Unser Forschungsprogramm 2021-2027
"Changing Earth - Sustaining our Future"
Die Menschheit ist auf den Raum, die Ressourcen und die lebenswichtigen Funktionen des Planeten Erde angewiesen. Doch mit ihrem Leben und Wirtschaften beutet sie diese Grundlage zunehmend aus und nutzt sie zugleich als wilde Deponie für Schadstoffe und Treibhausgase. Klimawandel, Artensterben, Umweltverschmutzung und Naturkatastrophen durch geologische Risiken zählen zu den größten Herausforderungen unserer Zeit.
Dies ist Grundlage unseres gemeinsamen Programms "Changing Earth - Sustaining our Future".
Diese globalen Veränderungsprozesse fordern uns dringend zum Handeln auf. Grundlagen hierfür zu schaffen ist eine wichtige Aufgabe der Wissenschaft. Wir müssen den Planeten Erde als dynamisches und hochsensibles System besser verstehen und dieses Wissen bereitstellen. Zusätzlich gilt es, anwendbares Know-how zu schaffen, um Vorhersagen zu ermöglichen und mit innovativen Technologien, strategischen Lösungsansätzen und Handlungsoptionen für Gesellschaft, Wirtschaft und Politik den Weg in eine nachhaltige Zukunft zu bereiten.
Um diesen komplexen und interdisziplinären Herausforderungen zu begegnen, haben sich sieben Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft zusammengeschlossen. Im Helmholtz-Forschungsbereich Erde & Umwelt bündeln wir unsere Kompetenzen in dem gemeinsamen Forschungsprogramm „Changing Earth – Sustaining our Future“ (übersetzt: Erde im Wandel – Unsere Zukunft sichern). Es ist Teil der Programmorientierten Förderung der Helmholtz-Gemeinschaft. In einem systemischen Ansatz erforschen wir unsere natürlichen Lebensgrundlagen von der Landoberfläche über die Ozeane bis hin zu den entlegensten Polarregionen, vom tiefen Erdinneren bis in die Atmosphäre.
Das Forschungsprogramm ist in neun Topics sowie in zahlreichen Querschnittsaktivitäten und Allianzen organisiert. Unser Ziel ist es, das dabei entstehende Wissen zu bündeln und die Zusammenarbeit zwischen den Helmholtz-Zentren und mit nationalen und internationalen Partnern voranzutreiben. Dazu gehören auch die koordinierte Nutzung und Weiterentwicklung unserer weltweit einzigartigen Einrichtungen für Labor- und Feldforschung, Erdbeobachtung, Computer und Datenwissenschaft. Damit die Ergebnisse aus der Forschung ihren Weg in die Öffentlichkeit finden und gesellschaftliche Entwicklungen beeinflussen können, haben wir eine Synthese- und Kommunikationsplattform eingerichtet. Diese ist von vornherein auf Dialog ausgerichtet: Gesellschaftliche Anliegen sollen auch in die Forschung hinein transportiert werden.
Maßgeblich für unsere Forschung am GFZ sind fünf der neun Topics, zwei davon koordinieren wir. Als nationales Zentrum zur Erforschung der festen Erde bringen wir unsere Expertise und Infrastruktur aus Geodäsie, Geophysik, Geologie, Mineralogie, Geochemie, Physik, Geomorphologie, Geowissenschaften, Mathematik und Ingenieurwesen ein, die in fünf Departments organisiert sind.
Topic 1 "Die Atmosphäre im globalen Wandel" │ GFZ-Beteiligung
Die Atmosphäre schützt die Erde vor schädlicher Strahlung, mäßigt Temperaturunterschiede und verteilt Wärmeenergie, Wasser und Schadstoffe: Fast alles Leben hängt von dieser empfindlichen Schutzschicht ab. Wir beobachten atmosphärische Phänomene und Prozesse von ihrem Ursprung bis hin zu den Auswirkungen des Klimawandels, um sie besser zu verstehen und vorherzusagen. Im Fokus: die Forschung zu Luftqualität, zu Rückkopplungen im Klimasystem sowie zu zukünftigen Wetter- und Extremereignissen.
Topic 2 "Ozeane und Kryosphäre im Klimawandel" │ GFZ-Beteiligung
Die Ozeane sowie die Schnee- und Eisgebiete der Erde spielen im komplexen Klimasystem eine wichtige Rolle. Besonders aus den tieferen Ozeanschichten und den Polarregionen fehlen aber wichtige Daten. Mit neuen Beobachtungssystemen und Methoden zur Datenanalyse und Modellierung wollen wir aufklären, wie Ozeane und Kryosphäre das Klima beeinflussen und selbst auf die Erderwärmung reagieren, etwa hinsichtlich Temperaturverteilung, Kohlenstoffspeicherung, Nährstoffkreisläufen, Meeresspiegelanstieg oder Ausdehnung des Meereises.
Topic 3 "Ruhelose Erde – Vorhersage von Georisiken ermöglichen" │ GFZ-Koordination
Erdbeben, Vulkanausbrüche, Tsunami oder Erdrutsche gefährden weltweit Milliarden Menschen. Nur wenn wir mehr über die zugrundeliegenden physikalischen Prozesse wissen, lassen sich die Auswirkungen minimieren. Dazu entwickeln wir eine neue Generation von Erdbeobachtungssystemen sowie innovative Techniken zur Modellierung und zuverlässigen Interpretation der Daten. Wir erweitern das Verständnis für die ursächlichen Kräfte, die hinter den relevanten geologischen Prozessen stehen. Unser Schwerpunkt liegt auf der Identifizierung, und dem Verständnis der Vorbereitungsphase von gefährlichen Ereignissen.
Topic 4 "Die Küstengebiete im globalen Wandel" │ hereon-Koordination
In den nächsten 50 Jahren wird voraussichtlich weit mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Küstenregionen leben . Der Klimawandel verstärkt den Druck auf diese komplexen Lebens- und Wirtschaftsräume zusätzlich. Unser Ziel ist es, sie besser zu verstehen und ihre diversen Funktionalitäten – auch als Quelle für Nahrungsmittel und Artenvielfalt – dauerhaft zu erhalten. Für die Entwicklung nachhaltiger Küstennutzungs- und -schutzszenarien verfolgen wir einen systemischen Ansatz, der Natur- und Sozialwissenschaften zusammenführt.
Topic 5 "Landschaften der Zukunft – biologische Vielfalt, Wasserressourcen und Ökosysteme erhalten" │ GFZ-Beteiligung
Landschaften müssen unterschiedlichsten Ansprüchen genügen: Sie sollen Frischwasser, Nahrung und Lebensräume bereitstellen, aber auch funktionierende Ökosysteme mit intakter Biodiversität sein. Unsere Forschung will Wege aufzeigen, wie multifunktionale Landschaften im Gleichgewicht aus menschlichem Einfluss und natürlicher Dynamik bestehen können – trotz Bevölkerungswachstum und Ressourcenhunger. Dazu entwickeln wir Feldexperimente, Beobachtungsnetzwerke und Vorhersagemodelle neuester Generation.
Topic 6 "Marines und polares Leben – Biodiversität erhalten, biotische Interaktionen und biogeochemische Funktionen" │ GEOMAR-Koordination
Ozeane bedecken rund siebzig Prozent der Erde. Doch nur noch 13 Prozent dieser riesigen Fläche gelten als unberührt. Schifffahrt, Fischerei, Verschmutzung, Klimawandel und steigender CO2-Gehalt haben gravierende Auswirkungen auf Artenvielfalt und die Ökosysteme samt ihrer Leistungen als CO2-Senke und Nahrungsquelle. Für ein nachhaltiges Management der Meere erforschen wir Diversität, Funktion und Struktur der marinen Ökosysteme, wie sie auf diesen Druck reagieren und welche Optionen es zur Milderung menschlicher Einflüsse gibt.
Topic 7 "Nachhaltige Bioökonomie – Naturpotenziale nutzbar machen" │ FZJ-Koordination
Die Bioökonomie kann dazu beitragen, die wachsende Weltbevölkerung mit Nahrungsmitteln und nachwachsenden Rohstoffen für die Industrie zu versorgen. Wir erforschen, wie sich die Erträge der Pflanzen auch mit wenig Dünger und Wasser steigern lassen, entwickeln biotechnologische Verfahren zur Verarbeitung der Rohstoffe und untersuchen Ansätze, den ökologischen Fußabdruck zu minimieren – durch schonende Behandlung von Rohstoffen und Produkten sowie stoffliche oder energetische Wiederverwertung.
Topic 8 "Georessourcen – Energie und Rohstoffe für die Gesellschaft der Zukunft" │ GFZ-Koordination
Mit der wachsenden Weltbevölkerung wächst auch der Bedarf an Energie und Rohstoffen. Die weiterhin starke Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und der aufwändiger werdende Zugang zu vielen Georessourcen sind dabei große Herausforderungen. Wir schaffen die wissenschaftlichen Grundlagen für den Zugang zu sicherer, sauberer Energie und zu den Rohstoffen, die für unsere Infrastrukturen des 21. Jahrhunderts benötigt werden. Dazu gehört es auch, eine zunehmende Kreislaufwirtschaft zu unterstützen.
Topic 9 "Ein gesunder Planet – Hin zu einer schadstofffreien Umwelt" │ UFZ-Koordination
Wir forschen für eine gesunde Umwelt. Es gibt Chemikalien und Umwelteinflüsse, denen Individuen lebenslang ausgesetzt sind: etwa über die Luft, im Wasser oder in der Nahrung. Wir entwickeln neue Ansätze für die vorausschauende Risikobeurteilung solcher Chemikalien und die Bewertung von Umweltqualität. Dazu erforschen wir, wie sich Chemikalien in der Umwelt oder im Menschen umwandeln und abbauen, welche Stoffe besonders langlebig sind und wie sich das gleichzeitige Vorhandensein verschiedenster Chemikalien auf deren Schädlichkeit auswirkt.
Forschungsinfrastrukturen "Modular Earth Science Infrastructure" │ GFZ
Die Modulare Geowissenschaftliche Infrastruktur MESI (Modular Earth Science Infrastructure) des GFZ umfasst operationelle Dienste und Bodensegmente für Satellitenmissionen, weltweit verteilte Beobachtungsausstattung für Seismologie, Schwerkraft und Magnetfeld, hochmoderne Instrumentenpools, spezialisierte Analyselabore, Datenzentren und eine breite Palette von Serviceprodukten.
Wissenstransfer "Synthese und Kommunikationsplattform SynCom"│ Alle Helmholtz-Zentren
Transfer von Wissen in die Gesellschaft ist ein zentrales Anliegen des Programms „Changing Earth – Sustaining our Future“. Die Zukunft können wir nur gestalten, indem unsere Ergebnisse Eingang in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft finden. Große Fragen der Gesellschaft wiederum lassen sich nur disziplinenübergreifend beantworten. Daher sind die Synthese von Wissen, deren Einordnung in Zusammenhänge und dessen Kommunikation integraler Bestandteil des Programms, gebündelt in der Plattform SynCom.
Programmdirektorin [GFZ]
Programmkoordinatorin [GFZ]
Programmkoordinator [GFZ]
