Es werden beispielhaft vergangene Perioden mit starken Klima- und Umweltveränderungen untersucht, mit dem Ziel, Muster zu entdecken, die als mögliche Antwort des Ozeans auf den anthropogenen Klimawandel dienen könnten. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf Änderungen in der dreidimensionalen Ozeanzirkulation, im marinen Kohlenstoffkreislauf, in der Dynamik der Gashydrate und geologischen Treibhausgasemissionen gelegt. Der Zeitraum der untersuchten Perioden reicht von der extremen Warmperiode im Paleozän-Eozän vor 55 Millionen Jahren (PETM) über Eiszeit-/Interglazial-Wechselperioden, das Klimaoptimum im mittleren Holozän bis zur regional beschränkten mittelalterlichen Warmzeit.
Simulationen von Erdsystem-Modellen auf Hochleistungsrechnern werden mit geophysikalischer Feldarbeit zu modernen Analogen geologischer Treibhausgasaustritte und mit hochauflösenden Analysen sedimentologischer und paläozeanographischer Proxies kombiniert, um die relevanten Ozeanprozesse in erdgeschichtlichen Phasen mit Klimaerwärmung zu bestimmen.
