Vom System Erde zum System Erde-Mensch

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1 Vom System Erde zum System Erde-Mensch Reinhard F. Hüttl Vorstandsvorsitzender des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ Präsident der acatech Deutsche Akademie der Technikwissenschaften Diversität und Wandel, Wien, 13. Juni 2014 Konferenz Klima im System Erde Berlin November 2009

2 Das System Erde Geosphäre Hydrosphäre Kryosphäre Atmosphäre Biosphäre 2

3 Satellitenmissionen mit GFZ-Beteiligung GFZ 1 ( ) Mini- Satelliten CHAMP ( ) GRACE-FO (2017) GRACE (2002) EnMAP (2017) GOCE ( ) Swarm (2013) TerraSAR-X (2007), TanDEM-X (2010) 3

4 Potsdamer Schwerekartoffel Seite 4 4

5 Globale Meeresspiegeländerungen (03/1993 bis 07/2011) von Topex-, Jason-1- und Jason-2-Satellitenaltimetrie Globaler Trend (von 60 S bis 60 N): 3,3 mm/jahr ± 0,6 mm inkl. Korrektur für Glacial Isostatic Adjustment (GIA) 3,0 mm/jahr ± 0,6 mm ohne GIA-Korrektur 5

6 Erdmagnetfeld Beispiel Südatlantik-Anomalie Magnetische Feldstärke an der Erdoberfläche TOPEX/Poseidon-Anomalien [nt] Schwächezonen im Erdmagnetfeld Folge: Störungen auf Satelliten durch Strahlung 6

7 Geomagnetische Exkursion kurzzeitige Umpolung (aus: Nowaczyk et al., Earth and Planetary Science Letters, 2012) Seite 7 7

8 Erdmagnetfeld: Schutzschild vor kosmischen Strahlen Quelle: NASA 8

9 Kontinentaldrift Entstehung des Atlantiks Pangäa-Superkontinent vor ca. 250 Mio. Jahren Plattenkonfiguration heute 9

10 Antrieb der Plattentektonik im Inneren der Erde: Konvektion 10 10

11 Automatic GEOFON Global Seismic Monitor

12 Tsunami-Frühwarnsystem 12

13 Tiefe Biosphäre Leben im Untergrund Spezifische Biomarker (z. B. Phospholipide) Isotope Bio- Geochemie Tiefe Biosphäre Geologische Rekonstruktion Mikrobiologie AODC (Acridine Orange direct count) DNA- und RNA-Ansätze Beckenmodellierung Beckengeschichte Charakterisierung von Habitaten 13

14 Organische Geochemie Abbau von Erdöl Anaerobe Bakterien fressen Erdöl 14

15 Klimadynamik Anthropogene Faktoren Natürliche Faktoren Klimawandel heute und in Zukunft 15

16 Klimafaktor Mensch nach Crowley,

17 Glaziale Klimavariabilität Regionale Konsequenzen für die Vegetation Abholzung durch Römer 17

18 Natürliche Klimadynamik warm t~2 C Alter (in 1000 Jahren) 0 10 letzte 200 Jahre ~ 6 a Wechsel ~ 3 a 20 warm kalt Holozän Spätglazial t~6-8 C kalt Datenquelle: Grönland-Eiskern 18

19 Neue Analyseverfahren 19

20 Neue Analyseverfahren 20

21 Saisonale terrestrische Archive Baumringe: Erkennen von Extremereignissen Trockenphasen im Frühjahr Trockenphasen im Sommer Harzkanäle Holzdichteschwankung 21

22 Temp z-scores J-M Temp ( C) Was wir wissen aus Klimaarchiven... Klimaänderungen sind regional und saisonal unterschiedlich Januar bis Mai-Temperaturen in der Türkei aus Baumringen Year yr moving averages Years 1 + 2: Rekonstruktionen nordhemisphärischer Mitteltemperaturen (Moberg et al., 2005; Mann et al., 2008) 3: Mittelwerte der Temperaturen Januar bis Mai, Türkei (Heinrich et al., 2013) 22

23 Die Ressource Boden Geo-Ressource Boden eine knappe und endliche Ressource Bedeutung der organischen Bodensubstanz Technologien zur Bodenverbesserung und Produktionssteigerung und -sicherung Prozessverständnis fördern: Interaktion zw. biotischen und abiotischen Bodenkomponenten; Umwandlungsprozesse in der Geo-/Bio-/Atmosphäre Technologien des Bodenschutzes Neuartige Ansätze der Landnutzung Critical Zone-Konzept 23

24 Entwicklung integrativer Forschungsansätze: Beispiel Critical Zone -Konzept Das Wissen über die in der Critical Zone ablaufenden Prozesse ist entscheidend, um die zur Biomasseproduktion so wichtige Georessource Boden zu erhalten. 24

25 Alternative Landnutzungskonzepte Agroforstsysteme 25

26 Weltbevölkerung in Milliarden Wachstum der Weltbevölkerung Jahr mittel hoch niedrig gleichbleibende Geburtenhäufigkeit Quelle: World Population Prospects: The 2012 Revision. New York: United Nations 26

27 Vom System Erde zum System Erde-Mensch System Erde Geosphäre Hydrosphäre Kryosphäre Biosphäre Atmosphäre Georisiken Erdbeben Vulkanismus Überschwemmungen Georessourcen Mineralische Rohstoffe Energierohstoffe Wasser Boden System Erde-Mensch Geosphäre Hydrosphäre Kryosphäre Biosphäre Atmosphäre Anthroposphäre (Lebensraum des Menschen, Human Habitat) Umweltveränderungen 27