Vom System Erde zum System Erde-Mensch Reinhard F. Hüttl Vorstandsvorsitzender des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ Präsident der acatech – Deutsch...
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 2. - 3. November 2009
Das System Erde
Geosphäre
Hydrosphäre
Kryosphäre
Atmosphäre
Biosphäre
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Satellitenmissionen mit GFZ-Beteiligung MiniSatelliten
GFZ 1 (19951999)
CHAMP (20002010)
GRACE-FO (2017)
GRACE (2002)
EnMAP (2017)
GOCE (20092013)
Swarm (2013) TerraSAR-X (2007), TanDEM-X (2010) 3
Potsdamer Schwerekartoffel
Seite 4
4
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
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Erdmagnetfeld – Beispiel Südatlantik-Anomalie Magnetische Feldstärke an der Erdoberfläche
TOPEX/Poseidon-Anomalien [nT]
Schwächezonen im Erdmagnetfeld Folge: Störungen auf Satelliten durch Strahlung
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Geomagnetische Exkursion – kurzzeitige Umpolung
(aus: Nowaczyk et al., Earth and Planetary Science Letters, 2012) Seite 7
7
Erdmagnetfeld: Schutzschild vor kosmischen Strahlen
Quelle: NASA
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Kontinentaldrift – Entstehung des Atlantiks
Pangäa-Superkontinent vor ca. 250 Mio. Jahren
Plattenkonfiguration heute
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Antrieb der Plattentektonik im Inneren der Erde: Konvektion
10
10
Automatic GEOFON Global Seismic Monitor
9.0
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Tsunami-Frühwarnsystem
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Tiefe Biosphäre – Leben im Untergrund
• Spezifische Biomarker (z. B. Phospholipide) • Isotope
BioGeochemie
Tiefe Biosphäre Mikrobiologie • AODC (Acridine Orange direct count) • DNA- und RNA-Ansätze
Geologische Rekonstruktion
• Beckenmodellierung – Beckengeschichte • Charakterisierung von Habitaten 13
Organische Geochemie Abbau von Erdöl
Anaerobe Bakterien fressen Erdöl
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Klimadynamik Anthropogene Faktoren
Natürliche Faktoren
Klimawandel heute und in Zukunft
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Klimafaktor Mensch
nach Crowley, 2000
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Glaziale Klimavariabilität Regionale Konsequenzen für die Vegetation
Abholzung durch Römer
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Natürliche Klimadynamik Alter (in 1000 Jahren)
warm t~2
20
10
0 letzte 200 Jahre
~6a
Wechsel
warm
~3a
°C
kalt
Spätglazial Holozän
t~6-8˚C
kalt
Datenquelle: Grönland-Eiskern
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Neue Analyseverfahren
19
Neue Analyseverfahren
20
Saisonale terrestrische Archive Baumringe: Erkennen von Extremereignissen Trockenphasen im Frühjahr
Trockenphasen im Sommer
Harzkanäle
Holzdichteschwankung
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Was wir wissen aus Klimaarchiven ... Klimaänderungen sind regional und saisonal unterschiedlich 12
Januar bis Mai-Temperaturen in der Türkei aus Baumringen
J-M Temp (°C)
10 8 6 4 2
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Year
1 + 2:
Temp z-scores
2
1
1 0
3
-1 -2
2
61-yr moving averages
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Rekonstruktionen nordhemisphärischer Mitteltemperaturen (Moberg et al., 2005; Mann et al., 2008)
3:
Mittelwerte der Temperaturen Januar bis Mai, Türkei (Heinrich et al., 2013)
Years
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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
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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.
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Alternative Landnutzungskonzepte – Agroforstsysteme
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Weltbevölkerung in Milliarden
Wachstum der Weltbevölkerung 1950-2100
Jahr
mittel
hoch
niedrig
gleichbleibende Geburtenhäufigkeit
Quelle: World Population Prospects: The 2012 Revision. New York: United Nations
