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Verschmutzte Böden und glatte Flächen, die gar nicht glatt sind

Die DFG genehmigt zwei Forschergruppen an der TU Berlin

Gleich zwei der sechs Forschergruppen, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Januar bewilligte, wurden nach Berlin vergeben, beide an die Technische Universität Berlin. Mathematiker der TU Berlin und der TU Darmstadt beschäftigen sich in der Forschergruppe "Polyedrische Flächen: Geometrie und Kombinatorik" mit Flächen, die nur scheinbar glatt sind. Die Forschergruppe "Veterinary Medicines in Soils: Basic Research for Risk Analysis" untersucht den Verbleib von Tierarzneimitteln in Böden. Forschergruppen haben die Aufgabe, die Kooperation herausragender Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei innovativen Forschungsvorhaben zu fördern.

TU-Mathematiker sind neuer Theorie auf der Spur
DFG-Forschergruppe "Polyedrische Flächen: Geometrie und Kombinatorik"
Die elegantesten Kühlerhauben von Edelkarossen und die glänzendsten Oberflächen aus Hollywood-Produktionen haben eines gemeinsam: Sie entstehen heutzutage in den Computern der Mathematiker. Wenn ein Mathematiker eine glatte Fläche in den Computer bringen will, dann setzt er sie aus einer begrenzten Anzahl von Ecken, Kanten und Flächenstücken zusammen. Solche Flächen, die in Vielecke zerlegt sind, nennt man polyedrische Flächen. Eine solche Fläche ist jedoch nur anscheinend glatt. Sie hat - wenn man genau hinschaut - Ecken und Kanten und ist eben nicht glatt.

Während die Theorie der glatten Flächen ein klassisches und hochentwickeltes Teilgebiet der Mathematik ist, ist die Theorie der polyedrischen Flächen viel neuer. Grundlegende Fragen sind noch ungeklärt. Wissenschaftler der TU Berlin mischen dabei an vorderster Front mit. Die neue Forschergruppe der DFG an der TU Berlin, an der vier Berliner und ein Darmstädter Professor sowie sechs von der DFG finanzierte Nachwuchswissenschaftler beteiligt sind, arbeitet genau an diesen Fragen. Am 1. Februar 2005 hat das Team seine Arbeit aufgenommen.

äWir sind immer wieder begeistert, was für faszinierende Strukturen man entdeckt", sagt Alexander Bobenko, ein Russe, der seit 1994 als Professor an der TU Berlin forscht und lehrt. Unter seiner Regie gelang es erstmals, bemerkenswerte Bilder von Flächen aus Kreisscheiben und nicht aus Vielecken zusammenzusetzen. Berühmt für die Vielfalt seiner Materialien ist der Amerikaner John Sullivan, der 2003 für das DFG-Forschungszentrum "Matheon" aus Illinois nach Berlin kam. Seine Seifenblasen aus dem Computer wurden schon als Poster gedruckt. Der TU-Professor für Differentialgeometrie und Mathematische Visualisierung wird sich in der Forschergruppe mit Flächen beschäftigen, die aus lauter Quadraten gleicher Größe zusammengesetzt sind. "Die sind gar nicht glatt, aber man kann sie glätten", sagt er. Der Vorgang ist allerdings noch gar nicht verstanden. 

Für die Arbeit der Berliner interessiert man sich international. Sie arbeiten eng mit Peter Schröder vom California Institute of Technology in Pasadena/USA zusammen, einem führenden Experten in der Computergraphik, der auch an der TU Berlin studiert hat. 

Kontakt: Prof. Günter M. Ziegler, Institut für Mathematik der TU Berlin, Tel. 030/314-25730, E-Mail: ziegler@math.tu-berlin.de. 

Bildmaterial: Logo der Forschergruppe: http://www.math.tu-berlin.de/~ziegler/fg-ps-logo.jpg (von Alexander Bobenko und Boris Springborn), Seifenblasen von John Sullivan: http://torus.math.uiuc.edu/jms/Images/double/ 
 

Was machen Tierarzneimittel im Boden?
DFG-Forschergruppe "Veterinary Medicines in Soils: Basic Research for Risk Analysis"
Der Einsatz von Tierarzneimitteln ist in der Landwirtschaft keine Seltenheit. Über den Wirtschaftsdünger gelangen die Mittel allerdings in die Böden, zum Beispiel über Schweinegülle. Ökologisch wirksame Konzentrationen von antibakteriellen Tierarzneimitteln werden seit kurzem in Böden nachgewiesen. Unklar ist jedoch, welche Folgen dies für die Umwelt konkret hat. Für eine umfassende Analyse fehlen grundlegende Modellvorstellungen. Die neue DFG-Forschergruppe an der TU Berlin will klären, wie Tierarzneimittel unter dem Einfluss von Wirtschaftsdüngern im Boden wirken, wie sie abgebaut werden und welche spezifischen Effekte es auf Bodenorganismen gibt. Was passiert zum Beispiel mit Struktur und Funktion von Gemeinschaften von Mikroorganismen im Boden? Werden die Organismen mit der Zeit resistent gegen Tierarzneimittel? Wird die Resistenz übertragen, möglicherweise auf für die Menschen gefährliche Mikroorganismen? Dies soll anhand mindestens zweier unterschiedlicher Zielstoffe geklärt werden: Zum einen Sulfadiazin, mit dem Wachstum von Bakterien gehemmt wird, und zum anderen das zu den Penicillinen zählende Amoxicillin, das vorwiegend gegen Infektionen im Magen-/Darmbereich eingesetzt wird. 

Die Forscher wollen in zwei Phasen vorgehen. Zunächst sollen vorwiegend Labor- und kontrollierte Feldversuche durchgeführt werden, um unter anderem die Prozesse zu verstehen, die die Dynamik und Wirkung der Stoffe im Boden allein und unter dem Einfluss tierischer Exkremente steuern. In einer zweiten Phase werden die Prozesse gekoppelt und in einem gemeinsamen Freilandversuch überprüft. Damit will die Forschergruppe die für das Umweltverhalten der Zielstoffe wesentlichen Steuergrößen und -mechanismen aufdecken und messbar machen.

In der Gruppe, die am Institut für Ökologie der TU Berlin angesiedelt ist, arbeiten auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Bonn, Rostock, Osnabrück und Dortmund, der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft und des Forschungszentrums Jülich mit.

Kontakt: Prof. Dr. Martin Kaupenjohann, Fachgebiet Bodenkunde der TU Berlin, Tel.: 030/314-73530, E-Mail: martin.kaupenjohann@tu-berlin.de 

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