Meeresforschung 1

Forschung und Lehre der Meereswissenschaften

Im Gespräch mit Prof. Dr. Oliver Zielinski und Dr. Thomas Badewien, Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), Carl von Ossietzky Universität Oldenburg.

Portrait der wissenschaftlichen Einrichtung

  1. Was (er)forschen Sie? / Welche Anwendungen ergeben sich aus der Forschung?
    Das ist ein interdisziplinär ausgerichtetes Institut der Universität Oldenburg mit Standorten in Oldenburg und Wilhelmshaven. Es ist das einzige universitäre Institut in Niedersachsen, das sowohl in der Forschung als auch in der Lehre breite Bereiche der Meereswissenschaften abdeckt.
     
  2. Wo befindet sich das Institut?
    ICBM-Oldenburg:
    Carl-von-Ossietzky-Straße 9-11
    Postfach 2503
    D-26111 Oldenburg
     
    ICBM-Wilhelmshaven:
    Schleusenstraße 1
    D-26382 Wilhelmshaven
     
  3. Seit wann gibt es das Institut?
    Gründung 1988
     
  4. Wie groß ist das Institut?
    Derzeit gehören 24 Arbeitsgruppen verschiedener naturwissenschaftlicher Disziplinen mit über 200 Mitarbeitern an.
     
  5. Wer ist der Ansprechpartner?
    Fotoprojekt: Dr. Thomas Badewien, Daniela Meier
    Direktor des ICBM: Prof. Dr. Thorsten Dittmar
    Stellvertretender Direktor: Prof. Dr. Oliver Zielinski; Prof. Dr. Heinz Wilkes
    Koordinatorin der Geschäfte des ICBM: Dr. Birgit Stein
Meeresforschung 2

Das Institut

1. Wie würden Sie Ihre Vision beschreiben? Und wie kam es zu dieser Vision?

Ziel des ICBM ist es, die Bedeutung mariner Umweltsysteme durch die Zusammenarbeit von Arbeitsgruppen verschiedener naturwissenschaftlicher Disziplinen (Chemie, Biologie, Physik, Modellierung) zu verstehen. Im Fokus stehen marine Stoffkreisläufe und Energieflüsse im Wasser und Sediment und an Grenzflächen zwischen Lebensräumen und Wasserkörpern sowie die funktionelle Rolle mariner Biodiversität.

2. Was ist das Besondere an Ihrer Forschung und ihrer Anwendung? Was zeichnet es aus?
Ein Forschungsschwerpunkt des ICBM sind Küstengewässer weltweit, da Küstenregionen zu den produktivsten und am stärksten von Menschen beeinflussten und genutzten Zonen unseres Planeten gehören. Die Nordsee und das Wattenmeer liegen dabei im besonderen Fokus des ICBM. Das ICBM ist zudem Heimatinstitut des Forschungsschiffes Sonne und daher auch global in den verschiedenen Umweltsystemen der Ozeane tätig. Modellierende, beobachtende und experimentelle Forschungsansätze profitieren von moderner, hochauflösender chemischer Analytik und den eigenen technologischen Entwicklungen in der marinen Sensorik.

Meeresforschung 3

Spezifika des Forschungsfeldes

  1. Warum ist für Sie die Vernetzung im Feld wichtig? Wie gelingt die Vernetzung in Niedersachsen, national und international und welche konkreten Vorteile bringt dieses Netzwerk für Sie mit?
    Das ICBM legt besonderes Augenmerk auf Vernetzung und ist aktives Mitglied im Konsortium Deutsche Meeresforschung (KDM) und in der Deutschen Allianz für Meeresforschung (DAM). International ist das Institut durch Kooperationen und Verbundprojekte in die globale Meeresforschung eingebunden. Zu den zentralen Aufgaben des ICBM gehören auch der Austausch mit der interessierten Öffentlichkeit über aktuelle Forschungsergebnisse und gesellschaftlich relevante Themen der Meeresforschung. Das ICBM unterhält im Land Niedersachsen enge Kooperationen mit den regionalen Fachhochschulen, thematisch verwandten Forschungseinrichtungen sowie den Universitäten Hannover, Braunschweig und Göttingen.
     
  2. Was sind heute die größten Herausforderungen und Trends für Ihr Institut und wie gehen Sie diese an?
    Der globale Klimawandel und der zunehmende Einfluss des Menschen auf seine Umwelt sind eng gekoppelt mit dem Zustand der Küstenmeere und Ozeane. Das ICBM untersucht hier sowohl grundlegende Prozesse, z.B. des gelösten organischen Materials und der Rolle von Bakteriengemeinschaften, widmet sich aber zunehmend auch angewandten umweltwissenschaftlichen Fragestellungen. Letztere umfassen u.a. die Einträge an Mikro- und Makroplastik in die Meeresumwelt, ihre Verbreitungswege und Wirkung. Neben seinen wissenschaftlichen Forschungsaktivitäten hat das ICBM die Kommunikation mit der Gesellschaft verstärkt, um die Erkenntnisse der Forschung in Handlungsoptionen für Politik und Behörden zu wandeln und fachlich basierte, aber verständlich formulierte Informationen für Bürger zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Herausforderung ist die Zunahme an Daten und Datenströmen, denen sich das ICBM mit einem eigenen Data-Management-Team stellt und innerhalb der DAM die Kooperation mit der gesamten deutschen Meeresforschung sucht.

Thema NachwuchswissenschaftlerInnen

  1. Wie sichert Ihr Institut den Bedarf an exzellenten Nachwuchs-WissenschaftlerInnen?
    Eng eingebunden in die Forschungsaktivität ermöglicht das ICBM eine interdisziplinäre und forschungsorientierte Ausbildung zukünftiger Meereswissenschaftler/innen. Die fächerübergreifenden Studiengänge Umweltwissenschaften (Bachelor) und Marine Umweltwissenschaften (Master) bieten breite naturwissenschaftliche Grundkenntnisse, Einarbeitung in moderne Methoden der marinen Forschung und hohe Flexibilität für verschiedene Studienpfade. Die Akzentuierung einzelner Schwerpunkte des ICBM in der Lehre erfolgt im internationalen Studiengang Microbiology sowie in den Masterprogrammen Marine Sensorik und Umweltmodellierung. Die Nachwuchsförderung hat am ICBM einen sehr hohen Stellenwert. Es bietet Doktorandinnen und Doktoranden exzellente Arbeitsbedingungen und ermöglicht die Teilnahme an einer koordinierten Graduiertenausbildung im Rahmen von Promotionsprogrammen der Graduiertenschule „Oltech“.
Meeresforschung 4

Digitalisierung / KI 

  1. Welche Bedeutung hat die Digitalisierung in Ihrem Institut?
    Die Digitalisierung der Prozesse und Datenströme ist in der Meeres- und Umweltforschung von sehr hoher Bedeutung. Die großen Datenmengen aus neuartigen Analysemethoden und Langzeit-Beobachtungssystemen erfordern den Einsatz gezielter Strategien und neuer Methoden der Datenbearbeitung und Qualitätssicherung. Des Weiteren werden in der Meeresforschung und so auch am ICBM zunehmend robotische Systeme eingesetzt.
     
  2. An welchen Umsetzungsmaßnahmen im Bereich der Digitalisierung wird bei Ihnen gerade gearbeitet
    Implementierung eines Datenmanagementsystems und teilautomatisierter Qualitätskontrollen im Rahmen eines Data-Management-Teams. Automatisierte Qualitätssicherung schiffsgestützter Daten. Langzeit-autonome Messsysteme.
     
  3. Was können Sie durch die Digitalisierung in Zukunft besser machen?
    Digitalisierung ermöglicht neue Erkenntnisse, z.B. durch die Analyse großer Datenmengen (Big Data), das Erkennen von Mustern oder die effektive Erfassung von relevanten Meeresparametern mittels automatischer Messsysteme.
     
  4. Arbeiten Sie in bestimmten Bereichen schon mit Künstlicher Intelligenz und wenn ja, wie können wir uns das vorstellen?
    Das ICBM setzt Methoden der KI seit vielen Jahren erfolgreich ein, um Datenreihen zu analysieren, Muster zu erkennen und robotische Systeme zu steuern. So wurden z.B. Methoden des Deep Learning genutzt, um Ausfälle von Sensoren in einem Küstenbeobachtungssystem zu erkennen und selbständig zu heilen. Weiterhin wird maschinelles Lernen eingesetzt, um Plastikmüll in der Meeresumwelt und am Strand zu erkennen und klassifizieren. Durch die Kooperation mit dem im April 2019 gegründeten DFKI Labor Niedersachsen, Standort Oldenburg, werden sich weitere Bereiche für den Einsatz von KI zum Nutzen der Meeresforschung ergeben.
     

Wachstum

1. Wo sehen Sie Marktpotentiale für Ihre Forschung?

Das ICBM ist ein Forschungsinstitut mit starker Ausrichtung auf den wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn. Diesen weiter in Handlungswissen zu überführen und gesellschaftlich drängende Fragen zu behandeln, gleichzeitig aber auch die Grundlagen mariner Prozesse vor dem Hintergrund einer globalen Veränderung zu erforschen, ist Kernmarke des ICBM und bildet die Grundlage für seinen Erfolg.

2. Wie sind Sie Pionier in Ihrem Gebiet geworden? Was ist Ihr Erfolgskonzept?
Ein wesentliches Merkmal des ICBM ist sein interdisziplinärer Ansatz, der verschiedene Disziplinen in immer neuen Konstellationen, auch unter Einbeziehung nationaler und internationaler Partner, zusammenbringt. Die Ausrichtung auf ein Prozessverständnis, das sich auf verschiedene Bereiche und Habitate anwenden lässt, ist ein weiteres Alleinstellungsmerkmal.

Meeresforschung 5

Internationale Zusammenarbeit
 

  1. Welche Bedeutung hat die internationale Zusammenarbeit für Ihre Forschung und welche Länder stehen dabei im Fokus?
    Meeresforschung ist per se eine international ausgerichtete Forschung. Im Küstenbereich sind es Kooperationen mit den Anrainerstaaten Niederlande, Dänemark sowie Schweden, Norwegen und dem Vereinigten Königreich. Darüber hinaus unterhält das ICBM weltweite Kooperationen mit Schwerpunkten in Nordamerika (USA, Kanada), Südamerika (Brasilien, Argentinien, Chile) und Asien (China, Indonesien). Weiter Kooperationen existieren z.B. mit Südafrika oder Neuseeland.
     
  2. Wie meistern Sie die wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und interkulturellen Herausforderungen in der internationalen Zusammenarbeit?
    Durch die internationale Ausrichtung der Meeresforschung und die Erfahrungen aus gemeinsamen Expeditionen existiert ein Klima von kulturellem Interesse und Verständnis sowie ein einendes wissenschaftliches Interesse an dem Lebensraum Meer. Das ICBM entwickelt sich hier ständig weiter, baut seine Zweisprachigkeit aus und organisiert Angebote für internationale Studierende und Partner.
     

Forschung & Entwicklung

  1. An welchen Innovationen arbeiten Sie gerade?
    Die Forschung des ICBM kennt vier Schwerpunkte:
     
    Mikrobielle Interaktionen und geochemische Kreisläufe
    Das mikrobielle Leben im Meer ist für die Umweltbedingungen auf der Erde von großer und oft unterschätzter Bedeutung: Mikroorganismen haben auf geochemische Kreisläufe wie den Kohlenstoff-, Stickstoff- und Schwefelkreislauf, aber auch auf den Sauerstoffgehalt der Atmosphäre erheblichen Einfluss. Komplexe und wenig erforschte Wechselbeziehungen zwischen Mikroben spielen hierbei eine besonders wichtige Rolle. Insbesondere die Arbeitsgruppen der Geochemie, Mikrobiologie und mathematischen Modellierung des ICBM arbeiten eng zusammen, um die Rolle der Mikroorganismen für die großräumigen Energie- und Stoffflüsse zwischen Meer, Atmosphäre und Land zu erforschen. Am Institut steht hierfür mit experimentellen Mesokosmen, mehreren Hochleistungs-Massenspektrometern, einem Reinraum und dem Labor für Proteogenomik eine weltweit einzigartige Infrastruktur zur Verfügung.
     
    Stoffumsätze und -flüsse an der Küste und an marinen Grenzflächen
    Schadstoffe oder Düngemittel, die vom Land in die Meere fließen, belasten vielerorts marine Ökosysteme. Während gut bekannt ist, welche Stoffe von Flüssen ins Meer transportiert werden, weiß man relativ wenig über Grundwasser, das unter der Oberfläche austritt – und welche Stoffe auf diesem Weg in die marine Umwelt gelangen. Der Meeresboden vor der Küste scheint ein effizienter Bioreaktor zu sein, der sowohl das süße Grundwasser als auch das zirkulierende Meerwasser verändert. Meeresforscher vom ICBM arbeiten eng mit Kollegen vom Institut für Biologie und Umweltwissenschaften der Universität Oldenburg zusammen, um diesen wenig erforschten Übergang zwischen Land und Meer besser zu verstehen.
     
    Biodiversität in dynamischen marinen Ökosysteme
    Klimawandel und menschliche Nutzung bedrohen die Vielfalt des Lebens in den Meeren. Bislang ist allerdings nur relativ wenig darüber bekannt, wie stark sich marine Ökosysteme bereits verändert haben und wie groß der Einfluss des Menschen auf die Artenvielfalt ist. Die Biodiversitätsforschung am ICBM befasst sich besonders mit den Wechselwirkungen zwischen Arten und den komplexen Prozessen innerhalb von Ökosystemen, etwa auf Inseln oder an der Küste. Auch die Wechselbeziehungen zwischen der Artenvielfalt an Land und im Meer sind ein Forschungsthema des ICBM zusammen mit dem Institut für Biologie und Umweltwissenschaften der Universität Oldenburg.
     
    Marine Umweltforschung von direkter gesellschaftlicher Relevanz
    Der Schutz der Meere ist ein Thema, das seit der Gründung im Fokus des ICBM steht. Aktuell stellen Eintrag, Transport, Umwandlung und Verbleib von Plastikmüll einschließlich Mikroplastik einen wichtigen Forschungsgegenstand dar. Die angewandte Forschung des Instituts sucht auch nach Lösungen für Probleme wie Ölverschmutzung, Arzneimittelrückstände oder invasive Arten. Am neuen Zentrum für marine Sensorik (ZfMarS) des ICBM am Standort Wilhelmshaven werden Geräte und Messmethoden entwickelt, um den Zustand von Ökosystemen zu überwachen. Bei unserer Forschung sind Bürger eng eingebunden („Citizen Science“), und wir kooperieren intensiv mit Behörden und Interessensvertretern.
     
  2. Welchen Stellenwert hat die Entwicklung von Innovationen für Ihre Forschung?
    Der Einsatz und die Entwicklung innovativer Methoden sind wesentliche Grundlage der modernen Meeresforschung. Dies betrifft sowohl apparative Ausstattungen sowie deren Auswertung mittels Modellierungs- und Analyseverfahren. Das ICBM hat drei modellierende Arbeitsgruppen und zwei Arbeitsgruppen, die die Entwicklung neuer Technologien im Fokus haben. Das ICBM unterhält am Standort zudem das Zentrum für Marine Sensorik als Innovationsort für neue Beobachtungsverfahren.
     
  3. Arbeiten Sie bei ihrer Forschung mit Unternehmen zusammen? Wenn ja, mit welchen?
    Eine enge Zusammenarbeit besteht mit Unternehmen aus der analytischen Messtechnik, Sensorik und der Nutzung mariner Ressourcen.

Zukunft

  1. Wo sehen Sie Ihr Institut und Ihre Forschung im Jahr 2030?
    Das ICBM wird sich in seinen vier Schwerpunkten weiter als führende Einrichtung nationale entwickeln und seine internationale Rolle ausweiten. Das ICBM ist auf nationaler Ebene (z.B. auch bei Bundeseinrichtungen) als kompetente Forschungseinrichtung bekannt und kooperiert eng mit den Forschungseinrichtungen der Helmholtz- und Leibniz-Gemeinschaft. Durch eine intensivierte Öffentlichkeitsarbeit wird das ICBM auch überregional als Impulsgeber und Wissensvermittler wahrgenommen.
     
  2. Was wünschen Sie sich für Ihr Institut, um dahin zu kommen?
    Ein Ausbau der nationalen Zusammenarbeit der Meeresforschung im Rahmen der DAM sowie eine verstärkte Unterstützung des Instituts in seiner Öffentlichkeitsarbeit. Dazu eine verlässliche und langfristige Unterstützung für wichtige Querschnittsaufgaben und infrastrukturelle Einrichtungen.
     
  3. Welchen Rat würden Sie jungen WissenschaftlerInnen mitgeben, um sich im Wettbewerb erfolgreich zu behaupten? Es gibt bestimmt Punkte, an denen Sie im Nachhinein nachbessern mussten – welche waren das?
    Wissenschaft soll dem Erkenntnisgewinn dienen und in möglichst objektiver Weise Antworten auf die gesellschaftlichen Fragen von heute, morgen und übermorgen bieten. Das Vernetzen mit anderen Forscherinnen und Forschern, aber auch das vertiefte Arbeiten und transparente Dokumentieren dieses Prozesses sind hierfür wichtige Erfolgsfaktoren.
     

Wissenschaftsstandort Niedersachsen

  1. Warum ist Niedersachsen für ihre Forschung der richtige Standort?
    Niedersachsen ist Küstenland. Es ist mit dem Meer tief verbunden und diese Verbundenheit spiegelt sich auch in seiner Forschungspolitik, aber auch im Interesse der Allgemeinheit wieder. Für die Meeres- und Küstenforschung, auch im Bereich des UNESCO Weltnaturerbes Wattenmeer, ist Niedersachsen der ideale Standort.
     
  2. Was zeichnet den Wissenschaftsstandort Niedersachsen für Sie besonders aus?
    Ein hohes Maß an Kooperationsinteresse mit regionalen und überregionalen Partnern. Stetige Unterstützung durch Politik und Gesellschaft. Exzellente Bedingungen für interdisziplinäre Forschung.
     
  3.  (Wie) Wurden und werden Sie vom Land Niedersachsen begleitet und unterstützt?
    Das ICBM wird durch das Land Niedersachsen, vertreten durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur, strukturell und finanziell unterstützt. Durch eine Reihe von Maßnahmen ist es gelungen, das ICBM seit seiner Gründung stetig weiterzuentwickeln und andere Einrichtungen zu etablieren, z.B. das Helmholtz-Institut für funktionelle marine Biodiversität (HIFMB) oder das DFKI-Labor Niedersachsen. 
     
  4. Was verbinden Sie beruflich wie privat besonders mit Niedersachsen? Was schätzen Sie an Niedersachsen besonders?
    Niedersachsen verbindet Küste und Land, Tradition und Moderne, norddeutsche Gelassenheit mit weltoffenem Interesse.

 

„Ihre Institution & der Wissenschaftsstandort Niedersachsen“

„Der globale Klimawandel und der zunehmende Einfluss des Menschen auf seine Umwelt sind eng gekoppelt mit dem Zustand der Küstenmeere und Ozeane."

„Für die Meeres- und Küstenforschung, auch im Bereich des UNESCO Weltnaturerbes Wattenmeer, ist Niedersachsen der ideale Standort.“