Dr. Alina Shevchenko und Dr. Jeffrey Paulo Perez haben die Stipendien des GFZ Discovery Fund erhalten und ihre Forschungsarbeit im November 2022 aufgenommen.
Das Projekt von Alina Shevchenko widmet sich der Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Vulkanen und Kryosphäre und gefährlichen Prozessen, die damit in Verbindung stehen. Vulkanausbrüche in Gletscherumgebung oder Permafrostgebieten können Sektoreneinstürze, Erdrutsche, heiße Schlammströme nach sich ziehen, aber auch Tsunamis in den Vulkanseen auslösen oder Gletschersee-Ausbrüche verursachen. Deshalb zielt das Projekt darauf ab, ein innovatives System zur Überwachung aktiver Vulkane in hochgelegenen Gebieten zu entwickeln. Das Überwachungssystem soll auf multisensorischen Satelliten- und Drohnenbeobachtungen basieren. Shevchenko nutzt verfügbare photogrammetrische Archive mit hochauflösenden Daten, um die Topografie mehrerer Jahrzehnte von sich schnell verändernden Vulkanen zu rekonstruieren. Dadurch können morphologische Vorstufen von gefährlichen Ereignissen erkannt und der Einfluss des vulkanischen Wärmestroms und des Klimawandels auf die sich degradierende Kryosphäre abgeschätzt werden. Mithilfe der Fernerkundungsergebnisse werden gefährliche Prozesse analog modelliert und weitere Gefahren abgeschätzt. Die Sektion "Fernerkundung und Geoinformatik" führt die Forschungsarbeiten in enger Zusammenarbeit mit den Sektionen "Physik von Erdbeben und Vulkanen" und "Geomorphologie" durch.
Shevchenko hat ihre Doktorarbeit über Vulkangeomorphologie an der Staatlichen Universität St. Petersburg geschrieben und war maßgeblich an der Überwachung der vulkanischen Aktivität vor Ort am Institut für Vulkanologie und Seismologie in Kamtschatka beteiligt.
Jeffrey Paulo Perez wird sich mit der Dynamik organischen Kohlenstoffs in redox-beeinflussten arktischen Böden unter einem sich erwärmenden Klima beschäftigen. Organischer Kohlenstoff (OC, engl. organic carbon) wird durch seine Wechselwirkung mit Eisen-Redox-Mineralen im Boden stabilisiert, da diese zum Aufbau organischer Substanz und zum Verbleib von organischem Kohlenstoff an mineralischen Grenzflächen beitragen. Überträgt man diese Kenntnis auf das sehr große arktische Torfmoor-Reservoir, so beeinflusst diese Wechselwirkung letztendlich das Quelle-Senke-Verhalten von Treibhausen. Dieses Verhalten wiederum ist für die Vorhersage des Ausmaßes der Freisetzung von Treibhausgasen aus dem Boden − einerseits als Folge des Klimawandels und andererseits als Beschleuniger desselben − von Bedeutung.
Konkret wird sich das Projekt von Jeffrey P. Perez auf die Entwicklung eines biogeochemischen OC-Eisen-Wechselwirkungsmodells auf molekularer Ebene konzentrieren. Das Modell soll zeigen, was den Kohlenstoffkreislauf in (sub)arktischen Umgebungen steuert. Mithilfe der OC-Eisen-Transformationswegen und -mechanismen wird Perez die grundlegenden Prozesse quantifizieren, die die organischer Kohlenstoff-Stabilisierung in (sub)arktischen Torfgebieten unter zukünftigen Erwärmungsszenarien bestimmen. Das Projekt wird gemeinsam von der Sektion „Organische Geochemie“ und der Sektion „Grenzflächen-Geochemie“ durchgeführt.
Jeffrey Paulo Perez promovierte im Jahr 2020 an der Freien Universität Berlin und am Deutschen GeoForschungsZentrum. Er untersuchte die Bildung des redox-aktiven Eisenminerals Green Rust und dessen Wechselwirkung mit Arsenverbindungen. Anschließend forschte er zur Eisen-Redoxchemie und deren Einfluss auf die Nährstoffverfügbarkeit in sauerstoffarmen heutigen und früheren Umgebungen.
Die Stipendien für die Forschenden aus dem Discovery Fund haben eine Laufzeit von bis zu drei Jahren und fördern besonders innovative Projekte, welche zukünftige Forschungsfelder innerhalb der GFZ-Forschungsgruppen identifizieren. Das Forschungsthema ist dabei frei wählbar. Es muss jedoch einer der GFZ-Forschungsgruppen der vierten Förderperiode (PoF IV) der Helmholtz-Gemeinschaft zugeordnet sein. Darüber hinaus sollte es interdisziplinär ausgerichtet sein und in enger Zusammenarbeit mit mindestens zwei GFZ-Sektionen durchgeführt werden.
