System Erde Mensch. Bedeutung geowissenschaftlicher Forschung für Gesellschaft, Wirtschaft und Politik

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1 Hauptveranstaltung zum International Year of Planet Earth System Erde Mensch Handlungsoptionen und Managementstrategien Bedeutung geowissenschaftlicher Forschung für Gesellschaft, Wirtschaft und Politik Dokumentation der Strategiekonferenz am 12. und 13. Juni 2008 in Berlin gemeinsam veranstaltet von der GeoUnion und der Geokommission der DFG Herausgegeben von Rolf Emmermann, Gerold Wefer und Volker Mosbrugger TERRA NOSTRA Schriften der GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung Vol. 2009/2

2 IMPRINT TERRA NOSTRA Schriften der GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung Publisher Verlag GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung Arno-Holz-Str. 14, Berlin, Germany Tel.: +49 (0) , Fax: +49 (0) Editorial office Schriftleitung Dr. Christof Ellger GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung Arno-Holz-Str. 14, Berlin, Germany Tel.: +49 (0) , Fax: +49 (0) Vol. 2009/2 Editor Herausgeber Editorial staff Redaktion Printed by Druck System Erde Mensch. Handlungsoptionen und Managementstrategien Heft 2009/2 Dokumentation der Strategiekonferenz am 12. und 13. Juni 2008 Prof. Dr. Rolf Emmermann Präsident der GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung Christof Ellger, Joscha Kükenshöner, Nicole Demmel, Julian Prenzel, Florian Albecker, Nils Grund GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung, Gesellschaft für Erdkunde zu Berlin Westkreuz-Druckerei Ahrens KG Berlin/Bonn Hauptveranstaltung zum Internationalen Jahr des Planeten Erde Internationales Jahr des Planeten Erde Copyright and responsibility for the scientific content of the contributions lie with the authors. Copyright und Verantwortung für den wissenschaftlichen Inhalt der Beiträge liegen bei den Autoren. ISSN GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung Berlin, Juli 2009

3 System Erde Mensch Handlungsoptionen und Managementstrategien Hauptveranstaltung zum Internationalen Jahr des Planeten Erde Das anhaltende Wachstum der Weltbevölkerung, die immer intensivere Nutzung unseres Planeten und seiner Ressourcen, der steigende Energiebedarf, der Klimawandel und eine zunehmende Anfälligkeit unserer Gesellschaft gegenüber Naturgefahren erfordern ein international abgestimmtes Handeln zum Erhalt des Lebensraums Erde, zur Sicherung unserer Lebensgrundlagen und zum Schutz der Umwelt. Bei der Bewältigung dieser großen Zukunftsaufgabe der gesellschaftlichen Daseinsvorsorge kommt den Geowissenschaften mit ihrer Erdsystemforschung eine zentrale Bedeutung zu. Nur durch ein grundlegendes Verständnis des Systems Erde und der Interaktion des Menschen ist es möglich, Orientierungswissen und Handlungsempfehlungen sowie technologische Konzepte für ein nachhaltiges Erdsystem-Management bereitzustellen. Die Strategiekonferenz beschäftigte sich mit Zukunftsthemen der Geowissenschaften und der Bedeutung geowissenschaftlicher Forschung für Gesellschaft, Wirtschaft und Politik. Sie wurde gemeinsam veranstaltet von der GeoUnion Alfred-Wegener-Stiftung und der DFG-Senatskommission für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsforschung.

4 2 System Erde Mensch Inhaltsverzeichnis Programm der Konferenz 4 Einführung 5 Rolf Emmermann, Volker Mosbrugger, Gerold Wefer Die Erde als Planet 8 Carsten Münker Planetenentstehung und die Entwicklung der frühen Erde 9 Carsten Münker, Michael Bau, Falko Langenhorst, Herbert Palme, Tilman Spohn, Dieter Stöffler Planet Erde 17 Ralf Jaumann Gefahr aus dem All? - Impaktforschung als interdisziplinäre Grundlagenforschung 20 Alexander Deutsch Die Frühgeschichte des Planeten Erde: Ein Beispiel für interdisziplinäre gesellschaftsrelevante Forschung im Bereich der Geowissenschaften 24 Michael Bau Die Erde als dynamischer Körper 27 Hans-Peter Bunge Die Erde im Computer: Hochleistungsrechnen und Erddynamik 28 Hans-Peter Bunge Geologie von Erdbeben und Störungssystemen 30 Anke Friedrich, Bernhard Stöckhert Der Erdbebenbruch: von der Mikro- zur Makroskala 36 Georg Dresen, Sebastian Hainzl, Frank Krüger CHAMP & Co.: Der neue Blick auf schnelle Änderungen des Erdmagnetfeldes 39 Mioara Mandea, Hermann Lühr, Monika Korte, Vincent Lesur, Patricia Ritter Die Erde als Ökosystem im Wandel 43 Volker Mosbrugger Die Rolle der Biospähre im System Erde-Mensch 44 Volker Mosbrugger Die Dynamik mariner Ökosysteme in der Wechselwirkung zwischen Mensch, Geo- und Biosphäre 49 Antje Boetius Wandel der Ökosysteme der Erde unter dem Einfluss des Menschen 51 Hans-Rudolph Bork, Stefan Dreibrodt, Andreas Mieth Klimadynamik: Ein Rückblick in die Zukunft des Klimawandels 56 Michael Schulz Klima- und Umweltveränderungen: Trigger der frühen Evolution des Menschen? 59 Friedemann Schrenk

5 Inhaltsverzeichnis 3 Die Erde als Nutzungs- und Gestaltungsraum des Menschen 61 Reinhard F. Hüttl Vom System Erde zum System Erde Mensch 63 Reinhard F. Hüttl Sedimentbecken: die größte Ressource der Menschheit 66 Ralf Littke Energierohstoffe: Verteilung und Verfügbarkeit 68 Volker Steinbach, Bernhard Cramer Chancen und Risiken einer geologischen CO 2 -Speicherung 70 Frank Schilling, Johannes P. Gerling Wasser: eine global bedrohte Georessource? 76 Peter Grathwohl, Hermann Rügner, Georg Teutsch Landschaftswandel Anthropogene Devastierung und natürliche Regeneration 79 Jörg Völkel Megastädte als Motoren globalen Wandels im System Mensch Erde: Aktuelle Forschungsfragen und Handlungsoptionen 83 Frauke Kraas Georisiken - Erdbeben, Vulkane und Co. 87 Friedemann Wenzel Georisikoforschung im 21. Jahrhundert 88 Friedemann Wenzel Klimaänderungen und Auswirkungen auf hydrometeorologische Risiken 90 Cristoph Kottmeier Explosiver Vulkanismus im System Erde: Was uns Laborexperimente lehren 93 Donald B. Dingwell, Ulrich Küppers CEDIM und cedim AG: Von exzellenter Forschung zur Umsetzung 96 Lothar Stempniewski, Friedemann Wenzel, Christoph Kottmeier, Jochen Zschau, Bruno Merz, Rüdiger Werp Neue Technologien 98 Rolf Emmermann Innovative Satelliten und Fernerkundungstechnologien zur Erfassung des Systems Erde aus dem Weltraum 101 Reiner Rummel, Karl-Heinz Ilk, Jürgen Müller, Markus Rothacher Erkundung des tiefen Ozeans mit neuen Technologien 103 Gerold Wefer Erkundung und Monitoring in der Geophysik: Vom Betonpfeiler zum geothermischen Reservoir 106 Michael Weber, Jens Tronicke, Christian Grosse, Matthias Hort Nano-Geowissenschaften Forschung am Limit 108 Frank Brenker Ausblick 110 Gerold Wefer Teilnehmerliste 111