Für die Erforschung der Methandynamik im Ozean und des biogeochemischen Effektes des zurückweichenden arktischen Meereises erhielt Boetius die Auszeichnung der Copernicus-Gesellschaft. Diese ehrt damit jedes Jahr herausragende Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Geowissenschaften oder der Astronomie. Von der Braunschweigischen Wissenschaftlichen Gesellschaft erhielt die Tiefseeforscherin die Friedrich-Gauß-Medaille. In der Laudatio von Prof. Dr. Antje Schwalb (TU Braunschweig) hieß es, Boetius baue Brücken zwischen Biologie, Chemie und Geowissenschaften.

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