Was wir forschen
Unsere Forschungsthemen im Überblick
Die globale Biogeochemie untersucht den Stoffwechsel der Erde.
Biogeochemie beschreibt, wie wesentliche Elemente wie Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O), Phosphor (P) und Stickstoff (N) auf unserem Planeten ständig verändert und verlagert werden. Diese vier Elemente - die für das Leben unerlässlich sind - durchlaufen kontinuierlich verschiedene Bereiche unserer Erde, die "Sphären", die das Erdsystem bilden: die Biosphäre (alle lebenden Organismen), die Atmosphäre (Luft und äußere Gasschichten), die Hydrosphäre (Wasser) und die Geosphäre/Lithosphäre (fester Teil). Während des Kreislaufs durch die Sphären sind die Elemente ständig biologischen, chemischen und physikalischen Veränderungen unterworfen.
So können die wesentlichen Elemente, die ursprünglich in lebenden Organismen in verschiedenen organischen Verbindungen gebunden waren, in unterschiedlichen molekularen Zusammensetzungen aus der Biosphäre freigesetzt und in der Atmosphäre, Geo- und Hydrosphäre verteilt werden. Von dort können die Elemente ihren Weg zurück in die Biosphäre finden, um von verschiedenen Organismen erneut umgewandelt zu werden. Ein solcher Kreislauf kann von extrem kleinen bis zu extrem großen Zeit- und Raumskalen stattfinden.
Spurengase, die aus essenziellen Elementen bestehen, sind ein Beispiel für solche Kreisläufe.
So sind die Spurengase Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O) und Wasserdampf (H2O) ein Forschungsschwerpunkt unseres Instituts.
Obwohl die Luft nur geringe Konzentrationen dieser Gase enthält, haben sie einen entscheidenden Einfluss auf das Klima und damit auf die Bedingungen für das Leben auf der Erde. Die Konzentration und Verteilung dieser Gase wird durch biologische, chemische und physikalische Prozesse in den verschiedenen "Sphären" reguliert und ist auch in hohem Maße durch menschliche Aktivitäten beeinflusst.
Am MPI-BGC konzentrieren wir uns auf die Beobachtung und Diagnose der derzeitigen raschen Veränderungen solcher Elementkreisläufe im Erdsystem, insbesondere der Verbindungen zwischen Landökosystemen, der Atmosphäre und dem Klima.
Wir konzentrieren uns auf das Land, weil dort die Menschen leben und den Großteil ihrer Ressourcen beziehen und weil die Rolle des Landes zu den größten Unsicherheiten in den globalen Budgets einiger der wichtigsten biogeochemischen Elemente gehört.
