Zur Kooperation der Potsdamer Universität mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen

EINE REISE DURCH DIE LITHOSPHÄRE

Das GeoForschungsZentrum Potsdam

Eines der Markenzeichen der Potsdamer Universität ist ihre enge Zusammenarbeit mit außeruniversitären Forschungsein­richtungen, die sich in Potsdam und sei­nem unmittelbaren Umland sehr zahlreich angesiedelt haben. Für diese Kooperation, die über an anderen Standorten üblichen Verknüpfungen weit hinausgeht, wurden verschiedenartige Formen entwickelt: so z. B. gemeinsame Berufungen von Profes­soren, die Durchführung gemeinsamer Studiengänge und der Aufbau Interdiszi­plinärer Zentren. Auch laufen die Vorberei­tungen für die Errichtung eines gemeinsa­men Campus’ der Potsdamer Naturwissen­schaften mit Instituten der Max-Planck-Ge­sellschaft und der Fraunhofer- Gesellschaft in Golm derzeit auf Hochtouren. Mit diesem Artikel über das GeoForschungsZentrum Potsdam wird in der PUTZ eine Reihe fort­geführt, in der nach und nach die Einrich­tungen vorgestellt werden sollen, die vor allem auf naturwissenschafttlichem Gebiet mit der Universität Potsdam kooperieren.

GFZ

POTSDAM

h> 'tjg*

: •

\

aas jfiBsjSü

Der aktive Vulkan Merapi in Indonesien ist eines der Forschungsziele. Hier wird demnächst von Mitarbeitern der Arbeitsgruppe Prot Erzmgers eine Meßstation installiert, die laufend die austretenden Gase analysieren und messen soll. Aus den Ergebnissen hofft man Aufschluß über die genauen Ursachen und Mechanismen der Eruptionen zu erhalten. Foto: Lühr/GFZ

Von den 16 Großforschungsemrichtungen in Deutschland, die in der Hermann von Helm­holz-Gemeinschaft Deutscher Forschungs­zentren zusammengeschlossen sind, befin­den sich lediglich drei in den Neuen Län­dern. Eines von ihnen ist das GeoFor­schungsZentrum Potsdam (GFZ). Wie die übrigen Institute der Gemeinschaft wird es zu 90% durch den Bund und zu 10% durch das Land finanziert. Gegründet wurde es auf Empfehlung des Wissenschaftsrates am 1. Januar 1992 auf der Basis des Zentralinstituts für die Physik der Erde (ZIPE). Gut zwei Jah­re später, zu Beginn des Jahres 1994, wurde an der Universität Potsdam das Institut für Geowissenschaften ins Leben gerufen. Sei­ne Kooperation mit dem GFZ von der ersten Minute an ist evident, da der Gründungs­direktor und stellvertretende geschäftsfüh­rende Direktor des Universitätsinstituts, Prof. Dr. Jörg Erzinger, gleichzeitig Projekt­bereichsleiter für den Bereich „Stoffliche Ei­genschaften und Transportprozesse“ am GFZ ist. Von den derzeit sieben Professoren sind fünf gemeinsame Berufungen: neben Erzinger Prof. Dr. Georg Dresen und Prof. Dr. Jörg Negendank für die Geologie sowie Prof. Dr. Chnstoph Reigber und Prof. Dr. Jochen Zschau für die Geophysik.

Bis zur Fertigstellung der neuen Labore des Instituts in Golm „muß das GFZ weiterhin die Amme spielen“, äußert sich Erzinger mit Blick auf die derzeit noch dürftige Ausstat­tung und fehlenden Apparaturen. Umge­kehrt profitiere aber auch das GFZ von der Kooperation: „Eine Großforschungseinrich­

tung geht kaputt ohne Studenten“. Man brau­che den Nachwuchs, denn „es sind ja Diplo­manden und Doktoranden, die die For­schung machen“. Zwar sind die Potsdamer Studenten noch nicht ganz so weit, da der Studiengang Geowissenschaften erst seit drei Semestern läuft, aber bereits jetzt man­gelt es nicht an Möglichkeiten, als studenti­sche Hilfskraft fachbezogen sein Monats­budget beim GFZ etwas aufzustocken.

Die Erde als Labor

Zwar ist das GFZ mit etwas über 500 Mitar­beitern die kleinste der Großforschungs­einrichtungen, dafür besitzt es aber eines der größten Labore „weltweit“. Wem sonst stehen für Experimente schon 510 000 000 km2 zur Verfügung? Dabei interessieren Geowissenschaftler sich weniger für die Erdoberfläche. Diese ist ja nur die Haut der Erde und dient ihnen hauptsächlich als Ausgangspunkt, um die gesamte Litho­sphäre zu erforschen. Diese ist der relativ starre, äußere TM der Erde, der die Erdkru­ste und den oberen Teil des Erdmantels umfaßt und durchschnittlich etwa 100 km dick ist. Man kann sie sich wie eine mehr­fach gesprungene Kugelschale vorstellen, deren einzelne Scherben die Platten sind, die auf dem heißeren, zähflüssigen unteren Mantel treiben. Wo sich zwei Platten gegen­einanderschieben, werfen sich Faltengebir­ge auf. Dabei wird tiefer gelegenes Mate­rial nach oben befördert.

Ein ganz anderer Prozeß, bei dem Stoffe aus unteren Schichten an die Erdoberfläche ge­

langen, läuft ab, wenn festes Gestein aus dem äußeren Mantel plötzlich aufschmilzt. Dies geschieht zum Beispiel dann, wenn Wasser dort eindringt. Wasser setzt den Schmelzpunkt des Gesteins herab, so daß es schmilzt und, da es dadurch leichter als das umhegende Material ist, aufsteigt. Da einige Elemente aus dem umgebenden Material es bevorzugen, in die Schmelze zu gehen, an­statt im Kristallverband zu bleiben, ändert sich die chemische Zusammensetzung der Schmelze: Eisen, Aluminium, Kalium, Uran und Thorium werden so angereichert und die ursprünglich sehr basische Schmelze (das Basaltgestein des Erdmantels ist durch einen hohen Magnesium- und einen gerin­gen Siliziumgehalt charakterisiert) wird, je weiter sie aufsteigt, immer weniger basisch. Tritt diese Schmelze beispielsweise am Mittelatlantischen Rücken im Nordatlantik an die Oberfläche, wo nach diesem Prinzip ständig neue Erdkruste gebildet wird, so erstarrt sie zum einen schlagartig. In den nächsten 150 Millionen Jahren schiebt sich diese neugebildete Kruste auf die Kontinen­te zu, wobei zum anderen in das Gestein bis zu zwei Prozent Wasser eingebaut werden (bei einem 5 kg schweren Stein macht das immerhin 100 ml aus). Am Rand des Nord­atlantiks taucht sie dann unter die kontinen­tale Platte ab. Bei bestimmten Tiefen, wenn gewisse Tbmperaturen erreicht sind, wird das zuvor aufgenommene Kristallwasser wieder freigesetzt. Während sich die Kruste immer tiefer in den Mantel schiebt, kann das abgeschiedene Wasser wieder zur Bildung

Seite 22

PUTZ 3/96