Von der Atmosphäre bis zum Meeresboden

Von der Atmosphäre bis zum Meeresboden

Chemische Verbindungen und deren Prozesse, egal ob natürlich vorkommend oder als Schadstoffe industriell produziert, spielen für die Umwelt und den Menschen eine große Rolle. Deren Vorkommen und Verbreitung werden erst mit modernsten Analysetechniken und Computersimulationen sichtbar. Auf den ersten Blick ähnlich verborgen scheint der Meeresboden und die darin ablaufenden Prozesse. Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum Geesthaft machen das „Unsichtbare“ einschätzbar.

Vom langen Leben der Gifte

vergrößern Selbst an entferntesten Orten lassen sich die extrem langlebigen Substanzen nachweisen (Bild: © Helmholtz-Zentrum Geesthacht)

Durch die Analyse von Luft- und Wasserproben und mithilfe computergestützter Transport-Modelle untersuchen die Wissenschaftler, wie sich Schadstoffe regional und global verbreiten und aus welchen Quellen sie stammen. Im Mittelpunkt der Arbeit stehen organische Schadstoffe, wie sie zum Beispiel in Imprägniermitteln von Textilien oder Flammschutzmitteln in der Autoindustrie eingesetzt werden. Einige dieser Verbindungen sind extrem langlebig und reichern sich auch innerhalb der Nahrungskette stark an. Wie giftig sie wirken und auf welchen Wegen sie in die Umwelt gelangen, ist bislang noch weitgehend unerforscht.

Im Sand des Meeresbodens lesen

vergrößern Sedimente sind Archiv der Umweltbedingungen (Bild: © Helmholtz-Zentrum Geesthacht)

Wer wissen will, wie sich das Küstengebiet entwickelt, muss auch den Meeresboden untersuchen. Für flache Schelfmeere wie die Nord- und Ostsee ist der Meeresboden ein besonders bedeutender Teil des Ökosystems. Die Sedimente des Meeresbodens sind nicht nur Archive vergangener Umweltbedingungen, sondern sie nehmen aktiv an Stoffkreisläufen teil, binden Schadstoffe und sind gleichzeitig Lebensraum für eine Fülle von Pflanzen- und Tierarten. Doch bislang werden sedimentäre Prozesse erstaunlich wenig in wissenschaftliche Modelle einbezogen. Das ist ein Gebiet, auf dem die Küstenforscher in Geesthacht der internationalen Schelfmeer- und Küstenforschung wichtige Impulse geben.

Den Meeresboden auf einen Blick

vergrößern Das coastMap Portal sammelt und bündelt Forschungsdaten zur Aufbereitung in einem Habitatatlas der Nordsee. (Bild: © coastMap)

Das marine Geodatenportal coastMap bündelt wissenschaftliche Daten zu den physikalischen, biogeochemischen und biologischen Eigenschaften des Meeresbodens in der Deutschen Bucht. Im Mittelpunkt stehen dabei die Ökosystemleistungen und Belastungen des Meeresbodens der Nordsee. Durch raumbezogene Darstellungen können die Daten in coastMap auf einen Blick verortet werden. Ziel von coastMap ist es, vorhandene Daten nach außen transparent und nutzbar zu machen und weitere Anreize für zukünftige Forschungsarbeiten zu liefern.

zu den Instituten & Abteilungen (Steckbrief Institut)

InstitutInstitut für Küstenforschung
AbteilungenMarine Bioanalytische Chemie: Die Abteilung untersucht prioritäre und neue Problemstoffe, insbesondere Schwermetalle und Elementverbindungen sowie durch sie induzierte potentielle Effekte in der küstennahen und marinen Umwelt unter Einsatz von integrativen Probenahmetechniken

Umweltchemie: Die Wissenschaftler erforschen die aktuelle Schadstoffbelastung, aber auch deren historische Entwicklung in der Natur – beispielsweise durch den Vergleich von Luft- und Wasserproben mit Proben aus Sedimenten.

Chemietransportmodellierung: Mithilfe komplexer dreidimensionaler Modellsysteme untersuchen die Wissenschaftler den Transport und den Verbleib von Schadstoffen, Nährstoffen und langlebigen Chemikalien in der Atmosphäre.

Isotope: Die Arbeitsgruppe „Isotope“ verfolgt verschiedenen Eintrags- und Stoffwechselwege anhand der natürlichen Isotopenverhältnisse in unterschiedlichen Stickstoffverbindungen. Das Ziel ist die Bewertung der verschiedenen Eintragswege unter natürlichen Bedingungen in den Flüssen und Küstenmeeren.

Ökosystem und Stoffkreisläufe: Biologen und Geowissenschaftler untersuchen gemeinsam Quellen und Senken von Nährstoffen und Sauerstoff im Küstenmeer und ihre Rolle für Funktionen des Ökosystems. Eine zentrale Rolle spielen dabei Untersuchungen der Prozesse am Meeresboden - eine Herausforderung für neue Mess- und Beobachtungstechniken.

Modellierung zur Bewertung von Küstensystemen: Mathematische Modellierung des komplexen Lebensraums Küste. Dazu werden Langzeitsimulationen verschiedener Rechenmodelle, wie zum Beispiel Atmosphären- und Strömungsmodelle, miteinander kombiniert

Molekulare Erkennung und Trennung: Untersuchung vom Einfluss ausgewählter Schadstoffe auf marine Organismen in situ und im Labor.