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Im Jahre 1958, 46 Jahre nach der Entdeckung der kosmischen Strahlung durch Hess, detektierten Kulikov und Khristiansen das sogenannte „Knie“ im Spektrum der kosmischen Strahlung, welches mit einer Veränderung im Index des Potenzgesetzes verknüpft ist. Viele Jahrzehnte vergingen bis im Jahre 2003 durch das KASCADE Experiment post hoc klargestellt werden konnte, dass dieses Knie durch eine Veränderung in den Spektren der leichten Massengruppen verursacht wird. Die Kenntnis von der Komposition der kosmischen Strahlung sowie der Existenz spezifischer Strukturen im Energiespektrum im Bereich des Knies ist von fundamentaler Bedeutung für das Verständnis von Dingen wie zum Beispiel dem Übergang von kosmischer Strahlung galaktischen zu extragalaktischen Ursprungs, oder deren Beschleunigung und Propagation im Allgemeinen. Das KASCADE-Grande Experiment, eine Erweiterung des ursprünglichen KASCADE Experiments, ist der Messung der Energiespektren einzelner Elementgruppen der kosmischen Strahlung, im Bereich einer oder zweier Größenordnungen höherer Energien als dessen Vorgänger, gewidmet. Es werden dabei Energien von 1016 eV bis 1018 eV abgedeckt. Das Experiment ermöglicht es dadurch die Existenz eines vermuteten zweiten Knies im Bereich von 1017 eV zu verifizieren. Die Bestimmung der Energiespektren verschiedener Massengruppen der kosmischen Strahlung durch Anwendung von Entfaltungsmethoden auf den KASCADE-Grande Messdatensatz ist das Hauptziel dieser Dissertation. Diese Analyse ergibt deutliche Hinweise auf die Existenz einer knieähnlichen Struktur im Spektrum der schweren Massengruppe (repräsentiert durch Eisen) bei Energien von ungefähr 8 * 1016 eV. Zum ersten Mal wurde experimentell nachgewiesen, dass ein zweites Knie existiert und mit einer Änderung im Spektrum der schweren Massengruppen verknüpft ist. Diese Erkenntnis trägt maßgeblich zu unserem Verständnis von der Physik der kosmischen Strahlung bei.

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