01 Meeres-, Polar- und Klimaforschung

In diesem bedeutendsten Wissenschaftsschwerpunkt der Universität Bremen arbeitet seit 2001 eines der sechs DFG-Forschungszentren, das seit 2007 zudem als ExzellenzclusterThe Ocean in the Earth System“ (MARUM) gefördert wird.

Ziel des MARUM ist es, durch gezielte Studien ein besseres Verständnis der Rolle des Ozeans im globalen Erdsystem zu bekommen. Die Untersuchungen erfolgen insbesondere in Hinblick auf den globalen Wandel und sie liefern grundlegende Beiträge für eine nachhaltige Nutzung der Ozeane. Übergeordnete Forschungsthemen sind Ozean und Klima, Beziehungen zwischen Geo- und Biosphäre sowie  Sedimentdynamik. Die Untersuchungsgebiete reichen von der Küste bis in den tiefen Ozean. Die Arbeiten sind eng eingebunden in internationale Programme, an deren Weiterentwicklung sich die Forscherinnen und Forscher des MARUM aktiv beteiligen. MARUM betreibt eines der weltweit drei Bohrkernlager des International Ocean Discovery Program (IODP). Es verfügt über eine Flotte modernster Unterwassergeräte für den Einsatz in der Tiefsee und hat sich zu einem Zentrum der Meeresforschungstechnik entwickelt und ist ein gefragter Partner in internationalen Kooperationsprojekten. Auf Beschluss des Akademischen Senats wurde das MARUM 2011 als Forschungsinstitut der Universität Bremen mit eigener Budget- und Personalhoheit eingerichtet. Basis ist ein Paragraph des Bremische Hochschulgesetzes, der in einzelnen Fällen eine solche herausgehobene Stellung auch innerhalb der Universität und entsprechende Autonomie möglich macht. Auf dieser Grundlage schließt das MARUM mit dem Rektorat eine Zielvereinbarung ab, wird von einem wissenschaftlichen Beirat begleitet und alle fünf Jahre evaluiert.

  • Actinie in 630 Meter WassertiefeActinie in 630 Meter Wassertiefe
  • Wanderausstellung MeerErlebenWanderausstellung MeerErleben
  • Greifarm von MARUM-QUESTGreifarm von MARUM-QUEST
  • Der Tauchroboter MARUM-QUESTDer Tauchroboter MARUM-QUEST
  • Einsatz eines SchwerelotsEinsatz eines Schwerelots
  • Kaltwasserkoralle in 1000 Meter WassertiefeKaltwasserkoralle in 1000 Meter Wassertiefe
  • Beprobung eines SedimentkernsBeprobung eines Sedimentkerns
  • Octokoralle am Mittelatlantischen RückenOctokoralle am Mittelatlantischen Rücken
  • IODP-Kernlager am MARUMIODP-Kernlager am MARUM
  • Schwarzer Raucher am Mittelatlantischen RückenSchwarzer Raucher am Mittelatlantischen Rücken
  • Arbeiten im Geochemie-LaborArbeiten im Geochemie-Labor
  • Blick auf die Gerätehalle des MARUMBlick auf die Gerätehalle des MARUM
  • GLOMAR Doktoranden-WorkshopGLOMAR Doktoranden-Workshop
  • Aussetzen des AUV MARUM-SEALAussetzen des AUV MARUM-SEAL
  • Messung eines SedimentkernsMessung eines Sedimentkerns
  • Aussetzen des MARUM-MeBoAussetzen des MARUM-MeBo
  • Ein Sedimentkern wird geöffnet.Ein Sedimentkern wird geöffnet.
  • Untersuchungen am MikroskopUntersuchungen am Mikroskop
  • Geophysikalische UntersuchungGeophysikalische Untersuchung
  • Korallenbewuchs auf KissenbasaltKorallenbewuchs auf Kissenbasalt

Der globale Wandel und die zugrundeliegenden physikalischen Prozesse im System Erde stehen im Fokus der Untersuchungen am Institut für Umweltphysik. Eingebunden in internationale Messprogramme werden u.a. Veränderungen in der Meereisbedeckung sowie in der Zusammensetzung der Atmosphäre mit Hilfe von Fernerkundungsmethoden untersucht. Physikalisch-ozeanographische Messdaten werden als Teil globaler Netze erhoben um Veränderungen in der großskaligen Ozeanzirkulation zu erfassen. Ein weiteres Forschungsgebiet umfasst die terrestrische Umweltphysik. 

Das meeresökologische Institut BreMarE (Bremen Marine Ecology - Center for Research & Education) vereint die meereswissenschaftlichen Arbeitsgruppen des Fachbereichs Biologie/Chemie der Universität Bremen. Die Meeresforscher/innen von BreMarE konzentrieren sich auf die Erforschung von Ökosystemfunktionen, der funktionalen Diversität in marinen Systemen und Nahrungsnetzen, Anpassungsstrategien mariner Organismen (Ökophysiologie), sowie der Kreisläufe von bioaktiven Spurenelementen. BreMarE betreibt Forschungsprojekte in den Tropen ebenso wie in den gemäßigten Breiten und den Polarmeeren, in Küstengebieten und in der Tiefsee, dabei kommen moderne Methoden der Ökophysiologie, Molekularbiologie, Biochemie und Spurenstoffanalytik zum Einsatz. BreMarE organisiert und koordiniert federführend die meeresbiologische und -chemische Ausbildung an der Universität Bremen.

Besonders eng ist die Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) der Helmholtz-Gemeinschaft in Bremerhaven. AWI und MARUM haben, ähnlich der Jülich Aachen Research Alliance (JARA), 2010 die AWI-MARUM-Allianz (AMAR) gegründet. Als erstes Ziel entwickelt diese strategische Partnerschaft gemeinsam die drei Forschungsgebiete Ozeandynamik Nordatlantik-Arktis; Unterwassertechnologien und Erdbeobachtungssysteme; Dateninformationssysteme.

Weitere wichtige Partner sind das Max-Planck-Institut (MPI) für Marine Mikrobiologie und das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT), das vor Aufnahme in die Leibniz-Gemeinschaft ein bremisch finanziertes außeruniversitäres Institut war. Wie schon mit dem AWI, werden auch mit dem MPI für Marine Mikrobiologie und dem ZMT gemeinsame langfristige Forschungsperspektiven entwickelt und konkrete Forschungsprojekte durchgeführt. Ein Beispiel ist die Untersuchung von Prozessen, die Energie und Materie zwischen relativ kurzlebigen biologischen und länger währenden geologischen Elemtkreisläufen austauschen (MPI). Mit dem ZMT wird gemeinsam die Dynamik mariner tropischer Ökosystemen erforscht.

Neue Unterwassertechnologien für die Forschung in der Tiefsee und für eine umweltschonende Ressourcengewinnung aus dem Meer werden gemeinsam von den Kooperationspartnern MARUM, DFKI Bremen und DLR Bremen im 2010 gegründeten Universitätsinstitut für Maritime Technologien (MarTech-Bremen) entwickelt.

Zur internationalen Sichtbarkeit tragen zwei internationale DFG-Graduiertenkollegs (International Graduate College Proxies in Earth History (EUROPROX), Integrated Coastal Zone and Shelf-Sea Research (INTERCOAST) zusammen mit Waikato University in Neuseeland) und die drei weiteren mit dem AWI und dem MPI gemeinsam betriebene Graduiertenprogramme bei (Helmholtz Graduate School for Polar and Marine Research (POLMAR), Earth System Sciences Research School (ESSReS), International Max Planck Research School of Marine Microbiology (MarMic)). Für die Qualität der Nachwuchsförderung steht auch die Graduiertenschule „Global Change in the Marine Realm“ (GLOMAR) aus der ersten Phase der Exzellenzinitiative.

Der Wissenschaftsschwerpunkt kooperiert eng mit international führenden Einrichtungen der Meeres-, Klima- und Polarforschung, insbesondere in den USA, Frankreich  und Großbritannien, China, Japan und Neuseeland. 

Die Qualität der Forschung in diesem Wissenschaftsschwerpunkt spiegelt sich im DFG-Förderranking 2009 wider, in dem die Geowissenschaften Rang 1 belegen; sie wurde außerdem in den Jahren 2009 und 2011 durch zwei Leibniz-Preise der DFG und im Jahr 2010 durch einen ERC Advanced Grant gewürdigt.

Ausgewählte Publikationen

Bartsch, I; Wiencke, C; Bischof, K, Buchholz, CM, Buck, BH, Eggert, A, Feuerpfeil, P, Hanelt, D, Jacobsen, S, Karez, R, Karsten, U, Molis, M, Roleda, MY, Schubert, H, Schumann, R, Valentin, K, Weinberger, F, Wiese, J. (2008). The genus Laminaria sensu lato: recent insights and developments. European Journal of Phycology 43 (1), 1 - 86

Biddle, JF, Lipp, JS, Lever, MA, Lloyd, KG, Sørensen, KB, Anderson, R, Fredricks, HF, Elvert, M, Kelly, TJ, Schrag, DP, Sogin, ML, Brenchley, JE, Teske, A, House, CH, Hinrichs, K-U (2006). Heterotrophic Archaea dominate sedimentary subsurface ecosystems off Peru. Proceedings of the National Academy of Sci-ences of the United States of America 103 (10), 3846 - 3851, doi: 10.1073/pnas.0600035103

Collins, JA, Schefuß, E, Heslop D, Mulitza, S, Prange, M, Zabel, M, Tjallingii, R, Dokken, T, Huang, E, Ma-ckensen, A, Schulz, M, Tian, J, Zarriess, M, Wefer, G (2011). Interhemispheric symmetry of tropical African rainbelt over the past 23,000 years. Nature Geoscience 4, 42 - 45

Felis, T, Suzuki, A, Kuhnert, H, Dima, M, Lohmann, G, Kawahata, H (2009). Subtropical coral reveals abrupt early-twentieth-century freshening in the western North Pacific Ocean. Geology 37, 527 - 530

Goldhammer, T, Brüchert, V, Ferdelmann, TG, Zabel, M (2010). A key to the phosphorus puzzle: micro-bial sequestration in anoxic upwelling sediments. Nature Geoscience 3, 557 - 560

Lee, RF, Hagen, W, Kattner, G, (2006). Lipid storage in marine zooplankton - a review. Mar. Ecol. Prog. Ser.  307, 273 - 306

Lipp, JS, Morono, Y, Inagaki F, Hinrichs, K-U (2008). Significant contribution of Archaea to extant bio-mass in marine subsurface sediments. Nature 454, 991 - 994

McGregor, HV, Dima, M, Fischer, HW, Mulitza, S (2007). Rapid 20th-century increase in coastal upwelling off northwest Africa. Science 315, 637 - 639

Mohtadi, M, Oppo, DW, Steinke, S, Stuut, J-B, de Pol-Holz, R, Hebbeln, D, Lückge, A (2011). Glacial to Holocene swings of the Australian-Indonesian monsoon. Nature Geoscience 4 (8), 540 - 544, doi:10.1038/ngeo1209

Mulitza, S, Heslop, D, Pittauerová, D, Fischer, HW, Meyer, I, Stuut, J-B, Zabel, M, Mollenhauer, G, Col-lins, JA, Kuhnert, H, Schulz, M (2010). Increase in African dust flux at the onset of commercial agricul-ture in the Sahel region. Nature 466, 226 - 228

Mulitza, S, Prange, M, Stuut, J-B, Zabel, M, von Dobeneck, T, Itambi, AC, Nizou, J, Schulz, M, Wefer, G (2008). Sahel megadroughts triggered by glacial slowdowns of Atlantic meridional overturning. Paleoceanography 23, PA4206, doi: 10.1029/2008PA001637

Notholt, J, Luo, BP, Fueglistaler, S, Weisenstein, D, Rex, M, Lawrence, MG, Bingemer, H, Wohltmann, I,  Corti, T, Warneke, T, von Kuhlmann R, Peter T (2005). Influence of tropospheric SO2 emissions on par-ticle formation and the stratospheric humidity. Geophys. Res. Letters 32, L07810, doi:10.1029/2004GL022159

Rhein, M, Kieke, D, Httl-Kabus, S, Rößler, A, Mertens, C, Meissner, R, Klein, B, Böning, CW, Yashayaev, I (2011). Deep water formation, the subpolar gyre, and the meridional overturning circulation in the subpolar North Atlantic. Deep-Sea Res. II 58, 1819 - 1832

Richter, A, Burrows, JP, Nuss, H, Granier, C, Niemeier, U (2005). Increase in tropospheric nitrogen diox-ide over China observed from space. Nature 437 (7055), 129 - 132, doi: 10.1038/nature04092

Röhl, U, Westerhold, T, Bralower, TJ, Zachos, JC (2007). On the duration of the Paleocene-Eocene thermal maximum (PETM). Geochemistry Geophysics Geosystems 8, Q12002, doi: 10.1029/2007GC174

Schefuß, E, Schouten, S, Schneider, RR (2005). Climatic controls on central African hydrology during the past 20,000 years. Nature 437 (7061), 1003 - 1006, doi: 10.1038/nature03945

Schulz, HN, Schulz. HD (2005). Large sulfur bacteria and the formation of phosphorite. Science 307 (5708), 416 - 418, doi: 10.1126/science.1103096

Strasser, M, Moore, GF, Kimura, G, Kitamura, Y, Kopf, AJ, Lallemant, SJ, Park, JO, Screaton, EL, Su, X, Underwood, MB, Zhao, X (2009). Origin and evolution of a splay fault in the Nankai accretionary wedge. Nature Geoscience 2, 648 - 652, doi:10.1038/ngeo609

Westerhold, T, Röhl, U, Donner, B, McCarren, HK, Zachos, JC (2011). A complete high-resolution Paleo-cene benthic stable isotope record for the central Pacific (ODP Site 1209). Paleoceanography 26, PA2216, doi: 10.1029/2010PA002092

Zachos, JC, Röhl, U, Schellenberg, SA, Sluijs, A, Hodell, DA, Kelly, DC, Thomas, E, Nicolo, M, Raffi, I, Lourens, LJ, McCarren, H, Kroon, D (2005). Rapid acidification of the ocean during the Paleocene-Eocene thermal maximum. Science 308 (5728), 1611 - 1615, doi: 10.1126/science.1109004