Was sind Erd- und Klima­wissen­schaften?

Erdbeben sind auch in der Schweiz eine ernst zu nehmende Gefahr und bergen eines der grössten Risiken unter den Naturgefahren. Der Schweizerische Erdbebendienst überwacht die seismische Aktivität und beurteilt die Erdbebengefährdung in der Schweiz. Erd- und Klimawissenschaftler:innen sind zudem an der Entwicklung von kostengünstigen und schnellen Frühwarnsystemen beteiligt.

Massenbewegungen von Schnee (Lawinen), Sedimenten oder Gesteinen können verheerende Katastrophen verursachen. Häufig werden sie durch menschliche Eingriffe in die Umwelt begünstigt. Erd- und Klimawissenschaftler:innen nutzen und entwickeln innovative Methoden, um Massenbewegungen vorherzusagen, ihre Häufigkeit zu verringern, und ihre Auswirkungen auf die Gesellschaft zu minimieren.

Vulkanausbrüche stellen eine Gefahr für Menschen und Infrastruktur in vielen Regionen der Erde dar. Durch Eruptionen gelangen Gase und Staubpartikel in die Atmosphäre und den Ozean, was Auswirkungen auf Umwelt, Klima, Luftverkehr und Wirtschaft haben kann. Geophysikalische und geochemische Methoden sowie Satellitenbeobachtungen sind essenziell, um Vulkanausbrüche besser vorherzusagen und ihre Folgen abmildern zu können.

Submarine Erdbeben oder Hangrutschungen können enorme Wassermassen in Bewegung zu setzen - Tsunamis, die an Küsten große Flutwellen auslösen können. Die Folgen solcher Ereignisse sind oft verheerend. Erd- und Klimawissenschaftler:innen nutzen verschiedene Methoden, um vor Tsunamis zu warnen. Zudem arbeiten sie daran, das Tsunamirisiko für verschiedene Küstenregionen einzuschätzen und die dortige Bevölkerung entsprechend vorzubereiten.

Paläoklimatologie nutzt geologische und glaziologische Daten, um den Verlauf und die Ursachen früherer Klimawandel-Ereignisse zu verstehen. Diese Erkenntnisse dienen als Input für Klimamodelle, mit deren Hilfe Erd- und Klimawissenschaftler-Innen die Auswirkungen aktueller anthropogener Aktivitäten auf das Klima vorhersagen können. Auf kürzeren Zeitskalen werden mathematische Modelle der Atmosphäre genutzt um Wetterphänomene zu verstehen und die Bevölkerung zu warnen.

Wissenschaftler:innen haben in den letzten Jahren bereits tausende Exoplaneten entdeckt und bei deren Beobachtung riesige Mengen an Wissen und Daten gesammelt. Der nächste Schritt besteht darin, mehr über ihre Zusammensetzung, ihre innere Struktur, ihre Oberfläche und ihre Atmosphäre herauszufinden. Dieses Verständnis ermöglicht in Zukunft auch Vorhersagen über die Wahrscheinlichkeit des Entstehens von Leben auf anderen Planeten.

Satellitendaten spielen eine wichtige Rolle bei der Frühwarnung vor Naturgefahren. Sie sind entscheidend für die moderne Klimaforschung, da sie Informationen über Ozeanzirkulation, atmosphärische Prozesse, Meereisdicke, Meeresspiegel und den Ausstoß von Treibhausgasen liefern. Zudem ermöglichen sie die Beobachtung des regionalen Grundwasserspiegels, was für Landwirtschaft und Trinkwasserversorgung unentbehrlich ist.

Geothermische Energie ist eine erneuerbare Energiequelle, die Wärme aus der Erde nutzt. Durch Bohrungen werden Wärmereservoire in der Erdkruste erschlossen. Diese Energie kann zum Heizen, zur Stromerzeugung und in industriellen Prozessen genutzt werden. Die nachhaltige Nutzung von Geothermie hängt von der richtigen Standortwahl und Technologie ab, um negative Effekte wie Erdbeben, Wasserverschmutzung oder Bodensenkungen zu minimieren.

Die CO2-Speicherung im Untergrund ist eine Technologie, die dabei helfen kann, CO2-Emissionen in die Atmosphäre zu reduzieren. Sie besteht darin, das CO2, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht, sicher und dauerhaft unter der Erdoberfläche in porösen Gesteinsschichten zu speichern. Dies reduziert die Menge an Treibhausgasen, die in die Atmosphäre gelangen, und trägt so zur Bekämpfung des Klimawandels bei.

Ohne kritische Rohstoffe könnte unsere moderne Gesellschaft nicht funktionieren, da sie sich in zahlreichen Hightech-Produkten befinden. Beispiele sind Wolfram (Handy), Lithium, Kobalt und Nickel (Elektrofahrzeuge), sowie Bor (Windturbinen). Erd- und Klimawissenschaftler:innen spüren diese Rohstoffe mit geophysikalischen und geochemischen Methoden auf und helfen, diese umweltfreundlich, sicher und nachhaltig zu fördern.

Grundwasser ist eine essenzielle Ressource für die Produktion von Trinkwasser, sowie für Industrie und Landwirtschaft. Seine nachhaltige Nutzung wird immer wichtiger. Erd- und Klimawissenschaftler: innen befassen sich mit Ressourcen-Management von Trinkwasser, Brauchwasser und Grundwasser für die Wärmegewinnung und den planerischen Grundwasserschutz. Dabei wenden sie modernste Modellierungs- und Überwachungsmethoden an.

Gletscher und Eisschilde sind wichtig für Wasserkreisläufe und liefern lebenswichtiges Trinkwasser. Ihr Schwinden führt zu höheren Meeresspiegeln, Naturkatastrophen, gefährdet Ökosysteme und bedroht Artenvielfalt. Erd- und Klimawissenschaftler:innen betreiben intensives Monitoring und Forschung, um die Auswirkungen des Gletscherschwunds zu verstehen und Strategien zu entwickeln, um diesen bedeutenden Verlust an natürlichen Ressourcen zu minimieren.

Erd- und Klimawissenschaftler:innen tragen massgeblich zu dem Wissen über das dynamische und fragile System Erde bei. Sie zeigen Erkenntnisse und Lösungsansätze für Politik und Wirtschaft bei Themen wie Klimawandel, Energiewende- und -sicherung, Georisiken und Rohstoffen auf. Ihre Kommunikationsaufgabe besteht darin, sicherzustellen, dass Entscheidungsträger eine qualifizierte Meinung bilden können.

Der Schutz der Umwelt und deren Erhalt für zukünftige Generationen gehört zu den bedeutendsten globalen Herausforderungen für unsere Gesellschaft. Erd- und Klimawissenschaftler:innen befassen sich mit Themen wie Klimawandel, Energiewende- und -sicherung, Georisiken und die für den Umbau unserer Energiewirtschaft erforderliche Versorgung mit Rohstoffen.