunkten:

  • Langzeitstabilität geotechnischer Speicher/Lager
  • Gewinnung von seltenen Rohstoffen
  • Wassermanagement
  • Bodennutzung
  • Paläoklima
  • Permafrostgebiete
  • Planetenforschung und Astrobiologie