In the Energy Structures project, you will explore how the input of energy through organic substrates controls the formation and transformation of dissipative structures in the soil microbiome, and thereby their influence on matter and energy fluxes in soils. The aim is to quantify these fluxes and assess their efficiency and limitations through combined experiments and thermokinetic modeling. This work will contribute to a better understanding of the stabilization of organic matter and the carbon balance of soils.

To this end, you will apply and further develop several physicochemical analytical techniques - such as isothermal microcalorimetry (IMC), thermogravimetry-differential scanning calorimetry–quadrupole mass spectrometry (TG-DSC-QMS), bomb calorimetry, and respirometry—available at UFZ Leipzig and RPTU Landau. These measurements will be complemented by chemical analyses of carbon fluxes using ¹³C tracers, PLFA, biomarkers, and elemental analysis.

Using the combined dataset, you will apply thermodynamic modeling approaches - both equilibrium and non-equilibrium - to characterize how energy inputs shape microbial activity, carbon cycling, and the emergence of structured dynamics in soil systems. The project will be conducted in close collaboration with project partners contributing additional expertise in microbial community analysis and ecosystem modeling.

We offer:

• Top level interdisciplinary research at both research centre and university which enjoys an excellent reputation within Germany as well as internationally
• Excellent technical facilities
• Work in inter-disciplinary and multinational teams
• Excellent links to national and international research networks
• Support and optimal training courses by our graduate school (HIGRADE) at the UFZ and ZGaPL at the RPTU

• Bachelor AND Master degree in soil science, physical chemistry, chemistry, biochemistry, biology, environmental sciences or equivalent field
• Strong interest in complex and interdisciplinary relationships in soil systems
• Openness to incorporating modeling and ecological aspects into your research
• Prior experience (an advantage but not required) in calorimetry, thermodynamics, soil science, environmental microbiology, or isotope tracer experiments
• Willingness to work in an interdisciplinary and international team
• Willingness to learn new topics
• Very good skills in English, both written and spoken

Im Rahmen des Energy Structures Projekts werden Sie erforschen, wie die Energiezufuhr durch organische Substrate die Ausbildung und den Wandel dissipativer Strukturen im Bodenmikrobiom steuert und damit dessen Einfluss auf die Stoff- und Energieflüsse in Böden bestimmt. Ziel ist es, durch kombinierte Experimente und thermokinetische Modellierung die Stoff- und Energieflüsse zu quantifizieren sowie ihre Effizienz und Grenzen zu beschreiben. Damit wird ein Beitrag zum besseren Verständnis der Stabilisierung organischer Substanz und des Kohlenstoffhaushalts von Böden geleistet.

Um dieses Ziel zu erreichen, wenden Sie ein breites Spektrum physikalisch-chemischer Analysetechniken an und entwickeln diese weiter – darunter isotherme Mikrokalorimetrie (IMC), thermogravimetrische Analyse mit differentieller Kalorimetrie und gekoppelter Massenspektrometrie (TG-DSC-QMS), Bombenkalorimetrie sowie Respirometrie  – an den Standorten UFZ Leipzig und RPTU Landau. Ergänzend führen Sie chemische Analysen der Kohlenstoffflüsse durch, z. B. mittels ¹³C-Tracern, PLFA-Analysen, Biomarkern und Elementaranalytik.

Basierend auf den gewonnenen Daten wenden Sie thermodynamische Modellierungsansätze – sowohl im Gleichgewicht als auch im Nichtgleichgewicht – an, um zu charakterisieren, wie die Energieeinträge durch die Substrate die mikrobiologischen Prozesse, den Kohlenstoffkreislauf und die Ausbildung strukturierter Dynamiken in Bodensystemen beeinflussen. Die Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern und -partnerinnen, die zusätzliche Expertise z. B. in der Analyse mikrobieller Gemeinschaften und in der Modellierung ökologischer Systeme einbringen.

Wir bieten:

• Spitzenforschung an der Schnittstelle von Universität und außeruniversitärer Forschung mit exzellentem nationalem und internationalem Ruf
• Hervorragende technische Ausstattung
• Arbeit in interdisziplinären und multinationalen Teams
• Sehr gute Anbindung an nationale und internationale Forschungsnetzwerke
• Umfassende Betreuung und Qualifizierungsangebote durch unsere Graduiertenschulen (HIGRADE am UFZ und ZGaPL an der RPTU)

• Abgeschlossenes Masterstudium (Universität oder vergleichbar, ausgenommen mit einem Bachelorgrad) in Bodenkunde, Physikalischer Chemie, Chemie, Biochemie, Biologie, Umweltwissenschaften oder einem verwandten Fachgebiet
• Starkes Interesse an komplexen und interdisziplinären Zusammenhängen in Bodensystemen
• Offenheit für Modellierung und ökologische Fragestellungen
• Vorerfahrungen in Kalorimetrie, Thermodynamik, Bodenkunde, Umweltmikrobiologie oder Isotopen-Tracer-Experimenten sind von Vorteil, aber nicht zwingend
• Bereitschaft zur Arbeit in einem interdisziplinären und internationalen Team
• Bereitschaft zur Einarbeitung in neue Themen
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift