Stoffkreisläufe an Grenzflächen im Erdsystem

Biologisch relevante Elemente wie Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Silizium sind auf der Erde permanent im Umlauf. Viele von ihnen kontrollieren je nach Verfügbarkeit die weltweite biologische Produktivität und interagieren so mit dem Klima. Dieser Kreislauf der Elemente könnte sich in Zukunft durch den Klimawandel und die Intensivierung der anthropogenen Nutzung des Landes und des Meeres deutlich beschleunigen. Wie stark diese Effekte jetzt schon sind und welche Auswirkungen sie in Zukunft auf die Ökosysteme und die Produktivität haben werden, untersucht CEN mit interdisziplinären Forschungsansätzen. Dazu gehören die Kombination von in-situ-Messungen an Land, im Ozean und in der Atmosphäre, Fernerkundung, Laborexperimente sowie numerische Modellierung.

Koordination: Prof. Lars Kutzbach, Prof. Jens Hartmann

ASO caldera weathering fluxes

The ASO caldera working group consists of a network of scientists who study the weathering fluxes from the ASO caldera (Japan) with specific focus on the contribution of volcanic activity, earthquakes and hydrothermal systems to the fluxes. One key interest is to identify new multi-isotope tracers to disentangle the contribution of different source processes on fluxes.

Dauer: 2014 – ongoing
Projektleitung: Jens Hartmann (UHH), Takahiro Hosono (Kumamoto University, Japan)
Drittmittelgeber: DFG, Kumamoto University

CEMICS 1/2 Contextualizing Climate Engineering and Mitigation: Illusion, Complement or Substitute?

CEMICS is driven by the hypothesis that society will not take decisions on climate engineering (CE) in isolation, but in consideration of the whole portfolio of existing climate policy options. The ongoing work puts CE and negative emission technologies in the context of mitigation by asking to what extent (combinations of) CE or negative emission options would provide synergies or compete with mitigation options (i.e. would act as ‘complements of’ or ‘substitutes for’ mitigation). This integrated assessment of CE and mitigation strategies is subjected to ethical reasoning asking what amount of implementation of CE or negative emission options would be admissible under what ethical framings.

The part considering interfaces in the Earth system studies analysis the role of carbon sequestration potentials and limitations via bioenergy, afforestation, enhanced weathering and soil organic carbon. A specific focus is on a holistic evaluation of impacts on biogeochemical cycles.

https://www.spp-climate-engineering.de/index.php/cemics2-338.html

Dauer: 2013-2020
Leiter Teilprojekt: Jens Hartmann, Hermann Held und andere
Drittmittelgeber: DFG

Formation mechanisms of low-magnesium calcite and associated barite at cold seeps in today’s aragonite sea

Composite low-magnesium calcite (LMC) and barite have been reported from some modern seep deposits, but the formation conditions of this paragenesis in today’s aragonite sea remain largely unconstrained. This project aims to characterize the formation environments of this unusual paragenesis at modern seeps in the Gulf of Mexico.

Dauer: 2018 – 2021
Projektleitung: Jörn Peckmann, Daniel Birgel
Drittmittelgeber: DFG

GLIM, GUM, GLORICH: New geodata for Earth system boundary layer research

New global data sets for studies on element fluxes and ecosystem research are continuously created, as for example the global databases Global Lithological Map GLiM, Global Unconsolidated Sediment GUM, the Global River Chemistry database GLORICH. Further contributions to new relevant geodata like ecosystem classifications, permeability data of the Earth surface, or aquifer data are continuously made. This work relies on a global network of researchers.

Dauer: 2002 – ongoing
Projektleitung: Jens Hartmann
Drittmittelgeber: DFG, BMBF, UNESCO, Commission for the Geological Map of the World

OceanNETs

Um die Klimaerwärmung auf unter zwei Grad zu begrenzen, müssen wir unsere Treibhausgasemissionen bis 2050 auf netto Null reduzieren. Um dies zu erreichen, werden neu entwickelte Technologien der Atmosphäre Treibhausgase entziehen müssen. Gleichzeitig müssten diese dann langfristig und sicher gelagert werden können. Diese Negative Emission Technologies (NETs) werden bisher nur für die CO₂-Speicherung an Land entwickelt – beispielsweise im Boden oder als Biomasse. In dem mit knapp 7.2 Millionen Euro geförderten EU-Projekt OceanNets (Universität Hamburg 362.000 Euro) sollen jetzt Verfahren untersucht werden, mit denen CO₂ als Kohlenstoff auch im Ozean gespeichert werden kann. „Allein durch ihre Größe und die Vielfalt der Ökosysteme bieten die Meere ein enormes Potential,“ sagt Prof. Jens Hartmann vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg. Der Geologe wird zusammen mit einem internationalen Team verschiedene ozeanbasierte Technologien auf ihre Wirksamkeit und Nachhaltigkeit überprüfen und sowohl deren Durchführbarkeit als auch mögliche Risiken untersuchen.

Dauer: 2020 - ongoing
Projektleitung Hamburg: Prof. Jens Hartmann
Gesamtleitung: Dr. David Keller, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Drittmittelgeber: Europäische Union

Palmod – Subproject Paleoweathering Reconstructing land-ocean carbon and nutrient fluxes since the Last Glacial Maximum

This project studies temporal changes of matter fluxes at two major boundaries in the Earth system, the soil-rock-atmosphere interface (mobilization of matter via weathering) and the land-ocean interface (transport of carbon and nutrients into the coastal zone from land).

Dauer: 2016-2020
Leitung des Teilprojektes: Jens Hartmann
Drittmittelgeber: BMBF

SALTGIANT ETN – Geobiology of saline environments – ESR 8

The overall aim is to assess the potential for surface and deep microbial biospheres in Messinian deposits that depend on the presence of sulfate-bearing minerals such as gypsum. In close collaboration with the University of Torino and the mining sector partner KNAUF, ESR 8 will carry out a multidisciplinary petrographical, isotope geochemical, and biomarker investigation of selected rock samples that contain signatures of past microbial activity.

Dauer: 2018 – 2022
Projektleitung: Jörn Peckmann, Daniel Birgel
Drittmittelgeber: EU

Foto: UHH/CEN

Workshops

Unsere Workshops zum Thema "Kreisläufe der Elemente im Erdsystem" (ECES) bieten eine Plattform für wissenschaftliche Diskussionen und den Austausch von Expertenwissen.