Geowissenschaftliche Forschungsförderung
- Bild: U. Münch, Projektträger Jülich, PtJ (CC-BY 4.0)
Einführung
Wie funktioniert unser Planet im Innersten? Was passiert an seiner Oberfläche – und wie beeinflussen sich Atmosphäre, Gestein, Wasser und Leben gegenseitig? Die terrestrischen Geowissenschaften bieten spannende Einblicke in das komplexe Zusammenspiel dieser Sphären – vom tiefsten Inneren der Erde bis hinauf in luftige Höhen.
Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) unterstützt ein breites Spektrum an innovativen Projekten - ob für den Klimaschutz, die Gewinnung von Wärme, die Nutzung von Rohstoffen oder das Monitoring geologischer Prozesse: Geowissenschaften liefern wichtige Antworten und zeigen Handlungsoptionen auf.
Dabei geht es nicht nur um wissenschaftliche Grundlagen. Auch hochaktuelle Anwendungen rücken in den Fokus. Die vom BMFTR derzeitig und in den vergangenen Jahren geförderten Forschungsprojekte der Geowissenschaften finden Sie hier.
Foto: Alpen Bildrechte: U. Münch, Projektträger Jülich, PtJ
- Bild: U. Münch, Projektträger Jülich, PtJ (CC-BY 4.0)
Geodaten & Digitale Geosysteme
Was früher Karten und Kompass waren, sind heute digitale Geosysteme – intelligente Werkzeuge, mit denen sich unser Planet bis ins Detail analysieren und verstehen lässt. Satellitendaten, Sensoren, 3D-Modelle und KI-gestützte Auswertungen verschmelzen zu einem virtuellen Abbild der Erde. Digitale Zwillinge sind hochdetaillierte, dynamisch aktualisierte Nachbildungen realer geologischer Systeme – vom städtischen Untergrund bis hin zu geologischen Speicherstätten.
Digitale Geosysteme liefern nicht nur präzise Informationen über Boden, den Untergrund und dessen Nutzung, sondern unterstützen auch Entscheidungen – z. B. beim Katastrophenschutz, in der Stadtplanung oder beim Ressourcenmanagement. Digitale Geosysteme machen das Unsichtbare sichtbar.
Geoinformationssysteme stellen eine wichtige Schnittstelle zwischen verschiedenen geowissenschaftlichen Disziplinen dar. Nur durch effektive Geoinformationsstrukturen kann die rasant wachsende Menge an Geodaten dauerhaft bewältigt und nachhaltig wissenschaftlich genutzt werden.
Details zu den vom BMFTR aktuell zum Thema geförderten Forschungsprojekte können Sie hier nachlesen.
Foto: Geodaten Bildrechte: J. Renner, Ruhr-Universität Bochum, RUB
Tiefe Geothermie
Unter unseren Füßen liegt ein nahezu unerschöpfliches Energiepotenzial: die Wärme des Erdinneren. Tiefengeothermie nutzt diese natürliche Ressource, um nachhaltige Energie für Wärmeversorgung und Stromproduktion bereitzustellen. In mehreren Kilometern Tiefe herr-schen Temperaturen von über 100 °C – gespeist durch den geothermischen Gradienten, der je 100 Meter Tiefe um 3 Grad C zunimmt.
Durch seismische Erkundung, sichere Bohrtechnologien und präzise geologische Modellierung lassen sich geeignete geothermische Reservoire identifizieren. Dort zirkuliert Thermalsole, die über Förderbohrungen an die Oberfläche gelangt und in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen genutzt wird. Nach der Wärmeentnahme wird das abgekühlte Wasser in einem Kreislauf wieder in den Untergrund zurückgeführt.
Erfolgreiche Tiefengeothermie setzt das Zusammenwirken von geowissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Kompetenzen voraus. Sie eröffnet neue Wege für eine sichere, wirtschaftliche, heimische und klimafreundliche Energieversorgung – unabhängig von fossilen Brennstoffen sowie Wind und Sonne.
Details zu den vom BMFTR aktuell zum Thema geförderten Forschungsprojekte können Sie hier nachlesen.
Foto: Bohranlage am Geothermieforschungsstandort Groß Schönebeck Bildrechte: Fotostudio Vonderlind
- Bild: Fotostudio Vonderlind (CC-BY 4.0)
Video: Geothermische Wärmegewinnung - Konzept Rechte: GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
- Bild: Fotostudio Vonderlind (CC-BY 4.0)
Tiefe Geothermie
- Bild: GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
- Bild: GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
- Bild: GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
- Bild: GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
- Bild: H. Hofmann, GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
- Bild: GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
- Bild: Fotostudio Vonderlind (CC-BY 4.0)
Fernerkundung
Die Fernerkundung eröffnet neue Perspektiven auf unseren Planeten – jenseits des sichtbaren Spektrums. Besonders eindrucksvoll zeigen dies die GRACE- und GRACE-FO-Satellitenmissionen (Gravity Recovery and Climate Experiment), die seit Beginn der 2000er-Jahre die minimalen Veränderungen des Schwerefeldes der Erde vermessen. Anstatt Bilder zu liefern, „wiegen“ sie den Planeten – präzise und global.
Zwei Satelliten umkreisen die Erde in Formation und registrieren kleinste Abstandsänderungen zueinander, die durch Variationen der Erdanziehungskraft entstehen. Diese Veränderungen spiegeln Massenbewegungen im System Erde wider: abschmelzende Gletscher, sinkende Grundwasserspiegel, steigende Meeresspiegel oder dynamische Vorgänge im Erdinneren. So werden unsichtbare Prozesse quantifizierbar.
Die GRACE-Missionen haben das Verständnis von Wasserhaushalt, Klimawandel und geodynamischen Prozessen revolutioniert. Sie liefern Datengrundlagen, um globale Veränderungen im Gleichgewicht der Erde sichtbar zu machen. Fernerkundung wird hier zum Werkzeug planetarer Diagnose.
Details zu dem vom BMFTR aktuell zum Thema geförderten Forschungsprojekt können Sie hier nachlesen.
Grafik: Satellit Bildrechte: Filmhaus Berlin / GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
- Bild: Filmhaus Berlin / GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
Mineralische Rohstoffe
Mineralische Rohstoffe – Bausteine unserer modernen Welt
Vom Smartphone bis zur Windkraftanlage – ohne mineralische Rohstoffe läuft nichts. Ob Metalle wie Kupfer und Lithium, Industrieminerale wie Quarz oder Baurohstoffe wie Kies und Sand: Sie sind essenziell für unsere Technologie, Infrastruktur und die Energiewende.
Internationale Rohstoffpartnerschaften – Verantwortung teilen, Zukunft sichern
In einer global vernetzten Welt hängen moderne Industrie, Energiewende und Digitalisierung zunehmend von verlässlichen Lieferketten mineralischer Rohstoffe ab. Internationale Partnerschaften schaffen hierfür die Grundlage – durch Kooperationen auf Augenhöhe, transparente Lieferketten und gemeinsame Nachhaltigkeitsstandards.
Details zu den vom BMFTR aktuell zum Thema geförderten Forschungsprojekte können Sie hier und demnächst auch auf der Webseite zur Rohstoffforschung nachlesen.
Foto: Vorabbesichtigung eines Bergwerks zur Erkundung von Flouritvorkommen Bildrechte: K. Krüger, GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
- Bild: K. Krüger, GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (CC-BY 4.0)
Aquiferspeicher
Aquiferspeicher nutzen das geologische Potenzial poröser Gesteinsschichten als natürliche Wärmespeicher. In geeigneten Grundwasserleitern – sogenannten Aquiferen – wird thermische Energie saisonal zwischengespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen. Das Prinzip verbindet Geothermie, Hydrogeologie und Energietechnik zu einem nachhaltigen System unterirdischer Wärmewirtschaft.
Über Injektions- und Entnahmebrunnen wird temperiertes Wasser in den Aquifer eingebracht oder gefördert. Während der Heizperiode liefert der Speicher Wärme, im Sommer kann überschüssige Energie, etwa aus Solarthermie oder industrieller Abwärme, eingespeist werden. Durch die natürliche Isolation des Gesteins bleiben Temperaturverluste ge-ring – ein geothermisches Gleichgewicht zwischen Speicherung und Nutzung entsteht.
Aquiferspeicher ermöglichen die flexible Kopplung von oberirdischen Energiesystemen mit dem Untergrund. Sie tragen zur Entlastung urbaner Wärmenetze bei, steigern die Energieeffizienz und fördern den Übergang zu einer klimaneutralen Versorgung. Der Untergrund wird so zum strategischen Bestandteil nachhaltiger Energiesysteme.
Details zu den vom BMFTR in den vergangenen Jahren zum Thema geförderten Forschungsprojekte können Sie hier nachlesen.
Foto: Flachbohrung Bildrechte: U. Werban, Helmholtzzentrum für Umweltforschung, UFZ
- Bild: G. Hornbruch, Christian-Albrechhts Universität, Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: G. Hornbruch, Christian-Albrechts Universität Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: G. Hornbruch, Christion-Albrechts Universität Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: G. Hornbruch, Christian-Albrechts Universität, Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: G. Hornbruch, Christian-Albrechts Universität, Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: Christian-Albrechts Universität Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: G. Hornbruch, Christian-AlbrechtsUniversität, Kiel (CC-BY 4.0)
- Bild: U. Werban, Umweltforschugszentrum - UFZ (CC-BY 4.0)
Erkundung und Nutzung des Untergrundes
Der geologische Untergrund ist weit mehr als das Fundament unserer Landschaften – er ist ein komplexer, dynamischer Raum mit enormem Potenzial für Energie, Rohstoffe und Spei-cherlösungen. Seine Erkundung und Nutzung erfordern ein gutes Verständnis geologischer Strukturen, hydrogeologischer Prozesse und geotechnischer Wechselwirkungen.
Moderne Exploration kombiniert geophysikalische Messmethoden, Bohrdaten und 3D-Modelle zu einem präzisen Abbild des Untergrundes. Diese digitalen Abbilder ermöglichen eine nachhaltige Planung von Tiefengeothermie, Aquiferspeichern, CO₂-Speicherung oder der Gewinnung von Rohstoffen. Die Integration von Daten aus Bohrungen, Seismik und Fern-erkundung schafft die Grundlage für fundierte Entscheidungen über Nutzungskonzepte und Risikomanagement.
Eine verantwortungsvolle Nutzung des Untergrundes erfordert die Balance zwischen technischer Machbarkeit, ökologischer Verträglichkeit und gesellschaftlichem Nutzen. So wird der Untergrund zu einem gestaltbaren Raum – einem Schlüsselbereich für die Energiewende, die Kreislaufwirtschaft und den nachhaltigen Umgang mit den Ressourcen der Erde.
Details zu den vom BMFTR in den vergangenen Jahren zum Thema geförderten Forschungsprojekte können Sie hier nachlesen.
Foto: Untertagelabor BIldrechte: J. Renner, Ruhr-Universität Bochum, RUB
- Bild: J. Renner, Ruhr-Universität Bochum (CC-BY 4.0)
Daseinsvorsorge
Die Erde ist ein aktiver Planet – in ständiger Bewegung, geprägt von Kräften, die Landschaften formen und gleichzeitig Risiken für Mensch und Infrastruktur bergen. Erdbeben, Hangrutschungen, Vulkanausbrüche oder Bodensenkungen zählen zu den geologischen Naturgefahren, die aus tiefgreifenden Prozessen im Erdinneren und an der Oberfläche entstehen.
Ihre Erforschung verbindet Geophysik, Geologie, Geotechnik und Fernerkundung. Durch seismische Überwachung, Satellitendaten und geologische Modellierung lassen sich Spannungszustände, Deformationen und potenzielle Gefährdungszonen identifizieren. Moderne Frühwarnsysteme und Risikoanalysen schaffen die Grundlage, um Schadenspotenziale zu bewerten und geeignete Schutzmaßnahmen zu entwickeln, um eine verlässliche Daseinsvorsorge auch unter zukünftigen Herausforderungen sicherzustellen.
Geologische Naturgefahren machen die Dynamik der Erde unmittelbar erfahrbar. Ihre Beobachtung und Analyse sind zentrale Aufgaben einer vorausschauenden Daseinsvorsorge. Indem wir die Prozesse verstehen, die sie verursachen, können wir Risiken mindern – und lernen zugleich, mit der lebendigen Natur unseres Planeten verantwortungsvoll umzugehen.
Details zu den vom BMFTR in den vergangenen Jahren zum Thema geförderten Forschungsprojekte können Sie hier nachlesen.
Foto: Hangrutsch Bildquelle: F. Schilling, Karlsruher Institut für Technologie, KIT