Klimageochemie

Der Nitratgehalt der Meere rund um die Antarktis. Grafik: Anja Studer, MPI für Chemie
Der Nitratgehalt der Meere rund um die Antarktis. Grafik: Anja Studer, MPI für Chemie

Prof. (ETHZ) Dr. Gerald H. Haug

Die Abteilung befasst sich mit den Prozessen und Interaktionen des Klima-, Ozean-, und Atmosphärensystems von geologischen bis hin zu jährlichen Zeitskalen. Das Klimasystem ist charakterisiert durch zahlreiche Rückkopplungsprozesse und Schwellenwerte. Zu diesen internen Rückkopplungen gehören Änderungen in den Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre, der Wärmetransport des Ozeans, das ozeanische Nährstoffreservoir und die biologische Produktivität, die große Auswirkungen auf die atmosphärische Treibhausgaskonzentration hat. Von besonderem Interesse ist das Känozoikum, also die letzten 65 Millionen Jahre, einschließlich der Pliozänen Warmzeit vor rund drei Millionen Jahren. Letztere ist das jüngste Erdzeitalter, in dem der CO2-Gehalt der Atmosphäre 400 ppm (Teilchen pro einer Million Teilchen) betrug – der gleiche Wert, der heute aufgrund von menschgemachten CO2-Emissionen vorliegt.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf den biogeochemischen Prozessen in den Polarmeeren und ihre Rolle bei der Regulierung der atmosphärischen CO2-Konzentration zwischen Eiszeiten und wärmeren Zeitperioden. Um die Mechanismen und Ursachen für einschneidende Veränderungen der Umweltbedingungen der Erde ermitteln zu können, verwendet die Abteilung verschiedene geochemische Methoden. Die analytische Palette reicht von leichten stabilen Isotopenmessungen an Foraminiferen (einzellige Kleinstlebewesen) bis zur Isotopenanalyse von Biomarkern und Spurenmetallen. Des Weiteren kommen hochauflösende zerstörungsfreie Analysetechniken, wie beispielsweise das XRF-Scannen, zum Einsatz. Die Abteilung Klimageochemie untersucht verschiedenste geologische Archive wie Sedimente aus dem offenen Ozean, isolierten Meeresbecken, Süßwasserseen und Tropfsteine.