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GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung

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GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
colspan="2" class="notheme" style="text-align:center; background-color:#Vorlage:Standardfarbe; color:#202122;" | GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
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Kategorie: Großforschungseinrichtung
Träger: Bund (90 %), Land Brandenburg 10 %
Bestehen: 1. Januar 1992<ref>Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.dggv vom 30. Dezember 2013: Geschichte der Geowissenschaften auf dem Telegrafenberg (Memento vom 30. Dezember 2013 im Internet Archive), abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>
Rechtsform des Trägers: Stiftung öffentlichen Rechts
Sitz des Trägers: Bonn
Mitgliedschaft: Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren
Standort der Einrichtung: Potsdam
Grundfinanzierung: Institutioneller Haushalt gesamt: 83,2 Mio. € (2026)<ref name="Zahlen und Fakten">Zahlen und Fakten. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>
davon GFZ: 74,7 Mio. € davon RIFS: 8,5 Mio. €
Drittmittel: 40,2 Mio. € Gesamtetat: 123,4 Mio. €<ref name="Zahlen und Fakten" />
Leitung: Susanne Buiter (Wissenschaftliche Vorständin)<ref>Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.dggv vom 28. März 2022: Susanne Buiter leitet künftig das GFZ (Memento vom 25. Mai 2022 im Internet Archive), abgerufen am 16. Mai 2022.</ref>
Lars-Christian Klinnert (Administrativer Vorstand)<ref>Der Vorstand des GFZ. gfz.de. Abgerufen am 10. Juli 2026.</ref>
Mitarbeiter: 1.637 (2025)<ref name="Zahlen und Fakten" /> Inkl. RIFS
Website: www.gfz.de
Auf dem Bild ist das Haus G (Administration) des GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung zu sehen, vor dem das Säulenforum ist.
GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (2025)

Das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (englisch GFZ Helmholtz Centre for Geosciences) Stiftung des öffentlichen Rechts des Landes Brandenburg, bis zum 16. Juni 2008 GeoForschungsZentrum Potsdam bzw. bis zum 31. Dezember 2024 Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum, ist das nationale Forschungszentrum für Geowissenschaften in Deutschland. Es befindet sich im Wissenschaftspark Albert Einstein auf dem Potsdamer Telegrafenberg.

Organisationsform und Vorgängerinstitute[Bearbeiten]

Das GFZ ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Zuwendungsgeber sind zu 90 % das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt und zu 10 % das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg.

Das GFZ wurde 1992 im Zuge der Neuorganisation der Wissenschaft und Forschung in den neu hinzugekommenen Bundesländern als eine von drei neuen Großforschungseinrichtungen in der damaligen „Arbeitsgemeinschaft der Großforschungseinrichtungen“ gegründet.

Es steht in einer traditionsreichen Nachfolge von Forschungsinstituten, die sich seit Ende des 19. Jahrhunderts auf dem Telegrafenberg befinden und den Ruf Potsdams als exzellenten geowissenschaftlichen Standort begründeten. Unter anderem war dort das Zentralinstitut für Physik der Erde (ZIPE) angesiedelt, ein Institut der Akademie der Wissenschaften der DDR, das Forschungen in der Geophysik und der Höheren Geodäsie vereinigte.

Letztlich geht das GFZ auf ein Institut der Preußischen Akademie der Wissenschaften zurück, das Königlich Preußische Geodätische Institut, ab 1945 dann Geodätische Institut Potsdam (GI). Unter seinem Direktor Friedrich Robert Helmert (Direktor von 1886 bis 1917) entwickelte sich das Potsdamer Institut zum Weltzentrum für die wissenschaftliche Geodäsie (die Wissenschaft von der Vermessung und Darstellung der Erde). Beispielsweise war der am Königlich Preußischen Geodätischen Institut in Potsdam unter maßgeblicher Beteiligung des Sektionschefs Theodor Albrecht ermittelte Absolutwert der Erdanziehung von 1909 bis 1971 der internationale Referenzwert („Potsdamer Schwerewert“).

Struktur des GFZ[Bearbeiten]

Drohnenaufnahme Telegrafenberg, Drohnenaufnahme
Drohnenaufnahme des Telegrafenbergs zur Übersicht (2001)
Informationsschild des Wissenschaftsparks „Albert Einstein“, Schild des GFZ oben rechts
Informationsschild des Wissenschaftsparks „Albert Einstein“ (2025). Das Schild des GFZ befindet sich oben links.

Das GFZ gliedert sich in fünf Fachabteilungen, genannt „Departments“, die wiederum in „Sektionen“ aufgeteilt sind.<ref>Ariane Kujau: Struktur des GFZ. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref> Zum Jahresbeginn 2023 ging zusätzlich das IASS Potsdam im GFZ auf. Es trägt seitdem den Titel Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit am GFZ (RIFS) und ist eine sechste wissenschaftliche Organisationseinheit.<ref>„Eine ideale Ergänzung für die Helmholtz-Gemeinschaft“. 1. Januar 2023, abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Forschung und Fachabteilungen[Bearbeiten]

Ziel des GFZ ist es, das System Erde umfassend zu verstehen und so dem globalen Wandel und seinen regionalen Auswirkungen besser begegnen zu können. Der Fokus liegt dabei auf der Dynamik im Erdinnern und an der Erdoberfläche, um unter anderem die Entwicklung von Landschaften, aber auch Naturgefahren wie Erdbeben, Hangrutschungen oder Hochwasser besser verstehen und damit verbundene Risiken mindern zu können. Die Forschenden am GFZ entwickeln dazu auch neuartige Erdbeobachtungssysteme und betreiben weltweit sowie auf Satelliten im All Observatorien, die Daten für die Forschung, Wirtschaft und Behörden bereitstellen.

Auch im Kontext der Energiewende leistet das GFZ wichtige Beiträge, etwa um die Nutzung des Untergrunds zur Speicherung von CO2, Wasserstoff oder nuklearem Abfall, aber auch zur Gewinnung kritischer Rohstoffe oder von Geothermie zu ermöglichen.

Forschungsschwerpunkte des GFZ sind:

  • Erforschung der Struktur und Dynamik der Erde
  • Erdobservation
  • Risikoanalyse für Naturgefahren
  • Energiewende und Klimawandel

Die Departments des GFZ heißen Geodäsie, Geophysik, Geochemie, Geosysteme, Geoinformation sowie angegliedert das Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit am GFZ.

Department 1 Geodäsie[Bearbeiten]

Die Forschung im Department Geodäsie konzentriert sich darauf, den Zustand und die Veränderungen des dynamischen Erdsystems zu quantifizieren, insbesondere die Figur und Rotation der Erde, ihre Orientierung im Raum und ihr Gravitationsfeld. Dabei kommen verschiedenartige Satelliten und bodengestützte Erdbeobachtungssysteme zum Einsatz, die mit Modellierungs- und Analysemethoden kombiniert werden.

Schwerpunkte des Departments Geodäsie sind: Geodätische Weltraumverfahren, Globales Geomonitoring und Schwerefeld, Erdsystem-Modellierung, Beobachtung der Erdoberfläche und von Ökosystemen durch Fernerkundung sowie Weltraumwetter und Weltraumphysik.<ref>Katrin Gundrum: Department 1: Geodäsie. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Forschungsschwerpunkte[Bearbeiten]

Geodäsie und Fernerkundung: GPS/Galileo-Technologien, Erdbeobachtungssatelliten, dazu gehört auch die Entwicklung von Forschungssatelliten (Start GFZ-1 1992, CHAMP 2000, 2 GRACE-Satelliten 2002–2017 und 2 GRACE-FO Satelliten seit 2018, GOCE, Satellite Laser Ranging und Gradiometrie), Schwerefeld und Gravimetrie, Fernerkundung, Erdsystemmodellierung und Geoinformatik. Zu den Aufgaben gehört die Erforschung des Erdschwerefeldes und der Erdrotation, sowie internationale Dienste hierzu (IERS, IGS, Satellite Laser Ranging Station im Rahmen der ILRS<ref>Hartmut Pflug: Die Satelliten-Laser-Radarstation Potsdam. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref> und 4D-Erdmodellierung); ferner die Entwicklung von Methoden der Kosmischen Geodäsie (insbes. Galileo) und die Fernerkundung (Remote Sensing).<ref>Globales Geomonitoring und Schwerefeld. 21. Mai 2026, abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Department 2 Geophysik[Bearbeiten]

Die Forschung im Department 2 deckt ein breites Spektrum von Geoprozessen auf der zeitlichen und räumlichen Skala vom tiefen Erdinneren bis in den erdnahen Weltraum ab. Sie nutzt Methoden der Beobachtung und Modellierung und integriert Grundlagen- und angewandte Forschung.

Die Wissenschaftler entwickeln modernste Ansätze zur Speicherung und Analyse großer digitaler Datenmengen für die Abbildung des Untergrunds mit geophysikalischen Methoden. Sie treiben die Entwicklung von Ereignisprognosen sowie Gefahren- und Risikomodellen voran. Dies umfasst Erdbeben und vulkanische Prozesse und ihre Auswirkungen, einschließlich der treibenden Kräfte in der Geodynamik des Erdmantels. Die Wissenschaftler erforschen das geomagnetische Feld, das im äußeren Erdkern entsteht und die Magnetosphäre erzeugt, die wiederum das Weltraumwetter steuert.

Sie untersuchen die Dynamik der Plattengrenzen. Kernkompetenzen liegen zudem im Betrieb globaler Netzwerke wie dem Erdbebenmonitoringdienst GEOFON und regionaler geophysikalischer Observatorien mit Echtzeit-Dateninterpretation. Das Department trägt zu Satellitenmissionen bei, die das Magnetfeld beobachten, und betreibt den größten Gerätepool für geophysikalische Feldausrüstung in Europa.<ref>Patricia Ritter: Department 2: Geophysik. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Forschungsthemen sind u. a.:

Erdbebenrisiko und Frühwarnung, geophysikalische Tiefensondierung, Erdmagnetfeld, Seismologie, geodynamische Modellierung, Erdbebengefährdung und Spannungsfeld, geophysikalische Erforschung der Erdkruste und des Erdmantels, angewandte Seismologie (Analyse von Erdbeben und anderen Naturkatastrophen, globales seismologisches Monitoring, Tsunami-Frühwarnsystem); Erdmagnetfeld und solar-terrestrische Beziehungen (Sonnenaktivität etc.).

Department 3 Geochemie[Bearbeiten]

Das Department Geochemie untersucht geochemische und mikrobielle Prozesse im System Erde. Ziel ist, die grundsätzlichen Wechselwirkungen der anorganischen, organischen und biogeochemischen Stoffkreisläufe über geologische Zeiträume und große Tiefenskalen zu identifizieren und zu quantifizieren. Das Department befasst sich mit Mineral- und Kohlenwasserstoff-Ressourcen im Kontext geodynamischer und paläoklimatischer Prozesse sowie den Wechselwirkungen zwischen Geo-, Hydro-, Atmo- und Biosphäre.<ref>Jenny Meistring: Department 3: Geochemie. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Forschungsthemen sind u. a.:

Grenzflächen-Geochemie, anorganische und Isotopen-Geochemie, organische Geochemie, Chemie und Physik der Geomaterialien und oberflächennahe Geochemie und Geomikrobiologie, Mikrobiologie: Leben unter extremen Bedingungen (Wüste, Eis, Weltraum, tiefe Lithosphäre), Geochemie der nuklearen Endlagerung.

Department 4 Geosysteme[Bearbeiten]

Das Department Geosysteme untersucht Veränderungen, die auf Wechselwirkungen der festen Erde mit der Atmosphäre und Hydrosphäre und auf die Nutzung des Untergrunds durch den Menschen zurückzuführen sind. Es bündelt Kompetenzen, die sich mit der Dynamik von Geosystemen in der tiefen Erde, an der Erdoberfläche und der Nutzung des Untergrunds befassen. Das Department 4 erforscht, wie die Erde sich verformt, wie die Erdoberfläche sich infolge von Plattenbewegungen und Klimawandel verändert und wie der Untergrund nachhaltig genutzt werden kann. Dazu werden geologische, geophysikalische und geochemische Methoden sowie Laborexperimente und Prozesssimulationen kombiniert.<ref>Franziska Alberg: Department 4: Geosysteme. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Forschungsthemen sind u. a.:

Geodynamik und Geomaterialien: Dynamik der Lithosphäre (siehe Plattentektonik), Geomechanik und Rheologie, Geothermie, Sedimentbecken-Analyse, Geomorphologie, Klima-Dynamik und Landschaftsentwicklung, Hydrogeologie, Ingenieur-Hydrologie, Hochwasser, geologische Speicherung von überschüssiger Wärme, Energieträgern (wie Wasserstoff/H2) sowie CO2 (Kohlenstoffdioxid).

Department 5 Geoinformation[Bearbeiten]

Das Department Geoinformation befasst sich mit der Bereitstellung, Speicherung, Verarbeitung von Forschungsdaten, Publikationen. Das Department ist an der strategischen und organisatorischen Entwicklung von Forschungsdateninfrastukturen, Research Software Engineering und eScience-Plattformen / Digitale Zwillinge am GFZ, innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft und in nationalen sowie internationalen Initiativen beteiligt. Es entwickelt seine Dienste im Kontext des DataHub des Helmholtz Forschungsbereichs Erde und Umwelt. Der DataHub integriert die Datenrepositorien, -infrastrukturen und -dienste im gemeinsamen Programm „Changing Earth – Sustaining our Future“ über die Grenzen der Helmholtz Zentren hinweg.

Themen sind u. a.:

Bibliothek<ref>Bibliothek Wissenschaftspark Albert Einstein - Bibliothek Wissenschaftspark Albert Einstein. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref> und Informationsdienste, eScience-Zentrum sowie IT-Service und IT-Betrieb.<ref>Department 5: Geoinformation. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit am GFZ | RIFS[Bearbeiten]

Am Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit (Research Institute for Sustainability Studies – RIFS) werden Entwicklungspfade für die globale Transformation zu einer nachhaltigen Gesellschaft erforscht, aufgezeigt und unterstützt.

Der Forschungsansatz ist transdisziplinär, transformativ und ko-kreativ. Gemeinsam mit Partnern aus der Wissenschaft, politischen Institutionen und kommunalen Verwaltungen, Wirtschaft und Zivilgesellschaft werden von allen getragene Lösungen entwickelt.

Zentrale Forschungsthemen sind u. a. die Energiewende, aufkommende Technologien, Klimawandel, Luftqualität, systemische Risiken, Governance und Partizipation sowie Kulturen der Transformation im Anthropozän.

Übergeordnetes Forschungsprogramm 2021–2027[Bearbeiten]

Das Helmholtz-Forschungsprogramm „Changing Earth – Sustaining our Future“ (2021–2027) untersucht grundlegende Veränderungen im Erdsystem, die unter anderem durch Klimawandel, Biodiversitätsverluste, Umweltverschmutzung und geologische Gefahren ausgelöst werden. Ziel ist es, wissenschaftliche Grundlagen zu schaffen, um die komplexen Prozesse besser zu verstehen und fundierte Entscheidungsgrundlagen für Politik, Wirtschaft und Gesellschaft bereitzustellen.<ref>Unser Forschungsprogramm 2021-2027. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Im Rahmen des Programms arbeiten sieben Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft im Forschungsbereich „Erde & Umwelt“ zusammen. In einem systemischen und interdisziplinären Ansatz werden Prozesse von der Atmosphäre bis zur Landoberfläche, von den Ozeanen bis zu den Polarregionen sowie vom tiefen Erdinneren bis in die obere Atmosphäre erforscht. Das Programm ist in neun inhaltliche Schwerpunkte (Topics) gegliedert, ergänzt durch Querschnittsaktivitäten und Allianzen. Das GFZ koordiniert die Topics „Ruhelose Erde“ und „Georessourcen“ und ist an den Topics „Die Atmosphäre im Globalen Wandel“, „Ozeane und Kryosphäre im Klimawandel“ und „Landschaften der Zukunft“ beteiligt.

Wichtige Bestandteile sind die koordinierte Nutzung und Weiterentwicklung gemeinsamer Forschungsinfrastrukturen sowie eine zentrale Plattform für Wissenstransfer („SynCom“), die sowohl die Vermittlung von Forschungsergebnissen als auch den Dialog mit gesellschaftlichen Akteuren fördert.

Satelliten-Projekte[Bearbeiten]

Das GFZ hat mehrere Satelliten entwickelt. Bereits der Erste davon hat das Institut über die engeren Kreise seiner Wissenschaft hinaus bekannt gemacht. Dieser erste, noch kleine LASER- und Forschungssatellit wurde GFZ-1 genannt und wurde 1992 für die Satellitentriangulation und die Analyse des irdischen Schwerefeldes gestartet. Seine Bahn in 400 km Höhe war für eine Lebensdauer von rund 5 Jahren ausgelegt. GFZ-1 wog 21 kg und war mit 60 passiven Retroreflektoren ausgerüstet, mit denen seine Entfernung zu den verschiedensten Bodenstationen wie auch zu der seit 1974 am GFZ existierenden SLR-Station<ref>Hartmut Pflug: Die Satelliten-Laser-Radarstation Potsdam. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref> Zentimetergenau gemessen wurde. Am 23. Juni 1999 verglühte der Satellit während Umlauf Nr. 23.718 in der oberen Atmosphäre.

Im August 2000 wurde (nach einiger Verzögerung) sein Nachfolger CHAMP für verfeinerte Messungen im Erdschwere- und Magnetfeld gestartet. Das Akronym steht für Challenging Minisatellite Payload for Geophysical Research. CHAMP bestimmte auch Parameter der Sonnenaktivität.

Im Satelliten-Projekt GRACE (2002–2017) hat das GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung entscheidenden Anteil an der Entwicklung zukunftsweisender Satellitentechnik. Man kann die zwei 2002 gestarteten GRACE-Satelliten als zwei CHAMPs betrachten, die auf derselben Umlaufbahn in etwa 220 km Entfernung hintereinander fliegen und dabei mit Mikrowellen laufend ihre Distanz (Elektronische Distanzmessung) und Dopplerverschiebung messen. Diese Technik wird Satellite-to-Satellite Tracking (SST) genannt und analysiert laufend die Entfernung der beiden Satelliten auf Millimeterbruchteile genau. Daraus werden zusätzliche Messwerte produziert, aus denen man schließlich ein äußerst genaues, über etwa 100 × 200 km geglättetes Schwerefeld ableiten kann.

Die Folgemission GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment-Follow-On) wurde am 22. Mai 2018 gestartet und setzt die Ziele und Datensätze der GRACE-Mission (2002–2017) fort. Beide GRACE-Missionen liefern essenzielle Erkenntnisse für die Klimaforschung, da auf Basis der gravimetrischen Messungen monatliche Änderungen im Wasserhaushalt der Erde bestimmt werden können. Mittels der gravimetrischen Methode gelingen unter anderem Messungen bis weit unter die Erdoberfläche. So gelingt es beispielsweise, Schwankungen des Grundwassers zu ermitteln.

Zudem lassen sich mit diesen Daten Masseänderungen der Eisschilde in Grönland und der Arktis berechnen, Hochwasser- und Dürreperioden quantifizieren und Veränderungen des ozeanischen Bodendrucks und geodynamischer Prozesse der festen Erde beobachten. GRACE-FO hat auch ein Laser Ranging Interferometer (LRI) als Technologie-Demonstration an Bord. Das LRI vermisst wie das K/Ka-Band Mikrowellen-Instrument, allerdings wesentlich genauer (20 Nanometer Auflösung). Die Abstandsänderungen zwischen den beiden Satelliten und dient damit der Vorbereitung noch genauerer zukünftiger GRACE-ähnlicher Missionen wie GRACE-C.

EnMAP ist eine weitere wichtige Satellitenmission unter wissenschaftlicher Leitung des GFZ. Start war der 1. April 2022. Missionspartner sind das DLR, die Firma OHB SE, sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Das ‚Environmental Mapping and Analysis Program‘ (EnMAP) liefert Informationen über den Zustand von Vegetation, Gewässern und Böden von herausragender Qualität. Mithilfe der erfassten Daten können Ökosystemprozesse und Umweltveränderungen quantifiziert und modelliert werden. Einzigartig ist unter anderem die sehr offene Datenpolitik der Mission, d. h. die kostenlose Bereitstellung der Daten.

Der Erdbeobachtungssatellit ist mit zwei abbildenden Spektrometern ausgestattet, die das von der Erde zurückgeworfene Licht analysieren. Die Spektralbereiche liegen zwischen 420 nm und 1000 nm (VINR) und 900 nm – 2450 nm (SWIR). Sie sind in 246 Spektralbänder aufgeteilt. EnMAP zeichnet Daten in einer Höhe von 650 km mit einer Bodenauflösung von 30 × 30 m auf. Der Satellit ist 3 × 2,1 × 1,5 Meter groß und hat ein Gewicht von ca. 850 kg.

Auswahl wichtiger Forschungs- und Datendienste unter Leitung des GFZ[Bearbeiten]

GEOFON – Earthquake Explorer[Bearbeiten]

Das GFZ betreibt mit GEOFON ein globales seismologisches Netzwerk zur Erfassung und Analyse von Erdbeben. Im Rahmen dieses Projekts wurde der Earthquake Explorer entwickelt, eine webbasierte Anwendung zur schnellen Bereitstellung von Erdbebeninformationen weltweit. Die Plattform kombiniert eine interaktive Karte mit Filtermöglichkeiten und bietet Daten zu Erdbebenereignissen seit August 2007.<ref>GFZ Earthquake Explorer. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Zu den bereitgestellten Informationen gehören unter anderem:

  • Position und Magnitude von Erdbeben (zunächst automatisch geschätzt, später überwiegend manuell überprüft)
  • Momenttensoren (bei stärkeren Beben zur Charakterisierung der tektonischen Verformung)
  • prognostizierte ShakeMaps (intensive Bodenbewegung) auf Grundlage seismischer Parameter und geologischer Rahmenbedingungen.

Die Anwendung wird kontinuierlich weiterentwickelt und ermöglicht einen öffentlichen Zugang zu seismologischen Daten, inklusive API-Schnittstellen.

Weltraumwettervorhersagen[Bearbeiten]

Vorhersage- und Warnsysteme für Weltraumwetter Sonnenwinde
Vorhersage- und Warnsysteme für Weltraumwetter Sonnenwinde (Foto: 2025)

Das GFZ ist in die Entwicklung von Vorhersage- und Warnsystemen für Weltraumwetter eingebunden – ein Begriff, der die physikalischen Bedingungen auf der Sonne, im Sonnenwind sowie in der Magnetosphäre, Ionosphäre und Thermosphäre umfasst. Diese Bedingungen können technische Systeme im All und am Boden erheblich beeinflussen und auch Auswirkungen auf das tägliche Leben haben.<ref>Space Weather Services. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Ziel der Arbeiten am GFZ ist es, mithilfe von Beobachtungsdaten, Analysen und Modellierungen die Genauigkeit und Vorwarnzeit von Weltraumwetterprognosen zu verbessern. Die daraus resultierenden Warnsysteme sind insbesondere für Betreiber kritischer Infrastrukturen sowie raumgestützter Systeme von hoher Relevanz.

Das GFZ ist als Datenanbieter Teil des Space Safety Programme der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Es unterstützt die ESA im Rahmen des Space Weather Service Network, das darauf abzielt, die Auswirkungen von Gefahren aus dem All zu mindern und zu verhindern. Dabei stellt das GFZ aktuell 18 Datenprodukte in zwei der fünf europäischen Expert Service Centres (ESCs) bereit. In den Bereichen Ionospheric Weather (I-ESC) und Geomagnetic Conditions (G-ESC). Als einzige Institution in Deutschland ermittelt das GFZ die planetarische Kennziffer Kp, welche ein wichtiges Maß für den Energieeintrag aus dem Sonnenwind in das System Erde ist und in Echtzeit für viele Weltraumwetterdienste genutzt wird.<ref>spaceweather.gfz.de - Space Weather. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Diese Aktivitäten sind Teil einer europäischen Infrastruktur zur kontinuierlichen Beobachtung und Bewertung weltraumgestützter Risiken.

GravIS – Gravity Information Service[Bearbeiten]

Das GFZ betreibt in Zusammenarbeit mit dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) und der Technischen Universität Dresden den Gravity Information Service (GravIS), eine Plattform zur Bereitstellung und Visualisierung von Daten aus den gravimetrischen Satellitenmissionen GRACE (2002–2017) und GRACE-FO (seit 2018). Ziel ist es, Massentransporte und -verlagerungen im Erdsystem sichtbar zu machen – insbesondere in Atmosphäre, Ozeanen, kontinentalen Wasserspeichern und Eismassen.<ref>GravIS - GFZ - Gravity Information Service. Abgerufen am 7. Juli 2026 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>

Die Satelliten liefern Messungen des Erdschwerefelds. Diese werden am GFZ in einem mehrstufigen Verfahren aufbereitet. Die Produkte sind über das Information System and Data Center (ISDC) des GFZ abrufbar.

World Stress Map[Bearbeiten]

Die Weltkarte der tektonischen Spannungen „World Stress Map“ (WSM) wird seit 2009 am GFZ koordiniert. Sie bietet Spannungsdaten der Erdkruste (derzeit ca. 100.000 Datenpunkte). Alle Daten und die globale Spannungskarte sind frei verfügbar und werden über die Website des Projektes world-stress-map.org bereitgestellt. Nach Angaben der Koordinatoren ist die World Stress Map nicht nur für das Verständnis von geodynamischen Prozessen wie Plattentektonik und Erdbebenzyklen von zentraler Bedeutung, sondern die tektonischen Spannungen sind auch ein wichtiger Parameter für die sichere Nutzung des Untergrundes. Dazu zählen zum Beispiel Geothermiebohrungen oder die Einlagerung radioaktiver Abfälle.<ref>World Stress Map - World Stress Map. Abgerufen am 7. Juli 2026 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref><ref>World Stress Map 2025. Abgerufen am 7. Juli 2026 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).</ref>

Globale Wärmestrom-Datenbank

Das GFZ betreut im Auftrag der International Heat Flow Commission (IHFC) der International Association of Seismology and Physics of the Earth’s Interior (IASPEI) die globale Wärmestrom-Datenbank (Global Heat Flow Database, GHFDB). Ziel dieser Initiative ist es, authentifizierte Daten zum Wärmestrom aus der Erdkruste systematisch zu erfassen, ihre Qualität zu sichern und über eine moderne Forschungsdateninfrastruktur langfristig verfügbar zu machen.

Die Sammlung enthält Wärmestromdaten aus aller Welt, die seit 1939 von der internationalen geowissenschaftlichen Gemeinschaft erhoben und seit 1963 durch die IHFC koordiniert werden. Die Datenbank dient der Erforschung thermischer Prozesse im Erdinneren und unterstützt vielfältige Anwendungen in den Geowissenschaften, etwa zur geothermischen Energiegewinnung oder Modellierung tektonischer Prozesse.

Das GFZ entwickelt im Rahmen der Projekte World Heat Flow Database, Global Heat Flow Data Assessment und heatflow@innerspace eine qualitätsgesicherte Infrastruktur für die Speicherung, Validierung und Veröffentlichung der Daten. Nach der initialen Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) wird die Datenbank dauerhaft vom GFZ betrieben und regelmäßig aktualisiert.<ref>Global Heat Flow Database | International Heat Flow Commission (IHFC). Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref><ref>Globale Wärmestrom-Datenbank. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Hochwasserrisiko-Karten für Kommunen (RIM2D)[Bearbeiten]

Das vom GFZ mitentwickelte Modell RIM2D („Risk Mapping with 2D Hydrodynamic Simulation“) ermöglicht eine hochauflösende Risikoabschätzung für Hochwasser und Starkregenereignisse auf kommunaler Ebene. Es nutzt dazu überwiegend frei verfügbaren Geodaten.

Ziel von RIM2D ist es, Kommunen bei der Planung und Umsetzung von Hochwasserschutzmaßnahmen zu unterstützen, indem realitätsnahe 2D-hydraulische Simulationen erstellt werden. Diese berücksichtigen sowohl fluviale (durch Flüsse verursachte) als auch pluviale (durch Starkregen verursachte) Hochwasser sowie urbane Entwässerungssysteme.

Die Anwendung mit ihrer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung unterstützt nicht nur die Gefahrenkartierung, sondern ermöglicht auch die Ableitung konkreter Maßnahmen zur Anpassung an Extremwetterereignisse.<ref>RIM2D – Hocheffiziente 2D hydraulische Simulation von fluvialen, pluvialen und urbanen Hochwassern. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Tsunami-Frühwarnung-Projekte[Bearbeiten]

Graphic (GIF) of Earthquake magnitudes by GFZ.
GFZ Earthquake (Foto: 2025)

GITEWS und PROTECTS[Bearbeiten]

In den Jahren 2005 bis 2011 entwickelte das GFZ in Zusammenarbeit mit weiteren Partnern aus Wissenschaft, Forschung und Industrie das Tsunami-Frühwarnsystem GITEWS (German-Indonesian Tsunami Early Warning System) für Indonesien und den östlichen Indischen Ozean. Zu diesem Zweck integrierte das deutsche Frühwarnsystem eine breite Basis von Sensoren, zu denen neben Erdbebenmessstationen, Positionsbestimmungs-Messstationen (GPS) und Küstenpegeln, auch auf dem Meeresboden abgelassene Druckmesser zählten.

Die Daten werden via Satellit an ein Frühwarnzentrum weitergegeben. Zunächst waren auch Ozeanbojen zur direkten Messung eines Tsunamis als Teil des Forschungskonzeptes vorgesehen – diese sind jedoch aufgrund des hohen Wartungsaufwands küstennaher Bojeninstallationen seit 2010 nicht mehr Bestandteil des operativen Warnsystems. Vor allem die Weiterentwicklung des so genannten GPS-Shield, einem dichten Messnetz aus GPS-Stationen, ermöglichte es, das Bojenkonzept nicht weiterzuverfolgen. Die Kosten in Höhe von 45 Mio. Euro stellte das Bundesforschungsministerium (BMBF) im Mai 2005 zur Verfügung. Am 29. März 2011 wurde das System an Indonesien übergeben und bildet seither die Kernstruktur des indonesischen Tsunami-Frühwarnsystems InaTEWS.<ref>INDOS: Inatews seismic Network and Data centre Operations Support, auf gfz-potsdam.d, abgerufen am 11. April 2022.</ref>

Das GITEWS-Nachfolgeprojekt PROTECTS verfolgt das Ziel, den indonesischen Partner in der Betriebsphase des Tsunami-Frühwarnsystems durch Ausbildung, Training und wissenschaftliche Beratung intensiv zu unterstützen. Die nachhaltige Sicherung des Systems soll damit gewährleistet und der indonesische Partner nach Abschluss des Projektes im März 2014 in der Lage sein, das System nachhaltig zu betreiben.<ref>Verbesserter Katastrophenschutz bei Tsunami im Indischen Ozean. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Das Tsunamifrühwarnsystem hat seit seiner Inbetriebnahme viele Tausend Beben registriert und bewertet und vor gut einem Dutzend Tsunamis erfolgreich gewarnt (z. B. Benkulu 2007, Nordsumatra 2010 und 2012). Es ist aber auch an Grenzen gestoßen, insbesondere, wenn die Wellen in nur wenigen Minuten nach einem auslösenden Beben die Küsten erreichten (Beispiel: Tsunami von Mentawei 2010, Tsunami von Palu 2018). Ein weiteres Beispiel für die Grenzen des Systems war das Abrutschen einer Flanke des Vulkans Krakatau in der Sundastrasse im Jahr 2018. Dieser große Erdrutsch löste ebenfalls einen Tsunami aus, wurde aber vom System nicht erkannt, da mit dem Flankenabrutsch kein starkes Erdbeben verknüpft war.<ref>GITEWS: PROTECTS. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Europäisches Forschungsrahmenprogramm-geförderte Projekte: DEWS und TRIDEC[Bearbeiten]

Auf europäischer Ebene ist das GFZ im Bereich Tsunami-Frühwarnsysteme an den Projekten DEWS (6. EU-Forschungsrahmenprogramm: 6,1 Mio. Euro Projektkosten) und TRIDEC (7. EU-Forschungsrahmenprogramm: 8,9 Mio. Euro Projektkosten) der Europäischen Union beteiligt. TRIDEC wurde bei den Global Risk Awards 2013 im Bereich Managing risk across boundaries ausgezeichnet.

Ergebnisse aus dem Bereich Tsunami-Frühwarnsysteme wurden auf der Weltausstellung Expo 2012 ausgestellt.

Dokumentationen[Bearbeiten]

Dokumentarfilme[Bearbeiten]

  • Mission Erde – Geoforschung zwischen Himmel und Hölle (ARD-Dokumentation, 2001, Buch und Regie: Torsten Sasse). Ein Kamerateam begleitet die Wissenschaftler des Geoforschungszentrums Potsdam zu den geologischen Brennpunkten der Erde. Die GFZ-Forscher untersuchen den Vulkan Merapi auf Java, nutzen den Satelliten Champ zur Messung des Erdmagnetfeldes und experimentieren mit Gashydraten im Permafrostboden der kanadischen Arktis. Einen Schwerpunkt legt die Dokumentation auf die wissenschaftlichen Auswertungen in den Potsdamer Labors.
  • Die Tsunami-Warner (Arte-Dokumentation, 2005). „Als der Tsunami am zweiten Weihnachtstag des vergangenen Jahres verheerende Schäden anrichtete, wurden die Beben, die ihn verursachten, durchaus gemessen. Aber es fehlte an einem Warnsystem, das rechtzeitig einen Alarm hätte auslösen können. Dieses Seebeben-Frühwarnsystem wird nun im Indischen Ozean installiert – von Wissenschaftlern aus Deutschland und ihren indonesischen Partnern, den Tsunami-Warnern. Die Dokumentation stellt das Projekt vor.“
  • Thomas R. Walter, Erdbeben- und Vulkanphysiker GFZ Potsdam, über Schutz und Vorhersagbarkeit von Vulkanausbrüchen, Tagesschau.<ref>tagesschau.de: Thomas R. Walter, Erdbeben- und Vulkanphysiker GFZ Potsdam, über Schutz und Vorhersagbarkeit von Vulkanausbrüchen. Abgerufen am 7. Juli 2026.</ref>

Ausstellung[Bearbeiten]

Vom 24. März bis zum 9. Juli 2017 zeigt das GFZ im Haus der Brandenburgisch-Preußischen Geschichte eine zweisprachige Ausstellung (deutsch, englisch) mit dem Titel Ausstellung: Fokus Erde – Von der Vermessung unserer Welt, in der zahlreiche Exponate aus der Geschichte der Geoforschung auf dem Potsdamer Telegrafenberg gezeigt werden.<ref>Die Seite Vorlage:Webarchiv/styles.css hat keinen Inhalt.Ausstellung „Fokus: Erde. Von der Vermessung unserer Welt“ (Memento vom 19. April 2017 im Internet Archive), Deutsches GeoForschungsZentrum, abgerufen am 18. April 2017.</ref><ref>"Fokus: Erde" – Ausstellung in Potsdam – 125 Jahre Geowissenschaften, rbb Fernsehen, rbb wissen, abgerufen am 18. April 2017.</ref>

Literatur[Bearbeiten]

Zum Tsunami-Frühwarnsystem in Indonesien unter Beteiligung des GFZ:

Weblinks[Bearbeiten]

Commons: Geoforschungszentrum Potsdam – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

<references />

Koordinaten: 52° 22′ 57,2″ N, 13° 3′ 52″ O 

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