Forschungsgruppe Keppler Biogeochemie
Die Erde im Wandel der Zeit: vom Ursprung bis ins Anthropozän
Biogeochemie ist eine interdisziplinäre Systemwissenschaft, deren Themenkreis alle fünf geochemischen Sphären umfasst: Biosphäre, Pedosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Lithosphäre.
Die Biogeochemie steht im engen Zusammenhang mit dem Begriff des Anthropozäns welches den Menschen als Faktor versteht, der die geologischen, biologischen und atmosphärischen Prozesse auf der Erde unwiderbringlich verändert. Damit wird der Mensch zum konkret Verantwortlichen für die weitere Entwicklung unseres Planeten. Geprägt wurde der Begriff vom Atmosphärenchemiker und Nobelpreisträger Paul Crutzen. Die Diskussion um das „Anthropozän“ als neue geologische Epoche wird im Forschungsmagazin Ruperto Carola (Ausgabe 15, Dezember 2019) und im Buchkapitel „Anthropozän“ erschienen in Umwelt interdisziplinär - Grundlagen-Konzepte-Handlungsfelder, näher erläutert.
Für biogeochemische Fragestellungen haben sich stabile Isotope als bewährte Hilfsmittel etabliert. Sie dienen als Indikatoren für (bio)chemische Reaktionen und sind fähig, Schwankungen der Umwelt sowie des Klimas zu reflektieren. In unserer Forschungsgruppe liegt der Schwerpunkt auf der Messung und Anwendung stabiler Isotope in zahlreichen Feldern der Biogeochemie sowie benachbarten Disziplinen (siehe nachfolgende Abbildung).
Die Forschungsgruppe Biogeochemie erforscht die Bildung klimarelevanter Substanzen und ihren Lebenszyklus. Der Forschungsschwerpunkt liegt auf den Klimagasen Kohlendioxid, Methan und Lachgas und deren Beitrag zum Treibhauseffekt beziehungsweise zur Ozonzerstörung. Zudem untersucht die Forschungsgruppe anhand von Baumringen und Sedimenten Veränderungen des Klimas in der Vergangenheit. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung und Anwendung analytischer Messmethoden zur Bestimmung der isotopischen Zusammensetzung von Klimagasen. Darüber hinaus werden optische Messtechniken zur Isotopenbestimmung von Methan und Kohlendioxid in Biogasreaktoren entwickelt und getestet. Schließlich werden auch Methoden zur Herkunfts- und Echtheitsprüfung von Lebensmitteln in der Arbeitsgruppe entwickelt.