Forschung

Forschungsschwerpunkte: Aufbau und Dynamik im Inneren von Planeten, Konvektionsströmungen im Silikatmantel der Erde, planetare Magnetfelder, Strömungen in den großen Gasplaneten

Der Geophysiker Ulrich Christensen erforscht den Aufbau und die Dynamik des Inneren von Planeten. Ein wesentliches Ziel ist es zu verstehen, was die verschiedenen Planeten gemeinsam haben, was sie unterscheidet, und was die Erde so besonders gemacht hat, dass sich hier lebensfördernde Bedingungen erhalten haben. Sein wichtigstes Instrument ist hierbei die numerische Simulation.

Die Prozesse im Inneren der Planeten sind entscheidend dafür, ob sich Leben entwickeln kann. So sind langsame Konvektionsströme im „festen“ Gesteinsmantel der erdähnlichen Planeten die Ursache für Vulkanismus, der wiederum die Oberfläche der Planeten gestaltet und dazu geführt hat, dass sich eine Atmosphäre bilden konnte. Im Inneren vieler Planeten läuft ein Dynamoprozess ab, getrieben von Strömungen in den elektrisch leitenden flüssigen Kernen. Dadurch entsteht ein Magnetfeld, das wie ein Schutzschild vor den energiereichen Partikeln des Sonnenwindes wirkt. Über diese Magnetfelder sind umgekehrt wertvolle Rückschlüsse möglich auf die inneren Vorgänge im Planeten, die anders oft nicht zugänglich sind.

Mit Mitteln der Theorie und der numerischen Simulation, immer basierend auch auf experimentellen Daten, arbeitet Christensen systematisch an der Entwicklung einer allgemeinen Theorie des planetaren Magnetismus. Stärke und geometrische Struktur der Magnetfelder sollen in Abhängigkeit von der Größe, der Rotationsrate, der elektrischen Leitfähigkeit und der Intensität der Konvektion in den Planeten dargestellt werden. So leitete er bereits Skalierungsgesetze ab, mit denen es möglich ist, die Dynamo-Eigenschaften von Planeten vorherzusagen. Und er entwickelte eine Referenz für sphärische 3D-Dynamo-Modelle, die in der Scientific Community als Standard gilt.

Als Theoretiker ist Christensen aber auch an der Entwicklung und Auswertung von Raumfahrtmissionen beteiligt: So zum Beispiel an der 2018 zu Ende gegangenen „Dawn-Mission“. Die NASA-Raumsonde „Dawn“ war fast elf Jahre im Weltall unterwegs, um den Asteroiden Vesta und den Zwergplaneten Ceres zu erforschen. Die Mission, die mehrmals verlängert worden war, übertraf die Erwartungen der Wissenschaftler bei weitem und brachte viele neue Erkenntnisse. Darüber hinaus ist Christensen mit seiner Arbeit an der 2016 gestarteten „ExoMars-Mission“ beteiligt, in deren Rahmen nach Spuren von Leben auf dem Mars gesucht wird.

Werdegang

• 2020 Emeritierung, weitere Forschung in der Emeritusgruppe „Das Innere der Planeten“ am MPI für Sonnensystemforschung in Göttingen
• 2002-2020 Leiter der Abteilung „Planeten und Kometen“ am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung Göttingen
• 2003-2007 Geschäftsführender Direktor am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung Göttingen (bis 2005: Max-Planck-Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau)
• 1992-2003 Professor für Geophysik an der Universität Göttingen
• 1991-1992 Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Chemie Mainz
• 1988 Gastprofessur an der Universität Utrecht
• 1986-1991 Heisenberg-Stipendiat am Max-Planck-Institut für Chemie Mainz
• 1985-1986 Privatdozent an der Universität Karlsruhe
• 1985 Habilitation in Geophysik an der Universität Mainz
• 1981-1985 Postdoktorand am Max-Planck-Institut für Chemie Mainz
• 1980 Promotion an der Technischen Universität (TU) Braunschweig
• 1977 Diplom im Fach Physik an der TU Braunschweig

Funktionen

• 2004-2006 Mitglied in der Arbeitsgruppe „Solar System“ der ESA
• 2001-2003 Deutsche Repräsentation im Life & Environmental Scientific Standing Comittee of ESF
• seit 2000 DFG-Gutachter für „Solid Earth Physics“
• seit 1999 Mitglied des Exekutivkomittees der International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior (IASPEI), Co-Chair Commission on Earth Structure and Geodynamics
• 1999-2001 Vorsitzender des FKPE Forschungskollegium Physik des Erdkörpers e.V.
• 1995-2001 Vorsitzender der Commission of Geodynamics and Tectonophysics of the International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior (IASPEI)
• 1995-1997 Mitglied im Senat der Universität Göttingen

Projekte

• 2014-2016 Projekt „Chemische Entwicklung der Metallkerne von Kleinplaneten in der Frühgeschichte des Sonnensystems“, Teilprojekt zu SPP 1385 „The first 10 Million Years of the Solar System - a Planetary Materials Approach“
• 2013-2018 Projekt „Interior Structure and Dynamics of the Ice Giants”, Teilprojekt zu SPP 1488 „Planetary Magnetism“
• 2012-2016 Projekt „Magnetfelder und Dynamos: Von Planeten zu massearmen Sternen“, Teilprojekt zu SFB 963 „Astrophysikalische Strömungsinstabilität und Turbulenz“
• 2010-2019 Projekt „Towards realistic models for the interior dynamics of Jupiter and Saturn“, Teilprojekt zu SPP 1488 „Planetary Magnetism“

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• seit 2023 Mitglied, National Academy of Science (NAS), USA
• 2019 Inge-Lehmann-Medaille der Amerikanischen Geophysikalischen Union
• 2009 Augustus Love Medal der European Geoscience Union
• seit 2003 Honorary Fellow der European Geoscience Union
• seit 2000 Fellow der American Geophysical Union
• seit 1999 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• seit 1995 Mitglied der Göttinger Akademie der Wissenschaften
• 1994 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 1988 Gerhard Hess-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)