Forschung

Forschungsschwerpunkte: Klimawandel, Stoffkreisläufe, Mineralisation, Bewirtschaftung, Beschleuniger-Massenspektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry), nachhaltige Landwirtschaft

Susan Trumbore ist eine US-amerikanische Geologin. Sie erforscht die Ökosysteme der Erde, wobei ihr Schwerpunkt auf der Rolle von Böden und Vegetation für deren Kreisläufe liegt. Sie untersucht, wie sich unterschiedliche Bewirtschaftungsformen und Artengemeinschaften auf die Kohlenstoffspeicherung im Boden auswirken. Dabei will sie verstehen, wie sich Landnutzung und Klima gegenseitig beeinflussen und mit diesen Erkenntnissen zur Entwicklung nachhaltiger Strategien in der Landwirtschaft beitragen.

Böden sind der größte terrestrische Speicher für Kohlenstoff und eine der wichtigsten natürlichen Quellen für Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre. Welche Mengen von Treibhausgasen dort deponiert oder freigesetzt werden, hängt unter anderem von der Zusammensetzung des Erdreichs und seinem Gehalt an organischer Substanz ab. Susan Trumbore untersucht mit ihrem Team, wie sich Klima- und Umweltveränderungen auf die Kohlenstoffspeicherung in Böden auswirken.

Sie will zum Beispiel herausfinden, ob eine Klimaerwärmung Abbauprozesse im Untergrund beschleunigt und dadurch mehr CO2 freigesetzt wird. Wichtigster Lieferant für Bodenkohlenstoffe sind abgestorbene Pflanzenteile, die von den Bodenbewohnern zersetzt werden. Mikroorganismen bauen den Bodenkohlenstoff dann zu CO2 um (Mineralisation). Das Team um Susan Trumbore fand heraus, dass die Mineralzusammensetzung des Bodens eine besondere Rolle für die Kohlenstoffspeicherung spielt. So setzen Böden, in denen der Kohlenstoff überwiegend an Minerale gebunden ist, weniger CO2 frei.

Um den Weg des Kohlenstoffs in den Boden zu verfolgen, hat Susan Trumbore neue Untersuchungsmethoden entwickelt. Sie hat Pflanzen mit stabilen Isotopen (12C, 13C) markiert. Das Isotopenverhältnis bleibt während des Abbauprozesses konstant. Dadurch kann sie im Boden den „pflanzlichen Anteil“ des Kohlenstoffs bestimmen und die Abbauprozesse verschiedener Bodenorganismen vergleichen. Außerdem setzt sie die Beschleuniger-Massenspektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry, AMS) ein, um das mittlere Alter des Kohlenstoffs in einer Bodenprobe zu bestimmen. In Experimenten versucht sie, mineralisch gebundenen Kohlenstoff wieder zu mobilisieren, damit er abgebaut werden kann.

In weiteren Arbeiten analysiert sie die Abhängigkeit der CO2-Freisetzung aus dem Boden von der Temperatur, der Bodenfeuchte und Bodeneigenschaften. Sie fragt, wie sich unterschiedliche Landnutzung, Bepflanzung, Bewirtschaftungsformen, Düngung und Artengemeinschaften auf die Kohlenstoffspeicherung im Boden auswirken.

Zudem untersucht Susan Trumbore, ob die Effizienz der Kohlenstoffnutzung tropischer Wälder verändert werden kann. Sie erforscht die Mechanismen trockenheitsbedingten Baumsterbens sowie die Rolle der Biodiversität im Stoffkreislauf der Elemente. Susan Trumbore führt ihre Forschungen weltweit durch. Sie möchte mit ihrer Arbeit zur Entwicklung nachhaltiger Strategien in der Landwirtschaft beitragen.

Werdegang

• seit 2013 Honorarprofessorin, Chemisch-geowissenschaftliche Fakultät, Friedrich-Schiller-Universität Jena
• seit 2009 Direktorin und Wissenschaftliches Mitglied, Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena
• 2000-2009 Professorin für Erdsystemforschung, University of California, Irvine (UCI), Irvine, USA
• 1996-2000 Außerordentliche Professorin, UCI, Irvine, USA
• 1991-1996 Assistenzprofessorin, UCI, Irvine, USA
• 1989-1991 Postdoktorandin, Zentrum für Massenbeschleunigungs-Spektrometrie, Lawrence Livermore Laboratory, Livermore, USA, Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University, New York City, USA sowie Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Zürich, Schweiz
• 1989 PhD in Geochemie, Columbia University, New York City, USA
• 1977-1981 Studium der Geologie, University of Delaware, Newark, USA

Funktionen

• 2005 Vorsitzende, Nominating Committee, Section Geology and Geography, American Association for the Advancement of Science (AAAS), USA
• 2004‐2006 Mitglied, Steering Committee, Visiting Scientist Program, University Corporation for Atmospheric Research (UCAR), Boulder, USA
• 2004‐2005 Mitglied, Committee on Metrics for Global Change Research Nuclear Regulatory Commission (NRC), USA
• 2002‐2005 Mitglied, Nominating Committee, Section Geology and Geography, American Association for the Advancement of Science (AAAS), USA
• 2002‐2004 Präsidentin, Section Biogeochemistry, American Geophysical Union (AGU), USA
• 2000‐2001 Mitglied, Committee on Global Environmental Change, AGU, USA
• 1996‐2000 Mitglied, Paleoceanography and Paleoclimate Committee, AGU, USA
• 1994‐1997 Mitglied, Editorial Board, Geology Magazine

Projekte

• seit 2019 Exzellenzcluster (EXC) 2051 „Balance of the Microverse“, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
• seit 2014 Projekt „Nichtlinearitäten und alternative Zustände biogeochemischer Kreisläufe in terrestrischen Ökosystemen“, DFG
• seit 2013 Teilprojekt „INFRA2“, Integriertes Graduiertenkolleg „AquaDiva“, Sonderforschungsbereich (SFB) 1076, DFG
• seit 2013 Teilprojekt „FLUX 3 – Quellen und Senken von Gasen in der ‚Critical Zone‘: In-situ-Sensoren und isotopenmarkierte Gase“, SFB 1076, DFG
• seit 2011 Teilprojekt „Einfluss von Landnutzung und Biodiversität auf Bodenfunktionen“, Schwerpunktprogramm (SPP) 1374, DFG
• seit 2010 Forschungsgruppe (FOR) 1451 „Exploring mechanisms underlying the relationship between biodiversity and ecosystem functioning“, DFG
• seit 2009 Koordinatorin für Deutschland, Projekt „Atto-Amazon Tall Tower Observatory“, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie Ministerium für Wissenschaft, Technologie und Innovation (Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação) Brasilien
• seit 2007 Graduiertenschule (GSC) 214 „Mikrobielle Kommunikation“, Jena, DFG
• 2006-2015 Graduiertenkolleg (GRK) 1257 „Alteration und Elementmobilisierung an Mikroben-Mineral-Grenzflächen“, DFG

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2022 William Kaula-Preis, American Geophysical Union (AGU), USA
• 2021 Vladimir Ivanovich Vernadsky Medal, European Geosciences Union (EGU)
• 2020 Balzan-Preis für die Dynamik des Systems Erde, Internationale Balzan-Stiftung, Mailand, Italien
• 2018 Benjamin Franklin Medal, Franklin Institute, Philadelphia, USA
• seit 2015 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• seit 2010 Mitglied, National Academy of Sciences, USA