Forschungsgruppe Keppler Biogeochemie
Die Erde im Wandel der Zeit – vom Ursprung bis ins Anthropozän
Die Biogeochemie ist eine interdisziplinäre Systemwissenschaft, die sich mit den Wechselwirkungen und Stoffkreisläufen innerhalb der fünf geochemischen Sphären der Erde beschäftigt: Biosphäre, Pedosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Lithosphäre.
Die Biogeochemie steht in engem Zusammenhang mit dem Begriff des Anthropozäns, der den Menschen als maßgeblichen Faktor begreift, der die geologischen, biologischen und atmosphärischen Prozesse auf der Erde dauerhaft verändert. Damit wird der Mensch zum konkreten Verantwortlichen für die weitere Entwicklung unseres Planeten.
Prägend für die Einführung des Begriffs war der Atmosphärenchemiker und Nobelpreisträger Paul Crutzen.
Die Diskussion um das „Anthropozän“ als mögliche neue geologische Epoche wird ausführlich im Forschungsmagazin Ruperto Carola (Ausgabe 15, Dezember 2019) sowie im Buchkapitel „Anthropozän“ in Umwelt interdisziplinär – Grundlagen, Konzepte, Handlungsfelder näher erläutert.
Für biogeochemische Fragestellungen haben sich stabile Isotope als bewährte Werkzeuge etabliert. Sie dienen als Indikatoren für (bio)chemische Reaktionen und können Schwankungen in Umwelt und Klima widerspiegeln. In unserer Forschungsgruppe liegt der Schwerpunkt auf der Messung und Anwendung stabiler Isotope in zahlreichen Bereichen der Biogeochemie sowie angrenzenden Disziplinen (siehe Abbildung unten).
Die Forschungsgruppe Biogeochemie untersucht die Bildung klimarelevanter Substanzen und deren Lebenszyklen. Der Fokus liegt auf den Klimagasen Kohlendioxid, Methan und Lachgas sowie deren Beitrag zum Treibhauseffekt und zur Ozonzerstörung. Darüber hinaus werden mithilfe von Baumringen und Sedimenten klimatische Veränderungen der Vergangenheit rekonstruiert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Anwendung analytischer Methoden zur Bestimmung der isotopischen Zusammensetzung von Klimagasen. Ergänzend werden optische Messtechniken zur Isotopenanalyse von Methan und Kohlendioxid in Biogasreaktoren entwickelt und erprobt. Schließlich arbeitet die Gruppe auch an Methoden zur Herkunfts- und Echtheitsprüfung von Lebensmitteln.
