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Reisen zum „Mittelpunkt der Erde“

Der Eingang zum Erdinneren befindet sich in einem mächtigen Krater: Vom Grunde des isländischen Vulkans „Snæfellsjökull“ führt der Weg in eine Höhle und von dort geradewegs zum „Mittelpunkt der Erde“. So jedenfalls ist es in Jules Vernes berühmten Roman über den Mineralogie-Professor Lidenbrock zu lesen.

Einen solch direkten Zugang zum Erdinneren gibt es zwar bis heute nicht. „Dennoch können wir die Zustände im Inneren unseres Planeten indirekt untersuchen“, sagt Prof. Dr. Falko Langenhorst von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Anhand experimenteller und seismischer Daten lassen sich Aufbau und Prozesse im Erdinneren nachvollziehen“, erläutert der 47-Jährige, der kürzlich zum Inhaber des neuen Jenaer Lehrstuhls für Analytische Mineralogie der Mikro- und Nanostrukturen ernannt worden ist.

Prof. Langenhorst untersucht, wie sich die Strukturen und Eigenschaften von Mineralen unter sehr hohen Drücken verändern. „Mit Hilfe von Hochdruckexperimenten lassen sich die Bedingungen in großer Erdtiefe simulieren und die dicht gepackten Minerale des Erdinneren synthetisieren“, so Langenhorst, der vom Institut für Experimentelle Geochemie und Geophysik der Universität Bayreuth an die Friedrich-Schiller-Universität wechselte. Doch für Falko Langenhorst ist Jena kein Neuland. Hier hat er bereits von 2004 bis 2008 geforscht und gelehrt. „Mich reizen vor allem die Möglichkeiten des interdisziplinären Arbeitens, die die Universität und ihre Kooperationspartner bieten“, begründet er seine Rückkehr an das Jenaer Institut für Geowissenschaften.

Hier möchte sich der sportliche Wissenschaftler, der seit diesem Semester auch wieder in der Professoren-Auswahl der Universität Fußball spielt, nun neben der Hochdruckforschung an Mineralen auch weitere Arbeitsfelder erschließen und ausbauen. So wird er etwa die Wechselwirkungen von Bio- und Geosphäre unter die Lupe nehmen und untersuchen, welchen Einfluss Mikroorganismen auf die Verwitterung von Mineralen haben und wie Schadstoffe durch diese immobilisiert werden können. Dabei kann Prof. Langenhorst nahtlos an bereits bestehende wissenschaftliche Kontakte anknüpfen: Er engagiert sich bereits von Anfang an in der Exzellenz-Graduiertenschule „Jena School for Microbial Communication“ (JSMC) sowie im DFG-Graduiertenkolleg „Alteration and element mobility at the microbe-mineral interface“ der Universität.

Daneben widmet sich der gebürtige Husumer in Jena auch materialwissenschaftlichen Aspekten seines Faches. „Die Mineralogie untersucht die grundlegenden physikalischen und chemischen Eigenschaften der Erdmaterie“, erläutert Langenhorst. Die Erkenntnisse über Struktur und Eigenschaften der natürlich vorkommenden Materialien können nicht selten zu konkreten technischen Anwendungen führen. Als eine der großen technologischen Herausforderungen der Zukunft sieht der Mineraloge beispielsweise die Entwicklung von Materialien, die sich zur effizienten Energiespeicherung eignen.

Doch auch seine Forschung an Meteoriten und Kometenpartikeln will Langenhorst – nun wieder von Jena aus – fortsetzen. Bereits vor seinem Wechsel nach Bayreuth hatte er sich an großen internationalen Missionen beteiligt und etwa Staubteilchen aus einem Kometenschweif analysiert, den die NASA-Raumsonde „Stardust“ 2006 zur Erde brachte. Dazu nutzt der Mineraloge, der 2007 mit dem Leibniz-Preis – dem höchstdotierten deutschen Förderpreis ausgezeichnet worden ist – modernste elektronenmikroskopische Methoden. „Denn aus dem Nanokosmos“, so sagt er, „lassen sich die Phänomene des Makrokosmos verstehen.“

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