Stipendiatenprogramm 2016: Bericht aus dem GeoForschungsZentrum Potsdam

Celine Rohlfs, Inka Olchers und Thorben Klopfer, Schüler des elften Jahrgangs, waren die diesjährigen Stipendiaten, die das GFZ (GeoForschungsZentrum) in Potsdam für zwei Wochen in den Herbstferien besuchen durften.

Das Deutsche GeoForschungsZentrum ist ein nationales Zentrum für die Erforschung der festen Erde und der Umwelt, arbeitet dabei im engen Verbund mit den Naturwissenschaften sowie den ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen. Sie nutzen Satellitentechnologien und raumgestützte Messverfahren, führen Forschungsbohrungen durch und nutzen die Labor- und Experimentiertechnik.

 

Jeder Schüler wurde in einem anderen Department untergebracht, dieses konnte sich zum Teil auch frei ausgesucht werden. Sie bekamen die Möglichkeit sich täglich neue Erkenntnisse anzueignen und viele verschiedene Dinge über die Geowissenschaften zu erlernen.

Es gab keine Probleme den Telegrafenberg zu finden, doch das Verwaltungsgebäude war schwieriger aufzuspüren. Nachdem sie das Gebäude gefunden hatten, bekamen sie eine kleine Führung über das Gelände. Nach dieser Einweisung begann für jeden das Arbeiten in seiner Sektion.

 

Celine wurde in das Department 1 (Geodäsie) eingeordnet, wo sie täglich neue und spannende Eindrücke erhalten konnte. In diesem Bereich beschäftigt man sich mit der Erdvermessung, speziell mit der Oberflächentopographie, den Bewegungsabläufen der Erde, das Schwerefeld und der räumlichen Figur und Struktur der Erde. Sie bekam die Möglichkeit sich mit dem Prinzip der Visualisierung von Karten zu beschäftigen, welche grundsätzlich am Computer getätigt werden. Des Weiteren konnte sie Klassifikationen räumlicher Strukturen mithilfe des Programms ENVI durchführen und einige GPS-Empfänger besichtigen, um dabei mehr über diese zu erfahren, wie zum Beispiel das einige Empfänger in der Lage sind Signale von Satelliten zu empfangen, welche bereits hinter dem Horizont untergegangenen sind. Zudem war es möglich mehr über Klimaveränderungen und Tsunamis zu lernen, da die Verbesserung der Frühwarnsysteme eine zentrale Rolle spielt. Celine konnte auch Einblicke in die Erdsystemmodellierung bekommen, was über viele verschiedene Techniken funktioniert.

Auch gehen Wissenschaftler regelmäßig auf Meetings, welche häufig mehrere Stunden lang sind und so gut wie immer auf Englisch gehalten werden. Es ist unbedingt notwendig, dass die Wissenschaft auf globaler und internationaler Ebene arbeitet, um sich über wichtige Entdeckungen auszutauschen und bessere Prognosen für die Zukunft geben zu können.

 

Inka wurde in das Department 3 (Geochemie) eingeteilt. In diesem Abteil konnte sie  täglich spannende Eindrücke speziell im Gebiet der Fluidsystemmodellierung erhalten, die jeden Tag mehr Interesse forderten. In dem Bereich der Geochemie beschäftigt man sich mit den geochemischen Prozessen im Erdsystem und dem natürlichen Ressourcenverbrauch, wobei die Fluidsystemmodellierung speziell das Grundwasservorkommen, das Nutzen von diesem und den zukünftigen Verlauf behandelt. Ziel ist es hierbei durch Prognosen das geringe Grundwasservorkommen zu modellieren, um somit eine Änderung des Verbrauchs und mögliche Veränderungen in weiteren Systemen zu bestimmen. Dazu ist das Visualisieren von bestimmten Beständen in gewissen Zeiträumen nötig. Dadurch kann man auch Prognosen für die Zukunft anhand des vergangenen Verhaltens aufstellen, was wiederum mithilfe von vorhandenem Bodenmaterial und den Veränderungen des Klimas bestimmt werden kann. Geohydrologische Prozesse spielen bei der Fluidsystemmodellierung eine der wichtigsten Rollen. Lösungen von Problemen können anhand der 3D- Strukturen des Fluidsystems und das Analysieren der geohydrologischen Prozesse ermittelt und umgesetzt werden.

 

 

Thorben war in Departement 5, den Geoarchiven, in denen mit Hilfe von Sedimentbohrkernen das Klima der Vergangenheit, z.B. der jüngeren Dryaszeit vor 12000 Jahren rekonstruiert wird. Er wurde freundlich von Almuth Janisch empfangen, die ihm auch gleich die Büroetage des Departments zeigte. Kurz darauf kam dann schon David Maas, der Doktorand, der ihm die Sedimentextraktion erklärte und mit dem er in den nächstem zwei Wochen zusammenarbeitete. Insgesamt herrschte ein sehr kollegiales Arbeitsfeld. So wurde in den seltenen Momenten, in denen Deutsch gesprochen wurde, geduzt. Dies galt für alle, unabhängig vom akademischen Titel.

Bei der Seesedimantanalyse wird ein ca. ein Meter langer Bohrkern des Seesediments aus verschieden aufeinander folgenden Tiefen entnommen. Der von uns untersuchte See liegt im Norden von Norwegen. Dieser Bohrkern wird dann in einzelne Proben aufgeteilt, die je einem Zentimeter Bohrkernlänge entsprechen. Jede Probe wird gefriergetrocknet, um eine Kontamination der Geräte und Ergebnisse mit Wasser zu vermeiden, dies dauert ca. drei Tage. Danach werden die Proben zermörsert in das A.S.E. System (Accelerated-Solvent-Extractor) gegeben, welches die organischen Bestandteile der Proben extrahiert. Für einen vollständigen Durchlauf benötigt das A.S.E. System ca. elf Stunden. Das gewonnene T.L.E. (Total-Lipid-Extract) wird mit internen Standards versetzt, um eine Vergleichsgröße beim Messen zu schaffen. Das T.L.E. wird dann in ein automatisiertes Festphasenextraktionssystem (Automated Solid Phase Extraction, kurz ASPEC) gegeben, welches das TLE mit Hilfe von verschiedenen Lösungsmitteln in drei Fraktionen teilt, von denen allerdings nur die erste mit den Kohlenwasserstoffen untersucht wurden. Auch das ASPEC benötigt ca. elf bis zwölf Stunden. Die F1 (Fraktion 1) wird dann mit 400 µl Hexan in den Gaschromatographen (GC-MSD) zur Messung gegeben. Die Messung einer Probe dauert ca .45 Minuten. Das GC-MSD gibt dann ein Diagramm (Chromatogramm genannt) aus, bei welchem die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich C21/C23) ein Anzeichen für Wasserpflanzen, die mittelkettigen (hauptsächlich C27/C29) eines für Bäume und die langkettigen (hauptsächlich C31) ein Zeichen für Gräser sind. Hieraus lässt sich schon ein ungefähres Bild der Vegetation in Seenähe gewinnen, zusätzlich kann durch die Fläche unter dem Peak die Menge der Substanzen ermittelt werden. Nach dieser Analyse kommt es zu Wasserstoff-Deuterium-Isotopenanalyse bei welchem das Verhältnis von Wasserstoff zu Deuterium ermittelt wird. Durch dies lassen sich zwei Fragen und  damit auch der Verlauf des Klimas während der Jüngeren Dryas erklären:

1. Welche generelle Luftfeuchtigkeit herrschte?

2. In welche Richtung zog der Regen?

Insgesamt war es toll, jeden der sehr zeit- und arbeitsaufwendigen Schritte selbst einmal durchzuführen und die direkte Forschung kennen zu lernen. Gerade das Arbeiten mit neuen Proben war faszinierend, da es möglich war, Proben zu analysieren, die vorher noch nicht analysiert wurden. Auch das Arbeitsklima war hervorragend. Am letzten Tag wurde Thorben dann von Dr. Dirk Sachse noch einmal gefragt, ob ihm das Stipendium gefallen habe, was er nur mit einem deutlichen „Ja!“ beantworten konnte.

 

 

Bei Interesse könnt ihr euch bei Frau Dr. Brüning (karen.bruening(at)jag-emden.eu) melden, um euch zu informieren. Institute wie das GFZ können euch interessante Einblicke in die Geowissenschaft geben, wobei ihr testen könnt, ob dieses ein möglicher Beruf für euch ist.