Hintergrund

Das Verständnis der Mechanismen und Prozesse, die die Erdoberfläche prägen, ist für das Leben auf der Erde von zentraler Bedeutung und ein Hauptinteresse in der Geomorphologie, Geologie, Bodenökologie, Mikrobiologie und Hydrologie. Fortschritte in der Hochdurchsatz-Sequenzierungs-Technologie haben unser Verständnis der Rolle von Mikroorganismen bei der chemischen Transformation von Böden und Sedimenten deutlich verbessert und weisen auf das enorme Potenzial von Mikroorganismen hin, die Erdoberfläche in enger Wechselwirkung mit klimatischen und tektonischen Kräften zu formen. Um zu untersuchen, welche Mikroorganismen als „Strukturingenieure“ fungieren und wie sie die Entwicklung der Landoberfläche steuern, bestimmen wir die Struktur mikrobieller Gemeinschaften und deren Funktion in Bezug auf Oberflächenprozesse und Klima unter natürlichen Bedingungen und mit Hilfe von Umweltsimulationen im Labor. Wir nutzen einen interdisziplinären Ansatz, um Spitzentechnologien aus verschiedenen Disziplinen zu kombinieren und um mit Wissenschaftlern aus anderen Fachrichtungen wie der (organischen) Geochemie, Bodenkunde und Geomorphologie auf einzigartige Weise in allen Phasen der Untersuchung zusammenzuarbeiten. Dieses Vorgehen führt zu einem besseren Verständnis von Beobachtungen auf verschiedenen Zeitskalen, die von den verschiedenen Untersuchungsansätzen beigesteuert werden.

Wissenschaftliche Fragestellungen

• Wie sehen die initialen mikrobiellen Gemeinschaften in terrestrischen Ökosystemen aus und welche Funktion haben sie für die Nährstoff-, Energie- und Stoffflüsse?
• Welche mikrobiellen Funktionen steuern die Bodenbildung und stabilisieren die Erdoberfläche?
• Wie reagieren mikrobielle Gemeinschaften auf Veränderungen im Zusammenhang mit tektonischen und klimatischen Ereignissen?

Untersuchungsgebiete

• Atacama-Wüste, Chile
• Chilenische Küsten-Cordillera, Chile
• Eisfreie Oasen in der Antarktis (King-George-Insel, Larsemann-Berge)
• Namib-Wüste, Namibia
• Neuseeländische Alpen, Neuseeland

Projekte

• DFG EarthShape (SPP 1803): Stabilisierung der Erdoberfläche durch mikrobiologische Prozesse entlang eines Klimagradienten (www.earthshape.net/)
• DFG Antarktisforschung (SPP 1158): Bedeutung mikrobiologischer Prozesse für die Bodenbildung in der maritimen Antarktis unter simulierten Umweltbedingungen
• DFG Antarktisforschung (SPP 1158): Von Erstbesiedlern zu vernetzten Gemeinschaften: Simultane Bestimmung der Zusammensetzung und Ableiten Spezies‐gebundener Interaktionen fossiler sowie rezenter pro‐ und eukaryotischer mikrobieller Gemeinschaften
• BMBF-Programm SPACES: GeoArchives - Klimatische Signale und Landschaftlichen Veränderungen aus Geoarchiven im südlichen Afrika

Kooperationspartner (Auswahl)

Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch, Technische Universität Berlin (TUB), Deutschland

Dr. Jean-Pierre de Vera, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutschland

Prof. Dr. Friedhelm von Blanckenburg, Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Deutschland

Prof. Dr. Thomas Scholten & Dr. Peter Kühn, Universität Tübingen, Deutschland

Dr. Carsten W. Müller, Technische Universität München (TUM), Germany

Dr. Rómulo Oses. Center of Advanced Studies in Arid Zones (CEAZA) & CRIDESAT - University of Atacama, Chile

Dr. Oscar Seguel. Department of Engineering and Soil Science, Faculty of Agronomy, University of Chile, Chile

Prof. Dr. Thomas Friedl, Universität Göttingen, Deutschland

Prof. Dr. Niels Hovius, Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Deutschland

Prof. Liane Benning, Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Deutschland

Dr. Kai Mangelsdorf, Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Deutschland