Forschung des Instituts
Unser Ziel: Ein integrales Verständnis der chemischen Prozesse im Erdsystem von molekularen bis zu globalen Skalen.
Das Institut umfasst derzeit fünf wissenschaftliche Abteilungen und weitere Forschungsgruppen. Die aktuelle Forschung am Max-Planck-Institut für Chemie zielt auf ein integrales Verständnis der chemischen Prozesse im Erdsystem, insbesondere in der Atmosphäre und Biosphäre. Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen die Interaktionen des Klima-, Ozean-, und Atmosphärensystems von geologischen bis hin zu jährlichen Zeitskalen. Untersucht werden vielfältige Wechselwirkungen zwischen Luft, Wasser, Boden, Leben und Klima im Verlauf der Erdgeschichte bis zum heutigen durch Menschen geprägten Zeitalter, dem Anthropozän.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führen Laborexperimente durch, und sammeln Proben und Daten auf Forschungsreisen mithilfe von Flugzeugen, Schiffen und Messfahrzeugen. Ergänzt werden die praktischen Arbeiten durch mathematische Modelle, welche chemische, physikalische und biologische Prozesse und Veränderungen von der molekularen bis zur globalen Ebene simulieren. Eines der Hauptziele ist es, herauszufinden, wie sich die Luftverschmutzung, einschließlich reaktive Spurengase und Aerosole, auf die Atmosphäre, Biosphäre, das Klima und die Gesundheit auswirkt.
Eine kurze Beschreibung aktueller Forschungsthemen findet sich in den Institutsberichten.
Abteilung Aerosolchemie
Die Abteilung Aerosolchemie (Prof. Dr. Yafang Cheng) erforscht die grundlegenden Mechanismen atmosphärischer Aerosolprozesse und deren Auswirkungen auf Luftqualität und Klima. Ihr Ziel ist die quantitative Vorhersage von Aerosoleffekten im Erdsystem sowie die Weiterentwicklung physikalisch-chemischer Theorien zu den Eigenschaften und Wechselwirkungen von Nanopartikeln.
Abteilung Atmosphärenchemie
Die Abteilung Atmosphärenchemie (Prof. Dr. Jos Lelieveld) untersucht chemische Reaktionen und globale Spurenstoffkreisläufe von Ozon und anderen reaktiven Spurengasen in der Atmosphäre. Diese Prozesse werden durch Experimente im Labor sowie Messungen in der Atmosphäre von Bodenstationen, Schiffen, Flugzeugen sowie Satelliten aus untersucht. Diese Feldmessungen werden unterstützt und analysiert mithilfe von Computermodellen zur Simulation meteorologischer und chemischer Wechselwirkungen sowie deren Einfluss auf das Klima.
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Abteilung Klimageochemie
Die Abteilung Klimageochemie (Prof. (ETH Zürich) Dr. Gerald H. Haug) befasst sich mit den Prozessen und Interaktionen des Klima-, Ozean-, und Atmosphärensystems von geologischen bis hin zu jährlichen Zeitskalen. Das Klimasystem ist charakterisiert durch zahlreiche Rückkopplungsprozesse und Schwellenwerte. Zu diesen internen Rückkopplungen gehören Änderungen in den Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre, der Wärmetransport des Ozeans, das ozeanische Nährstoffreservoir und die biologische Produktivität, die große Auswirkungen auf die atmosphärische Treibhausgaskonzentration hat.
Abteilung Multiphasenchemie
Die Abteilung Multiphasenchemie (Prof. Dr. Ulrich Pöschl) beschäftigt sich mit Wechselwirkungen zwischen Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen auf molekularer Ebene sowie mit den makroskopischen und globalen Auswirkungen von Multiphasenprozessen. In der Erdsystem- und Klimaforschung liegen die Schwerpunkte in der Untersuchung von biologischen und organischen Aerosolen, Aerosol-Wolkenwechselwirkungen und Atmosphären-Oberflächen-Austauschprozessen. Im Bereich der Lebens- und Gesundheitswissenschaften untersuchen die Forscher, wie sich Protein-Makromoleküle durch Luftschadstoffe verändern und wie sich das auf allergische Reaktionen und Erkrankungen auswirkt.
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Abteilung Partikelchemie
Die Abteilung Partikelchemie (Prof. Dr. Stephan Borrmann) untersucht physikalische Eigenschaften und chemische Zusammensetzung atmosphärischer Aerosol- und Wolkenpartikel. Hierzu werden Laborexperimente (z.B. in einem Vertikalwindkanal), Messungen an Boden- und Bergstationen und auf mobilen Messträgern (insbesondere auf Flugzeugen) durchgeführt, sowie Methoden entwickelt zur Erfassung des Aerosols durch Massenspektrometrie. Mithilfe von Isotopenmessungen werden extraterrestrische Partikel wie z.B. präsolare Körner aus Meteoriten und von Kometen analysiert.
Unabhängige Forschungsgruppen
Zur Zeit gibt es am Institut vier weitere wissenschaftliche Arbeitsgruppen: Die Minerva-Gruppe von Dr. Yafang Cheng untersucht Wechselwirkungen von Aerosole(n), Luftqualität und Klima. Dr. Mikhail Eremets analysiert Materie unter extrem hohem Druck. Dr. Tina Lüdecke untersucht den Fleischkonsum der Vor- und Frühmenschen. Die Gruppe Satellitenfernerkundung um Prof. Dr. Thomas Wagner analysiert Satellitenspektren, um auf tropo- und stratosphärische Spurengase zurückzuschließen.