VolkswagenStiftung fördert: Soil and landscape dynamics − Quantifying processes in Earth’s Critical Zone

Wie prägen Verwitterung, Sedimentflüsse und Bodenbildungsprozesse die Erdoberfläche? Und wie lassen sich diese Prozesse über sehr unterschiedliche Zeiträume hinweg quantifizieren? Mit diesen Fragen beschäftigt sich das neue Projekt „Soil and landscape dynamics – Quantifying processes in Earth’s Critical Zone“, das im April 2025 an der Universität zu Köln gestartet ist.

Förderung

Das Projekt wird im Rahmen der Förderinitiative „Erdsystemwissenschaften“ von der VolkswagenStiftung unterstützt, um dessen Leitidee weiter in der Forschung und Lehre zu etablieren. Es umfasst eine Förderung von rund 1,5 Millionen Euro über sechs Jahre und ermöglicht die Einrichtung einer Juniorprofessur mit Tenure Track. Die designierte Juniorprofessorin im Bereich Boden- und Landschaftsdynamik ist Dr. Svenja Riedesel. Das Projekt der Juniorprofessur wird begleitet durch eine von Prof. Dr. Tony Reimann eingeworbene strategische, ebenfalls durch die VolkswagenStiftung geförderte, Initiative zur Stärkung der Erdsystemwissenschaften am Department für Geowissenschaften, Univeristät zu Köln.

Critical Zone im Zentrum

Critical Zone Research untersucht die Landschaftsentwicklung vom Grundwasser bis hin zu den Baumwipfeln und vereint damit die verschiedenen Sphären der Erde. Die sogenannte Critical Zone bezeichnet die lebenswichtige Grenzschicht, in der Lithosphäre, Biosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Anthroposphäre ineinandergreifen. Prozesse innerhalb dieser “Critical Zone” beeinflussen die Verwitterung, sowie wichtige Sediment- und Bodenprozesse, welche wiederrum Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf haben und sich somit auch auf das Klimasystem auswirken können.

Forschungsstrategie

Das Verständnis dieser komplexen Zusammenhänge und Prozesse auf verschiedenen Zeitskalen erfordert einen ganzheitlichen und integrierten Forschungsansatz, der Feld- und Laborarbeit sowie Computermodellierung miteinander verbindet.

Methodisch stehen daher vor allem drei Forschungsziele im Fokus:

1. Entwicklung eines neuen, nicht destruktiven, lumineszenz-basierten Verwitterungsindikators

2. Anwendung des neuen Indikators und die Quantifizierung von fallout Nuklidkonzentrationen um Verwitterungs- und Bodenerosionsprozesse zu untersuchen

3. Entwicklung eines Models zur Quantifizierung von Boden- und Erdoberflächenprozessen

Kurz gesagt: Ziel des Projekts ist es, einen zerstörungsfreien, lumineszenzbasierten Verwitterungsindikator zu entwickeln, diesen mit Fallout-Nuklidmessungen zu kombinieren, um Verwitterungs- und Bodendynamik zu quantifizieren, und diese Daten schließlich in ein Modell zu integrieren, das die Entwicklung von Böden und Erdoberflächen über verschiedene Zeiträume nachvollziehbar macht und zukünftige Veränderungen vorhersagen kann.

Neue Arbeitsgruppe: Critical Zone Research

Im Zuge des Projekts hat Dr. Svenja Riedesel die neue Arbeitsgruppe Critical Zone Research am Geographischen Institut gegründet. Damit entsteht ein zentraler Baustein für die Weiterentwicklung der Critical-Zone-Forschung in Köln, die nicht nur eng mit den bestehenden Schwerpunkten der Geomorphologie und Geochronologie verbunden ist, sondern auch die Stellung des Departments für Geowissenschaften an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät als eine der führenden geowissenschaftlichen Einrichtungen in Deutschland unterstreicht.