Lebensraum Ozean

Ozeane haben eine zentrale Bedeutung für das Leben auf unserem Planeten: Sie bilden das größte zusammenhängende Ökosystem der Erde und sind Lebensraum für mehr als zwei Millionen Arten. Sie stabilisieren das Klimasystem, speichern Wärme und steuern das Wetter. Außerdem speichern sie für eine kurze Zeit gewisse Mengen an CO₂. Küsten-, Polar-  und Meeresforschung ist die Wissensbasis für nachhaltige Schutz- und Nutzungskonzepte sowie für technologische und soziale Innovationen rund um die Meere. Ziel ist es, das ökologische Gleichgewicht zu bewahren, um den zukünftigen Generationen einen gesunden Ozean zu hinterlassen.

Diese Fragen stehen im Mittelpunkt der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschung:

• Welche Rolle spielt der Ozean als Wärme- und CO₂-Speicher im fortschreitenden Klimawandel?
• Wie wirken sich steigende Meeresspiegel und klimabedingte Extremereignisse auf die Küstenregionen aus?
• Welche Auswirkungen des Klimawandels sind in den Polarregionen zu erwarten und wie beeinflussen sich wandelnde Polarregionen das Klima?
• Welche Folgen haben die Verschmutzung und Versauerung der Ozeane für die biologische Vielfalt und die Versorgung der Menschen?
• Wie können wir die Meere und den Ozean besser schützen und nachhaltig nutzen?

Meeresforschung

Viele Fragen der Meeresforschung lassen sich besser zusammen mit den Partnern in der EU und darüber hinaus lösen. Daher beteiligt sich das BMBF aktiv an der Joint Programming Initiative Healthy and Productive Seas and Oceans (JPI Oceans). Dadurch wird die Koordination und Abstimmung nationaler Forschungsanstrengungen deutlich verbessert und ein wichtiger Beitrag zum Europäischen Forschungsraum geleistet. Unter anderem in Zusammenarbeit mit JPI Oceans werden auch EU-Instrumente des aktuellen Forschungsrahmenprogramms Horizont Europa fortentwickelt, zum Beispiel die EU- Mission Restore our Ocean and Waters (Gewässermission) und die Sustainable Blue Economy Partnership (SBEP).

Deutsche Allianz Meeresforschung

Um die weltweite Spitzenposition der deutschen Küsten-, Polar-  und Meeresforschung auszubauen und den Forschungsstandort Deutschland zu stärken, schufen die Bundesregierung und die fünf norddeutschen Bundesländer die Deutsche Allianz Meeresforschung (DAM). Sie bündelt das Know-how von mehr als 20 Meeresforschungseinrichtungen und zählt zu den weltweit größten marinen Forschungsallianzen.

Die drei Missionen für Klimaschutz, Nachhaltigkeit und Katastrophenvorsorge der DAM:

• Besondere Bedeutung für den Klimaschutz und die Meeresforschung hat die DAM (Deutsche Allianz Meeresforschung)-Forschungsmission CDRmare. Sie untersucht neuartige Technologien und Ansätze zur Erhöhung der CO2-Speicherfähigkeit des Ozeans.
• In der DAM-Meeresforschungsmission sustainMare stehen Auswirkungen menschlicher Nutzungen und der nachhaltige Umgang mit den Meeren im Fokus. Sie liefert in enger Kooperation mit Stakeholdern tragfähige Zukunftskonzepte.
• Die DAM-Meeresforschungsmission mareXtreme befasst sich mit Extremereignissen und Naturgefahren in den Meeren, woraus neue praktische Ansätze für den Küstenschutz entwickelt werden.

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Forschungstechnik für das Meer

Ohne innovative Forschungstechnik ist eine effiziente und transferorientierte Meeresforschung undenkbar. Daher investiert das BMBF in moderne Sensoren, komplexe Messsysteme, autarke Unterwasserstationen und auch High-Tech-Fahrzeuge wie ferngesteuerte oder autonom navigierende Tauchroboter. Diese Werkzeuge erfassen eine Vielzahl meeresrelevanter Daten und sind die Messfühler im komplexen System Ozean. Über neuartige Datenübertragungssysteme ist ein weitgehend automatisiertes Monitoring von Umweltveränderungen möglich. Die Ergebnisse kontinuierlicher Messreihen fließen anschließend unter anderem in Computermodelle ein, mit denen mittel- und langfristige Trends für Veränderungen im Ozean, aber auch zu Wetter und Klima berechnet werden können.

Die Plattformen dieser sensorbestückten Systeme sind völlig unterschiedlich – sie reichen von Driftern und Messbojen über unbemannte Observatorien bis hin zu Forschungsschiffen, die eine zentrale Bedeutung für die Feldforschung haben. Deutschland verfügt über eine leistungsfähige Forschungsflotte: Die sieben großen und mittelgroßen Schiffe FS POLARSTERN, FS SONNE, FS METEOR, FS MARIA S. MERIAN, FS ALKOR, FS HEINCKE und FS ELISABETH MANN BORGESE.

Küstenforschung

An den Küsten werden die Folgen des Klimawandels besonders dramatisch ausfallen. Mit dem steigenden Meeresspiegel, häufigeren Sturmfluten sowie stärkeren Abbrüchen der Küsten sind wir auch in Deutschland konfrontiert. Daher unterstützen wir Projekte in der Küstenforschung, die als Grundlage für robuste und nachhaltige Küstenschutzmaßnahmen dienen - und der gesamten Küstenbevölkerung nützen. Ein hervorragendes Beispiel für die Verknüpfung von Praxis und Wissenschaft ist die Küstenforschung des KFKI, einer seit mehr als 50 Jahren bestehenden Zusammenarbeit von Bund und norddeutschen Ländern.

Polarforschung

Die Arktis ist ein Hotspot des Klimawandels: Veränderungen passieren hier früher und schneller und diese haben direkte Auswirkungen auf das Klima und Wetter in Europa. Daher müssen wir die Klimaveränderungen in der Arktis besser verstehen. Gemeinsame internationale Polarforschung ist hierfür der Schlüssel.

Größte Arktisexpedition aller Zeiten vom BMBF gefördert

Ein einzigartiges Beispiel hierfür war die vom BMBF geförderte MOSAiC-Expedition von 2019 bis 2020. Für die größte Arktisexpedition aller Zeiten ließ sich das deutsche Forschungsschiff Polarstern8 im arktischen Meereis einfrieren. Auf der Eisscholle rund um das Schiff errichteten Forschende aus 20 Nationen ihre Messstationen und arbeiteten unter härtesten Bedingungen bei bis zu minus 45 Grad Celsius. Das Ergebnis: ein Datenschatz mit großer Bedeutung für unsere Zukunft.

Zudem stärkte das BMBF die internationale Zusammenarbeit durch die Ausrichtung bedeutender Konferenzen in der Polarforschung. Dazu zählt das Arctic Science Ministerial im Jahr 2018, welches in einer gemeinsamen Erklärung von Wissenschaftsministerinnen und Wissenschaftsministern aus 25 Staaten und der Europäischen Union mündete. Hinzu kommt das internationale Arctic Circle Berlin Forum 2024, bei dem hochrangige Vertreterinnen und Vertreter aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft gemeinsame Zukunftsstrategien für die Arktis diskutierten.

Hochmoderne Forschungstechnik in der Polarregion

Die in extremer Forschungsumgebung betriebenen deutschen Forschungsstationen stehen für herausragendes wissenschaftliches Know-how und zukunftsorientierte Förderung des BMBF. Ein Leuchtturm im internationalen Vergleich ist die Neumayer-Station III. Auf dem Schelfeis des östlichen Weddellmeeres dient diese vom Alfred-Wegener-Institut betriebene Station als Basis für die deutsche Antarktisforschung.

Hier leben und arbeiten ganzjährig Forschende. Sie erheben wissenschaftliche Daten über lange Zeiträume – von minutengenauen Wetterbeobachtungen bis hin zu Untersuchungen der Klimageschichte anhand von Eisbohrkernen. Von der Neumayer-Station aus beobachten Forschende außerdem die antarktischen Ökosysteme - von Pinguinkolonien bis zu Kaltwasserkorallen.

Ein weiteres herausragendes Beispiel ist die deutsch-französische AWIPEV Forschungsstation in Ny Ålesund auf Spitzbergen. Schwerpunkte der Forschung in der Arktis sind die Atmosphärenforschung, Glaziologie und Biodiversitätsforschung.

Forschungsinstitute

Die institutionelle Basis der deutschen Küsten-, Polar- und Meeresforschung bilden außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Angesiedelt sind diese Institute unter den Dächern der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF), der Leibniz-Gesellschaft sowie der Max-Planck-Gesellschaft. Sie werden vom BMBF und den Ländern institutionell gefördert. Weiterhin sind Meeresforschungseinrichtungen an Universitäten in den norddeutschen Küstenländern beheimatet. (Beispiele siehe Akkordeon-Modul). Die deutschen Forschungsinstitute sind international sehr gut vernetzt und arbeiten im weltweiten Vergleich an einer Spitzenposition.

Aus den Instituten heraus kam es bereits zu erfolgreichen Ausgründungen und besonderen Transferleistungen: So wurden beispielsweise Erkenntnisse aus der Planktonforschung für bionische Leichtbau-Konstruktionen in der Automobilindustrie oder Luft- und Raumfahrt verwendet. Grundlage hierfür war die Entschlüsselung komplexer Strukturen von Kieselalgen.

Fachprogramm mit breiter Beteiligung

Unter dem Dach der Zukunftsstrategie der Bundesregierung werden Forschungsziele der Küsten-, Polar- und Meeresforschung – eingebettet in die BMBF-Strategie Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA) – im Fachprogramm der Bundesregierung MARE:N definiert. Interdisziplinäre Expertenkreise erarbeiteten bislang drei MARE:N-Konzeptpapiere - Küste im Wandel“ und Blauer Ozean (2018) sowie Polarregionen im Wandel (2021). Sie stellen die Weichen für die zukünftige Forschungsförderung des BMBF in der Küsten-, Polar- und Meeresforschung.

Internationale Abkommen als Richtschnur

Den politischen Rahmen geben die Agenda 2030 der Vereinten Nationen mit ihren 17 Zielen zur nachhaltigen Entwicklung und das Pariser Klimaschutzabkommen vor. Eine große Chance, die Umsetzung der marinen Nachhaltigkeitsziele voranzutreiben, bietet die von 2021 bis 2030 laufende UN-Dekade der Ozeanforschung für nachhaltige Entwicklung. Eine wichtige Rolle hat auch hier das BMBF inne – als Gastgeber der internationalen Auftaktkonferenz zur UN-Ozeandekade im Sommer 2021 sowie durch ein sichtbares internationales Engagement. Zudem tragen die interdisziplinär ausgerichteten Forschungsaktivitäten im Programm MARE:N zum Erfolg der UN-Ozeandekade bei.

Die größten Forschungseinrichtungen und Universitätsinstitute

AWI

Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven ist ein international bedeutsames Kompetenzzentrum der Polar- und Meeresforschung. Im Helmholtz-Zentrum erforschen mehr als 1.000 Mitarbeitende Arktis und Antarktis, aber auch die Nordsee und ihre deutschen Küstenregionen.

GEOMAR

Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ist eine der weltweit führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Meeresforschung. Es erforscht den globalen Ozean vom Meeresboden bis zur Atmosphäre und untersucht die physikalischen, chemischen, biologischen und geologischen Prozessen im Ozean.

Hereon

Das Helmholtz-Zentrum Hereon betreibt internationale Spitzenforschung unter anderem im Bereich der Küstenforschung. Ein Teil der 1.100 Mitarbeitenden beschäftigt sich mit der Dynamik des Küstenozeans, um Beiträge für das Küstenmanagement zu leisten. Ebenso stehen klimabedingte Veränderungen von Küsten im Fokus.

IOW

Das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) erkundet die Ökosysteme von Küsten- und Randmeeren mit dem Schwerpunkt Ostsee. Die Forschenden erkunden in interdisziplinärer Zusammenarbeit die Schlüsselprozesse in der Ostsee und erforschen neue Technologien in der Küstenforschung.

ZMT

Das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen ist hierzulande das einzige wissenschaftliche Institut, das sich ausschließlich tropischen und subtropischen Küstenökosystemen widmet. Gemeinsam mit Partnern erarbeitet das ZMT Handlungsempfehlungen für den Schutz dieser Lebensräume.

Senckenberg am Meer

Senckenberg am Meer in Wilhelmshaven beschäftigt sich als Teil der Forschungsmusen der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung in der Leibniz Gemeinschaft mit biologischer und geologischer Küsten- und Meeresforschung - mit Arbeitsgebieten von der Nordseeküste bis in die Tiefsee. Das Deutsche Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung ist Teil des Instituts.

MPI-MM

Am stark international ausgerichteten Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie (MPI-MM) in Bremen steht das mikrobielle Leben in den Meeren im Fokus. Bislang ist noch wenig über diese winzigsten Lebewesen bekannt. Die Forschenden decken viele Expertisen ab: von Mikrobiologie über Genomanalyse bis zur Modellierung.

ICBM

Das Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg ist ein interdisziplinär ausgerichtetes Institut. Mehr als 20 Arbeitsgruppen verschiedener naturwissenschaftlicher Disziplinen arbeiten am Institut. Das ICBM betreibt zudem das Küstenobservatorium Spiekeroog.

MARUM

Das MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen erforscht die Rolle des Ozeans und des Meeresbodens im gesamten Erdsystem. Das MARUM betreibt hochmoderne Großgeräte der Meeresforschung, wie Tauchroboter und Meeresbodenbohrgeräte.

CEN

Das Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) ist ein Forschungszentrum der Universität Hamburg, welches interdisziplinäre Forscherteams aus verschiedenen Instituten vereint. Sie erforschen globale Klima-, Umwelt- und Erdsystemveränderungen. Dort ist auch die Leitstelle Forschungsschiffe angesiedelt.

Kiel Marine Science

Kiel Marine Science (KMS) heißt das Zentrum für interdisziplinäre Meereswissenschaften an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Gemeinsam mit Akteuren außerhalb der Wissenschaft arbeitet KMS transdisziplinär an Lösungen für eine nachhaltige Nutzung und den Schutz der Meere und Küsten.

FZK

Das Forschungszentrum Küste (FZK) ist eine gemeinsame Einrichtung der Leibniz Universität Hannover und der Technischen Universität Braunschweig. Sie bündelt die Expertise beider Hochschulen unter anderem im Küsteningenieurwesen. Das FZK betreibt Forschungsgroßgeräte, darunter den Großen Wellenkanal.

MTS

Das Department Maritime Systeme (MTS) der Universität Rostock vernetzt Forschende der Universität Rostock, des IOW und weiterer Partner, um fachübergreifende Fragen bezüglich der Meere anzugehen. Innerhalb einer interdisziplinären Plattform werden innovative Strategien entwickelt.

TiHO

Forschung an Wildtieren spielt an der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) mit dem Fokus auf Biodiversität und Infektionskrankheiten eine wichtige Rolle. In Büsum untersuchen die Forscherinnen und Forscher unter anderem Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf Wildtierpopulationen im Meer.

Deutsches Meeresmuseum

Das Deutsche Meeresmuseum in Stralsund vereint praktische Meeresforschung und eine erfolgreiche Vermittlungsarbeit für die breite Öffentlichkeit. Das international bekannte Museum präsentiert wissenschaftliche Ausstellungen und Aquarien an insgesamt vier Standorten und über seine Onlinekanäle.

Redaktionsschluss dieses Textes: 01.11.2024