Forschung

Die Erde und ihre Lebensräume sind einem permanenten Wandel unterworfen, der allerdings selten vorhersagbar ist. Dies betrifft nahezu alle Subsysteme unseres Planeten – wenn sie etwa von einem Zustand des selbstregulierenden Gleichgewichts, das über lange Zeiträume stabil gewesen ist, plötzlich in einen instabilen Zustand übergehen. Oft genügen hierbei kleinste Störungen, um binnen weniger Sekunden große und unumkehrbare Veränderungen auszulösen. Es ist genau diese Nicht-Linearität und die große Bandbreite räumlicher und zeitlicher Dimensionen, die das Spannungsfeld der Herausforderungen an die Erd- und Umweltwissenschaften bestimmen.

Zu unseren größeren Forschungsprogrammen gehören das Schwerpunktprogramm Kontinentale Tiefbohrung (ICDP Deutschland), PROGRESS (Potsdam Research Cluster for Georisk Analysis, Environmental Change and Sustainability), GeoEn, FC2-Fundamental control of fluid flow in carbonates sowie die DFG-Forschergruppen HIMPAC, 4D-Transients-Communicating systems in the seismic cycle of subduction megathrust earthquakes und Koppelung von Strömungs- und Deformationsprozessen zur Modellierung von Großhangbewegungen.

Thema

Die Fachdisziplin Erdwissenschaften/ Integrierte Erdsystemanalyse hat in den letzten Jahrzehnten bereits zu einem großen Erkenntnisgewinn bei den Ursachen für Änderungen im Erdsystem beigetragen. Allerdings sind viele der sehr komplexen Geo- und Umweltsysteme noch immer nicht verstanden. Auch der Transfer unseres Wissens in die Gesellschaft und in politische Entscheidungs-gremien ist oft schwierig, da häufig institutionelle Rahmenbedingungen für eine sichere Planung und effektivere Steuerung fehlen.

Um mögliche negative Auswirkungen auf unseren Lebensraum zukünftig besser zu verstehen und effizientere Handlungsmechanismen abzuleiten, müssen zunächst die physikalisch-chemischen Wechselwirkungsgefüge zwischen Erdoberfläche und Prozessen im Erdinneren auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen noch intensiver betrachtet werden. Hierbei müssen auch stärker fächerübergreifende Methoden zum Einsatz kommen, u.a. Ansätze der Komplexitätstheorie. Außerdem gilt es, die Dimension und die Frequenz von Prozessen genauer zu bestimmen und präzisere Prognosen für künftige Entwicklungen aufzustellen. Mit diesem Wissen entsteht schließlich ein besseres Verständnis, wie mit Risiken und Möglichkeiten von nicht vorhersagbaren Veränderungen des Erdsystems in unterschiedlichen Gesellschaften und unter verschiedenen politisch-administrativen Gegebenheiten umgegangen wird. Erst durch die fachübergreifende Analyse von Änderungen im Erdsystem und die Benutzung geologischer Archive können dabei zukünftige Entwicklungen besser verstanden und Auswirkungen auf unseren Lebensraum abgemildert werden. Wissenschaftler und Entscheidungsträger können den Anforderungen einer modernen, globalisierten Gesellschaft nämlich nur dann gerecht werden, wenn die Risiken ihres Handelns durch die Kenntnis von inhärenten Unsicherheitsfaktoren im Erdsystem besser abschätzbar sind.

Ziel der Forschung im Profilbereich Erdwissenschaften/ Integrierte Erdsystemanalyse ist es daher, verschiedene Zustände des Erdsystems durch prozessbasierte Analysen in den Themenbereichen Deformationsprozesse in der kontinentalen Kruste, Wasser und Boden, Klima und Erdoberflächenprozesse zu untersuchen. Ziel der Forschung ist es weiterhin, die Verzahnung der Erd- und Umweltwissenschaften mit benachbarten Feldern der Wissenschaften zu fördern, um ein fachübergreifendes Verständnis komplexer Sachverhalte und Wirkmechanismen zu erlangen. Letztlich möchten wir dazu beitragen, verbesserte Handlungsoptionen und Wege der Wissenskommunikation zu finden, um nächste Generationen so vorzubereiten, dass sie den kommenden Herausforderungen des 21. Jahrhunderts kompetent begegnen können (Geogovernance).