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Den Geowissenschaften auf der Spur: Umweltforschung nordisch frisch

erstellt von aahke zuletzt verändert: 17.11.2016 13:35 — abgelaufen

Den Geowissenschaften auf der Spur....ist die Artikelserie der planeterde-Redaktion, die über das Berufsbild der GeowissenschaftlerInnen von heute berichtet. Spannendes aus der Umweltforschung berichtet Dr. Ralf Wöstmann, Umweltwissenschaftler und Archäochemiker am Forschungszentrum ICBM-Terramare in Wilhelmshaven.

Irgendwo im Norden zwischen Oldenburg und Wilhelmshaven. Erste Sonnenstrahlen berühren den Horizont. Vor einem Bauernhof grasen friedlich einige Schafe. Idylle. Rasant fegt plötzlich ein Triumph Spitfire MK4 vorbei. Verfolgt vom aufgebrachten Geblöke und verstörten Blicken der Vierbeiner. Am Steuer des Oldtimers sitzt Dipl. Umweltwissenschaftler Dr. Ralf Wöstmann, 38 Jahre, voller Elan auf dem Weg zu seinem Arbeitsplatz, dem Forschungszentrum ICBM-Terramare. Sein Spezialgebiet: angewandte Umweltforschung, fokussiert auf Küstenzonenmanagement.

Biologie als Initialzündung

Der geborene Münsteraner war bereits als Kind von Naturwissenschaften fasziniert. Während der Grundschulzeit entdeckte er sein Interesse an der Biologie, als er seinem Vater beim Anlegen eines hauseigenen Biotops half.

Dr. Ralf Wöstmann

„Ich habe damals jeden Käfer, jede Eidechse und jeden Lurch gezählt, der sich darin angesiedelt hatte“, verrät Wöstmann, “ Das war meine Initialzündung!“

Einmal entfacht, setzte sich seine Begeisterung für die Naturwissenschaften durch die Schulzeit fort und er beschloss, auch beruflich etwas auf diesem Gebiet zu machen. Da Wöstmann die Hauptschule besuchte, war dies kein leichtes Unterfangen. Sein Sprungbrett in die Naturwissenschaften war ein Schülerpraktikum im anorganisch-chemischen Institut der Universität Münster, das ihm den Einblick in die Forschung und Lehre ermöglichte. „Die Hochschulwelt hat mich von Anfang an sehr gereizt“, so Wöstmann, der 1986 seine Ausbildung zum Chemielaboranten an der Universität Münster aufnahm. Dort übernahm der engagierte Azubi die Analyse von Industrieabwässern und entwarf sogar Abfallkonzepte für das Institut. Den anschließenden Zivildienst trat er gezielt im Umweltbereich an, in der AG Ökochemie und Umweltanalytik der Universität Oldenburg. Dort war er für Aufgaben in der Altlastensanierung zuständig, bevor er für weitere vier Jahre als Chemielaborant angestellt wurde. Für die Arbeit an den Renaturierungsprojekten war er rund um Oldenburg unterwegs. Über die Analytik hinaus wollte er jedoch mehr über die untersuchten Ökosysteme wissen. Nahe liegend, Umweltwissenschaften zu studieren. „Allerdings hatte ich kein Abitur“, räumt Wöstmann ein, „Deshalb versuchte ich zunächst, mich als Ausbilder an der Uni zu etablieren.“ Während des Lehrgangs entdeckte er den Spaß am Lernen wieder. Kaum frischgebackener Ausbilder, drückte er erneut drei Jahre lang die Schulbank auf dem Oldenburger Abendgymnasium. Seiner Aussage nach keine leichte Zeit: „Tagsüber habe ich normal acht Stunden gearbeitet, abends folgten sechs Stunden Schulunterricht und nachts habe ich für Klausuren gelernt.“ Hart im Nehmen erhielt er 1994 sein Abitur und begann im gleichen Jahr das Studium der Marinen Umweltwissenschaften (MUWI) in Oldenburg.


Dr. Ralf Wöstmann gutgelaunt im Labor




















Dr. Ralf Wöstmann: gutgelaunter und motivierter Laborleiter der organischen Analytik am ICBM-Terramare

„Durch die Arbeit in der Umweltanalytik wurde mir bewusst, wie wichtig interdisziplinäres Denken und Arbeiten ist.

„Durch die Arbeit in der Umweltanalytik wurde mir bewusst, wie wichtig interdisziplinäres Denken und Arbeiten ist. Ich wollte nicht nur Chemie mit dem Schwerpunkt Technische Chemie oder Biologie spezialisiert auf Mikrobiologie studieren, sondern all diese Disziplinen miteinander verknüpfen“, erklärt der Umweltforscher, der über das MUWI-Studium zu den Geowissenschaften kam. Das Studium schloss er mit einer Diplomarbeit über die Geochemie von Torfablagerungen im Wattenmeer am Institut für die Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg ab. In einer anschließenden Doktorarbeit vertiefte er seine Forschung über das nacheiszeitliche Sedimentationsgeschehen im Wattenmeer und wurde 2007 an der Universität Oldenburg promoviert.

Messbare Erfolge

Seit seiner Ausbildungszeit war der Umweltwissenschaftler bemüht, den Anwendungsbezug seiner Arbeit nicht zu verlieren. Er wollte messbare Erfolge. So wechselte er bereits 2004 an das Forschungszentrum Terramare, um angewandte Meeres- und Küstenforschung zu betreiben. Seit vier Jahren obliegt ihm die Laborleitung der organischen Analytik am Institut. „Die Kombination aus Forschung, Lehre und praxisnahen Projekten“, betont er, „das reizt mich ganz besonders.“ Darüber hinaus schätzt der Umweltanalytiker auch, dass er durch seinen Beruf etwas „von der Welt sehen kann“. Beispielsweise Bali, wohin er im Rahmen einer Umweltkonferenz und seines Sumatra-Projekts eingeladen wurde.

Küstenzonenmanagement auf Sumatra

Ziel des Deutsch-Indonesischen Projekts SPICE (Science for the protection of the coastal Indonesian Ecosystem) ist ein nachhaltiges Küstenzonenmanagement in Indonesien, speziell der Region Riau auf Sumatra. Am Modell des Flusses Siak werden Einträge, Transport und die Umwandlung von Schadstoffen verfolgt. Von der Quelle bis zum Mündungsgebiet werden Transportmechanismen charakterisiert und Auswirkungen auf die Umwelt erfasst. So lagert sich ein Großteil der Schadstoffe strömungsbedingt nur in bestimmten Zonen des Siak ab. Um den Transport der Schadstoffe verfolgen zu können setzt der Umweltforscher spezielle Moleküle ein, die als Quellenindikatoren für ungeklärte Industrie- oder Siedlungsabwässer dienen. „Wir haben zum Beispiel nach Coprostanol gesucht, einem fäkalen Biomarker, der als Anzeiger für ungeklärt eingeleitetes Abwasser genutzt wird“, erläutert der Umweltwissenschaftler.

Beprobung auf dem Fluß













Beprobung der Ufervegetation und des Flußbetts des Siak. Ein Boot ist unverzichtbar, auch um Schadstoffquellen wie zum Beispiel Kautschukplantagen zu lokalisieren.

Die abenteuerliche Probenahme in Sumatras Mangroven verlangt den vollen Einsatz des Forschers. Körperliche Arbeit bei 40°Celsius und nahezu hundert Prozent Luftfeuchtigkeit, oftmals von Tagesanbruch bis Mitternacht – ohne ein wenig Fitness kaum zu schaffen. Sportlich ist der Umweltforscher alle Mal. „Um mich an mein Beprobungsraster zu halten, kam es vor, dass ich mir ein Motorrad mieten musste. Im Gepäck einen Sedimentgreifer zum Beproben und ein GPS-Gerät zur Orientierung. Ich war oft einige Tage in der Wildnis unterwegs, nur um Sedimentproben aus einem abgelegenen Nebenfluss zu bekommen“, berichtet er. Meist werden jedoch Boote zur Beprobung und Kartierung des Flusses eingesetzt.

In der Region Riau macht der Umweltschutz erste Fortschritte, während er in den ärmeren Regionen noch in den Kinderschuhen steckt. Wöstmann sieht sich selbst eher als Wegbereiter denn als Weltverbesserer: „Mit solch einem kleinen Projekt können wir nicht die Welt retten. Gerade in diesen Ländern ist es wichtiger, überhaupt erst einmal ein Umweltbewusstsein zu schaffen.

Archäochemie: ars vivendi an Norddeutschlands Küste

Fisch oder Fleisch? Getreide oder Milch? Was bei unseren norddeutschen Vorfahren auf der bronzezeitlichen Speisekarte stand, und ob sie bereits zur See fuhren oder noch Schafe oder Hühner hüteten - mit dieser und ähnlichen Fragen beschäftigt sich der Umweltchemiker in Zusammenarbeit mit dem Niedersächsischen Instituts für historische Küstenforschung (NIhK). Chemische Substanzen liefern wertvolle Informationen, um das Leben unserer Vorfahren zu rekonstruieren. Die Archäochemie ist in Deutschland eine vergleichsweise junge Wissenschaft. Archäologen können üblicherweise nur Knochenfunde, Pollenanalysen oder vergrabenes Kochgeschirr zu Rate ziehen wenn es um die Erforschung der Ernährungsgewohnheiten unserer Vorfahren geht. Durch organische Analytik von Speiseresten eröffnen sich detaillierte Einblicke in die Lebensumstände der bronzezeitlichen Ostfriesen. Hierzu untersucht der Umweltforscher Fettsäuremuster (Lipide) auf Tonscherben aus Siedlungen der Bronzezeit, in Rodenkirchen und dem rund tausend Jahre jüngeren Bentumersiel. In den sauerstoffarmen Marschböden der Küstenstandorte bleiben die Lipide besonders gut erhalten.

Ausgrabungsstätte aus der Bronzezeit













Im Schutz desDeiches: Ausgrabungsstätte im Marschland. Die Tonscherben geben Aufschluß über das Leben unserer Vorfahren aus der Bronzezeit.

Der Zahn der Zeit nagt jedoch auch an den Fettsäuren. Auf den Fundstücken der rund tausend Jahre älteren Siedlung in Rodenkirchen war die bakterielle Zersetzung der Fette viel weiter fortgeschritten. „Gerade Ton schafft durch seine große Oberfläche und starke Porosität ideale Erhaltungsbedingungen für einsickernde Lipide, die so lange Zeit vor dem mikrobiellen Abbau geschützt werden“, erklärt der Archäochemiker. So ist in vielen Tonscherben ein Fettsäureverteilungsmuster erhalten geblieben das mit dem von frischer Kuhmilch identisch ist. Offenbar wurden die Tongefäße vor weiterer Benutzung mit Milch ausgekocht um sie wasserdicht zu bekommen. Dabei wandern die Milchfette und Eiweiß in die Tonschicht und dichteten die Töpfe von innen ab.

Wöstmanns Analysen haben auch gezeigt, dass sich unsere Vorfahren abwechslungsreich ernährten. Milch- und Getreideprodukte, Fleisch und Fisch bereicherten ihren Speiseplan. „Mit Isotopenanalysen möchten wir noch genauere Aussagen treffen können, um zum Beispiel zwischen Rindfleisch und Schweinefleisch zu unterscheiden. Geflügel wäre eine weitere Option, da es damals schon alte Hühnerrassen gab“, so der Forscher.


Dr. Wöstmann und sein Massenspektrometer










Dr. Ralf Wöstmann und sein neues Massenspektrometer. Mit ihm kommt er den verschiedenen Fettsäuremustern auf die Spur.

Aber waren die Friesen der Bronzezeit nun eher Landwirte oder Fischer? Knochenfunde vom Stör in der frührömischen Siedlung Bentumersiel weisen zumindest darauf hin, dass dort ansässige Germanen gefischt haben. Für den Archäochemiker gilt es, in den Keramikscherben Fisch-Biomarker zu identifizieren, meist Abbauprodukte des Cholesterins. „Bisher gelang das nicht eindeutig“, bedauert Wöstmann, „es gibt zu viele andere Quellen, zwischen denen wir differenzieren müssen.“ Und an dieser Stelle mag einem der Appetit vielleicht vergehen. Fundort der Tonscherben war nämlich die antike Müllkippe der Siedlungen. Dennoch lassen sich einige Biomarker, die gleichermaßen in Fisch und Pflanze vorkommen, nicht eindeutig zuordnen. Die Analyse wird durch die Einwanderung lebensmittelfremder Stoffe aus dem Sediment in die Scherben zusätzlich erschwert. Abhilfe soll die Messung einzelner Fettsäuren am Isotopenmassenspektrometer schaffen. „Durch die Verwendung unterschiedlicher Kohlenstoffdioxidquellen beim Aufbau der Biomasse kann mit der Delta 13C-Signatur eindeutig zwischen Fisch und Getreide, aber auch Schweinefleisch von Rindfleisch (Wiederkäuern) und Milchfetten aus Kuhmilch unterschieden werden“, so Wöstmann. Neu an seiner archäochemischen Forschung ist, dass nicht nur die Tonscherben, sondern auch das umgebende Sediment untersucht wird.


Torflagen im Wattenmeer, Küstenschutz in Sumatra und Speisepläne der Bronzezeit sind für den Umweltwissenschaftler eng miteinander verknüpft. Seit seiner Diplomarbeit beschäftigt ihn die Originalität von Biomarkern. Biomarker sind molekulare Fossilien, die Rückschlüsse auf den organischen Ursprung des Materials zulassen. Um sie in einer komplizierten Probenmatrix identifizieren zu können, müssen Biomarker eine charakteristische Struktur aufweisen, die mikrobiell nicht zersetzbar und leicht messbar ist. „Durch die 2000 bis 3000 Jahre alten Biomarker in den archäologischen Proben kann ich mehr über die Stabilität dieser spezifischen Moleküle herausfinden. So fügt sich nach und nach ein Bild zusammen, das zu einem besseren Verständnis der Biomarker führt. Diese kleinen Erfolge treiben einen voran “, so Wöstmann.

Jobpatenschaft

Seine Motivation gibt der Umweltwissenschaftler gerne an junge Forscher weiter. Am Terramare betreut er Diplom- und Doktorarbeiten, Schulpraktika und ist Ansprechpartner für die Auszubildenden im Labor.

„Mitarbeiter zu motivieren ist mir auch ein persönliches Anliegen“, bekennt der gelernte Chemielaborant.

„Mitarbeiter zu motivieren ist mir auch ein persönliches Anliegen“, bekennt der gelernte Chemielaborant. Für die Zukunft möchte er sich bei der neu gegründeten Oldenburger Initiative des „Jobpaten“ engagieren. Mentoren aus verschiedenen Berufszweigen übernehmen für ein bis zwei Jahre eine Jobpatenschaft für Jugendliche, die geringe Chancen auf eine Ausbildungsstelle haben, beispielsweise Hauptschüler. Ein Pate begleitet die Jugendlichen und unterstützt sie bei der Berufsfindung. „Dieses Konzept knüpft an meinen Lebenslauf an: auch für mich haben sich viele Türen nur durch kleine Hilfen geöffnet“, so der Umweltwissenschaftler, „Aber um etwas daraus zu machen zählt nur eigenes Engagement!“

Mit seinen Aufgaben wachsen

Wünsche für seine eigene berufliche Zukunft? Mehr Verantwortung übernehmen, mit dem Ziel auf eine feste Stelle, die die berufliche Zukunft planbar macht. Dass eine wissenschaftliche Karriere in Deutschland quasi nicht planbar ist, trägt seiner Meinung nach ebenso sehr zum derzeitigen Mangel an weiblichen Führungskräften bei wie die noch lückenhafte soziale Absicherung für zeitlich befristet angestellte Wissenschaftler durch den Arbeitgeber. „Eine dauerhafte Perspektive ist bei Projekten mit einer Laufzeit von zwei bis drei Jahren einfach nicht möglich“, bedauert Wöstmann. Forschung ist ein wachsender Prozess, bei dem Basiswissen und neu gewonnene Ergebnisse über die Zeit miteinander verknüpft werden. Deshalb gehören für ihn Neugier, die Lust neue Zusammenhänge zu entdecken, eine Portion Weltoffenheit, jedoch vor allem Ausdauer zu der Grundausstattung eines Umweltwissenschaftlers.

Beruflich sieht es für den enthusiastischen, stets gutgelaunten Umweltforscher gut aus: beide Projekte gehen innerhalb diesen Jahres in die Verlängerung. Mit einem weiteren Projekt, das sich mit der historischen und zukünftigen Entwicklung des Jadebusens unter dem Gesichtspunkt eines integrierten Küstenzonenmanagements beschäftigt, kommen neue und spannende Aufgaben auf ihn zu. Die dafür notwendige Energie zieht er aus seiner persönlichen Entwicklung. „Wenn ich mein Leben lang als Chemielaborant gearbeitet hätte, wäre ich sicher nicht glücklich geworden“, so Wöstmann, „und nur so kann ich mich selbst verwirklichen, an für mich interessanten Themen arbeiten und etwas Einfluss auf mein Arbeitsleben nehmen.“

AA, iserundschmidt, 2008


Kurzbiographie

Ralf Wöstmann wurde im März 1970 in Münster geboren. Bereits in früher Kindheit entdeckte er seine Leidenschaft für die Naturwissenschaften. Im Jahr 1986 schloss er die Hauptschule ab. Der Einstieg in die Umweltwissenschaften gelang ihm durch ein Schülerpraktikum an der Universität Münster, an der er sich zunächst zum Chemielaboranten ausbilden ließ. Während seines Zivildienstes und bis 1994 arbeitete er in der Arbeitsgruppe Ökochemie und Umweltanalytik der Universität Oldenburg. Dort qualifizierte er sich als Ausbilder für Chemielaboranten. Um studieren zu können, holte er drei Jahre berufsbegleitend sein Abitur nach. Im Jahr 1994 nahm er das Studium der Marinen Umweltwissenschaften auf, das er sechs Jahre später abschloss. Es folgte eine Doktorarbeit mit geochemischen Schwerpunkt. Seit 2004 ist Wöstmann am Forschungszentrum ICBM-Terramare in Wilhelmshaven tätig. Seine Forschungsthemen sind angewandte Umweltforschung, Küstenzonenmanagement und Archäochemie.



Weitergehende Informationen zu Dr. Wöstmanns Projekten finden Sie unter folgenden Links:


Küstenzonenmanagement auf Sumatra:

BMBF-Projekt SPICE - Science for the protection of the coastal Indonesian ecosystem

Archäochemie:

MWK-Projekt "Organisch-chemische Untersuchungen von archäologischen Fundstücken der Küstenregion"

Auf den Seiten des Niedersächsischen Instituts für Küstenforschung: hier

Artikel auf idw "Fisch oder Fleisch?"

Integrationsprojekt des ICBM-Terramare:

"Historische und zukünftige Entwicklung des Jadebusens-wissenschaftliche Beiträge zu einem nachhaltigen Küstenzonenmanagement"

Doktorarbeit:

online-Link

Artikel über Wöstmanns Projekt als Doktorand am ICBM "Molekulare Spurensuche im Watt"


Kontakt bei weiteren Fragen:

Dr. Ralf Wöstmann:

E-Mail: ralf.woestmann@terramare.de

Tel.: +49 4421 944218


Verweise
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