Am Mensch vorbei geplant: Studie der Universität Hohenheim kritisiert Küstenschutz-Konzept der indonesischen Tsunami-Region.
35 Meter hohe Flutwellen, Zerstörungen bis weit ins Landesinnere, 150.000 Tote allein in Indonesien: So die Bilanz des Monster-Tsunamis vom 26. Dez. 2004. Als neuen Schutz ließen die Regierung Indonesiens und internationale Hilfsorganisationen Schutzstreifen aus schnellwachsenden Gehölzen und Mangrovenwälder entlang der Küste pflanzen: Die Bäume sollen die Wucht künftiger Flutwellen abmildern. Doch die Bevölkerung untergräbt das Konzept – aus verständlichen Gründen. Zu diesem Schluss kommt eine aktuelle Studie der Universität Hohenheim. Ihr Lösungsvorschlag: Nutzbaum-Plantagen, die den Fischerdörfern ein Zusatzeinkommen bieten und barrierefreie Felder für die Flucht ins Hinterland.
Die Bevölkerung entlang der indonesischen Küste lebt überwiegend vom Fischfang und der Landwirtschaft. Nach dem großen Tsunami verlegte die Regierung in Zusammenarbeit mit internationalen Hilfsorganisationen ihre Siedlungen weiter ins Landesinnere, ließ Schutzwälle bauen und Schutzstreifen aus schnellwüchsigen Gehölzen und Mangrovenwälder pflanzen.
„Letzteres war falsch“, urteilt Prof. Dr. Georg Cadisch von der Universität Hohenheim. „Diese künstlichen Schutzstreifen trennen die Menschen von ihrer Lebensgrundlage, dem Meer, und bieten aber gleichzeitig keine Alternative.“ Die Folge: Langsam wachsen die Dörfer wieder dem Meer entgegen.
Der Agrarökologe hat nichts gegen Bäume als natürlichen Schutzwall. Aber: „Wirklich sinnvoll sind nur Bäume, die der Bevölkerung einen wirtschaftlichen Nutzen bringen.“ Für ihn und seinen Mitarbeiter Juan Carlos Laso Bayas kommen deshalb Kokos-, Kakao-, oder Kautschukplantagen in Frage. Davon könnten die Menschen leben und sie würden die Bäume dann auch pflegen.
Fluchtwege hinter dem Schutzwall müssen frei bleiben
Tatsächlich seien Schutzwälle aus Bäumen jedoch nur ein kleiner Baustein eines sinnvollen Gesamtkonzepts. „Unsere Modellrechnung zeigt, dass dadurch bei einem neuerlichen Riesen-Tsunami die Zahl der Todesopfer nur um drei bis acht Prozent sinkt“, erklärt Prof. Dr. Cadisch.
Um den Schutz der Bevölkerung noch zu erhöhen, müssten die Fluchtwege ins Landesinnere frei sein. Prof. Dr. Cadisch empfiehlt daher landeinwärts hinter den Dörfern keine Wälder, sondern offene Felder mit Nahrungspflanzen wie Reis oder Erdnüsse: „Die sind einfacher zu überwinden, wenn es schnell gehen muss.“
Ein gute räumliche Planung sei in solchen Fällen besonders wichtig: „Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass dichte hohe Vegetation nicht nur Fluchtwege versperrt. Die umgeknickten Bäume spicken die Flutwelle auch noch mit Trümmerholz, das die fliehende Bevölkerung zusätzlich gefährdet“ erklärt Laso Bayas.
Frühwarnsystem bleibt unverzichtbar
Das aber könne nur funktionieren, wenn die Menschen lernten, die Zeichen der Natur richtig zu deuten. Das könne man aber nicht voraussetzen: „Die Bevölkerungszahl in den Küstenregionen wächst sehr schnell. Viele Menschen wandern aus anderen Gegenden zu“, zitiert Laso Bayas aus seinen Untersuchungen. „Die Zuwanderer wissen zu wenig über das Meer, um früh genug zu erkennen, ob ein Tsunami droht. Denn wenn sich die See zurückzieht, ist es oft schon zu spät.“
Ein Tsunami-Frühwarnsystem mit speziellen Bojen auf hoher See ist also trotz üppiger Küstenvegetation unverzichtbar für den Küstenschutz.
Publikation der Studie
Laso Bayas, J.C., Marohn, C., Dercon, G., Dewi, S., Piepho, H.P., Joshi, L., van Noordwijk, M. und Cadisch, G. (2011) Influence of coastal vegetation on the 2004 tsunami wave impact in west Aceh. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108(46): p. 18612-18617.
Text: Weik / Klebs
Florian KlebsPresse- und ÖffentlichkeitsarbeitUniversität Hohenheim
Obwohl viele Entwicklungsländer reich an Rohstoffvorräten sind, führt dieser Reichtum oft weder zu Wirtschaftswachstum noch verbesserten Lebensbedingungen. Welche Verteilung von Kosten und Nutzen der Rohstoffausbeutung sieht das transnationale Rohstoffrecht vor? Kann es zu gerechterer Verteilung beitragen und verhindern, dass Investoren und Konsumenten der Hocheinkommensländer auf Kosten der ärmsten Bevölkerungen von den Rohstoffen der Welt profitieren? Die Frankfurter Juniorprofessorin Dr. Isabel Feichtner untersucht die Verteilungsgerechtigkeit im Rohstoffrecht und berichtet über ihre ersten Recherchen zu diesem Projekt im Wissenschaftsmagazins Forschung Frankfurt (Heft 3/2011).Via Informationsdienst Wissenschaft
Rohstoffe sind Bestandteil vieler hochwertiger technologischer Gegenstände, die überwiegend in Hocheinkommens- und Schwellenländern produziert und massenhaft konsumiert werden, aber selten in den Entwicklungsländern, wo viele dieser Rohstoffe lagern. Der Kampf um den Zugang zu Rohstoffvorkommen wird häufig ohne Rücksicht auf Nachhaltigkeit ausgetragen. Korruption und Bestechung sowie die illegale Ausbeutung sind eher die Regel als die Ausnahme. Schließlich sind es auch die Menschen in den ärmsten Ländern, die am meisten unter Preisschwankungen im Rohstoffsektor leiden. Besonders extreme Preisschwankungen sind seit einigen Jahren zu beobachten. Als Grund dafür gilt nicht nur das Wechselspiel von Angebot und Nachfrage, sondern auch die zunehmende Finanzspekulation auf dem Rohstoffmarkt.
„Diese für die Rohstoffwirtschaft typischen Spannungslagen provozieren Fragen, wie sowohl der Zugang als auch Kosten und Nutzen besser verteilt werden können. Ressourcenknappheit, steigender Verbrauch und Klimawandel spitzen die aktuellen Diskussionen um Entwicklungsperspektiven der ärmeren Weltregionen und um Definitionen sozialen Fortschritts zu“, so Feichtner. Darüber hinaus wirft die Geschichte der Industrialisierung und Kolonialisierung Fragen nach der Verantwortlichkeit des Nordens auf. Und auch der Umstand, dass die Rohstoffausbeutung in Entwicklungsländern oft hohe soziale Kosten verursacht, während sie vor allem dem Konsum in Industrienationen und Schwellenländern dient, rückt globale Gerechtigkeit und Verantwortlichkeit in den Fokus.
„Das Recht verhält sich zu diesen Fragen nicht neutral. Vielmehr kann das Rohstoffrecht als Antwort auf den Wettbewerb um Zugang zu Rohstoffen, auf den Kampf um Verteilung aus der Rohstoffwirtschaft resultierender Kosten und Nutzen verstanden werden. Das Recht präsentiert keine einheitliche Antwort, sondern spiegelt die Vielzahl der Akteure und die Unterschiedlichkeit ihrer Interessen wider“, erläutert die Rechtswissenschaftler, die seit 1. Januar 2011 die Juniorprofessur „Law and Economics“ am House of Finance der Goethe-Universität inne hat. Um beurteilen zu können, welche Akteure und welche Interessen sich durchzusetzen vermögen und welchen Stellenwert dabei verschiedene Vorstellungen oder Theorien von Entwicklung einnehmen, will Feichtner die relevanten Normen und Normsetzungsprozesse genau unter die Lupe nehmen.
Dabei wählt die Juristin die Perspektive des transnationalen Rechts. „Das bedeutet, dass der analyserelevante Rechtskorpus aus allen Normen besteht, die auf diesen transnationalen Sachverhalt Anwendung finden. Die Analyse beschränkt sich also nicht auf ein bestimmtes Rechtsregime, wie das Welthandelsrecht, oder einzelne Institutionen, wie Investitionsschiedsgerichte oder die Weltbank. Bei den relevanten Rechtsnormen handelt es sich nicht nur um nationale, regionale und internationale Normen, sondern auch um nichtbindende, freiwillig eingegangene Verpflichtungen von Staaten und Industrie, die aus sogenannten Multistakeholder Initiativen von Regierungen, Zivilgesellschaft und Industrie hervorgehen“, ergänzt Feichtner. Beispiele für solche Initiativen sind der „Kimberley Process“, der sich gegen den illegalen Diamantenhandel von Rebellen richtet, oder die „Extractive Industries Transparency Initiative“, die fordert, dass Investoren ihre Zahlungen an Gaststaaten offenlegen, um damit größere Transparenz bei den Einkünften aus der Ressourcenausbeutung zu erreichen.
Die Rechtsbeziehungen zwischen den rohstoffimportierenden und –exportierenden Staaten sind bis heute vom postkolonialen Völkerrecht geprägt. Beispiele sind das internationale Investitionsschutzrecht oder die Resolution der UN-Generalversammlung zur Souveränität der Staaten über ihre natürlichen Ressourcen. Nach der scharfen Kritik an der neoliberalen Politik der internationalen Finanzinstitutionen beherrschen jetzt Begriffe wie „good governance“, „ownership“ und Nachhaltigkeit die internationale Diskussion. Außerdem scheinen Rohstoffexporteure und –importeure seit einiger Zeit ihr gemeinsames Interesse auf eine stärke Regulierung der Märkte zu richten: Dieses „entpersonalisierte Schreckgespenst“ lasse Rohstoffpreise unkontrollierbar in die Höhe schnellen und wieder fallen. Feichtner weist darauf hin, dass auch die Märkte ein Produkt des Rechts seien und damit nicht den Verantwortlichkeiten echter Akteure entzogen. „Die Rechtswissenschaftler stehen in der Verantwortung, den Beitrag des Rechts zu den globalen Verteilungsungerechtigkeiten, die sich im Bereich der Rohstoffwortschaft ganz besonders deutlich zeigen, zu (er)klären“, schließt die Frankfurter Juniorprofessorin in ihrem Beitrag im Wissenschaftsmagazin Forschung Frankfurt, in dessen jüngster Ausgabe die Aktivitäten der Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler im Zentrum stehen.
Ulrike JaspersMarketing und KommunikationGoethe-Universität Frankfurt am Main
Kieler Geophysiker untersuchen Kontinentalhänge in der Straße von Messina
- Gemeinsame Pressemitteilung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) und des Kieler Exzellenzclusters "Ozean der Zukunft" -
Geophysiker des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) und des Kieler Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ untersuchen von Ende Dezember 2011 bis Mitte Januar 2012 mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR die Ursachen für Erdbeben und Tsunamis an den Kontinentalhängen des Mittelmeeres vor dem südlichen Italien. Die genauere Kenntnis dieser Prozesse soll künftig dabei helfen, die Risiken solcher Naturkatastrophen besser abschätzen zu können.
Am 28. Dezember 1908 bebte in Italien die Erde. Kurze Zeit später überrollte ein Tsunami die Südküste Italiens. Über 80.000 Menschen starben in der Region um die Hafenstadt Messina. Doch das Messina Erdbeben ist nur eines von vielen Beispielen für Naturkatastrophen, die sich in der Region immer wieder ereignen. Schätzungsweise zehn Prozent aller Tsunamis weltweit ereignen sich im Mittelmeer. Die Kontinentalhänge vor dem südlichen Italien liegen an sich aufeinander zubewegenden Erdplatten. Das hat häufige Vulkanausbrüche und Erdbeben zur Folge. Bislang ist jedoch unklar, ob die entstehenden Tsunamis von großen Hangrutschungen oder von der vertikalen Bewegung des Meeresbodens an Störungen ausgelöst werden. Auch die Häufigkeit von Hangrutschungen ist bislang unbekannt. „Um die Ursachen solcher Katastrophen besser nachvollziehen zu können, wollen wir das Gebiet gründlicher untersuchen und Daten über seismische Aktivitäten und die Struktur des Sediments gewinnen“, benennt Professor Dr. Sebastian Krastel vom Kieler Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) die Ziele einer Expedition mit dem deutschen Forschungsschiff METEOR, die von Ende Dezember 2011 bis Mitte Januar 2012 in die Gewässer vor der südlichen Küste Italiens führt. Professor Krastel leitet im Kieler Exzellenzcluster „Ozean der Zukunft“ eine Arbeitsgruppe, die sich speziell mit submarinen Naturgefahren befasst.
Während der Ausfahrt wollen die Wissenschaftler den Meeresboden in drei Gebieten, der Straße von Messina, vor dem östlichen Sizilien und im Gioia Becken, untersuchen. Dazu nutzen sie ein am IFM-GEOMAR entwickeltes Seismik-System, das 3D-Abbilder von der Schichtung des Meeresbodens erstellen kann. Zusätzlich werden sie Sedimentproben vom Meeresboden nehmen. Mit Hilfe der Daten wollen die Forscher Erkenntnisse über die Position und den Charakter vulkanischer und nicht-vulkanischer Hangrutschungen sammeln und Bruchstellen im Gestein identifizieren, die häufig mit Erdbeben einhergehen. Unterstützt werden Professor Dr. Krastel und sein Team dabei von italienischen Kooperationspartnern, deren Untersuchungen zur Topographie des Meeresbodens in der Region die Grundlage für die Auswahl der drei Forschungsgebiete waren.
„Oft hat man den Eindruck Naturkatastrophen wie Tsunamis geschehen nur am anderen Ende der Welt. Doch auch in Europa gibt es ein Gefahrenpotential, das wir besser kennen und verstehen müssen. Immerhin leben 160 Millionen Menschen an den Mittelmeerküsten und jedes Jahr machen 140 Millionen Menschen an diesen Küsten Urlaub“, betont der Kieler Geophysiker.
Friederike BalzereitKieler Exzellenzcluster Ozean der ZukunftChristian-Albrechts-Universität zu Kiel
Einer Gruppe um Forscher der Technischen Universität München (TUM) ist es als ersten gelungen, mit Labormessungen die Schwankungen der Erdachse zu bestimmen. Sie haben dazu in einem Untergrundlabor den weltweit stabilsten Ringlaser konstruiert, an dessen Verhalten sie Veränderungen der Erdrotation ablesen. Bislang können Wissenschaftler auf die Wanderungen der Polachse nur indirekt über die Richtung zu Fixpunkten im All schließen. Die Lage der Achse und die Drehgeschwindigkeit zu messen, ist Voraussetzung für die exakte Bestimmung einzelner Punkte auf der Erde, etwa für moderne Navigationssysteme. Die American Physical Society hat die Arbeit als Exceptional Research Spotlight eingestuft.
Die Erde schlingert. Wie bei einem Brummkreisel, den man antippt, schwankt die Lage ihrer Rotationsachse im Raum, weil die Gravitation von Sonne und Mond auf sie wirkt. Gleichzeitig ändert sich auch die Position der Rotationsachse auf der Erde permanent: Zum einen verursachen Ozeanbewegungen, Wind und Luftdruck eine Bewegung der Pole, die rund 435 Tage dauert – ein nach seinem Entdecker „Chandler Wobble“ getauftes Phänomen. Zum anderen ändert sich die Position im Laufe eines Jahres, weil die Erde auf einer elliptischen Bahn um die Sonne rast – der „Annual Wobble“. Die beiden Effekte ergeben eine unregelmäßige Wanderung der Erdachse auf einer kreisähnlichen Linie mit einem Radius von maximal sechs Metern.
Diese Schwankungen zu erfassen, ist entscheidend für ein zuverlässiges Koordinatensystem und damit für den Betrieb von Navigationssystemen oder die Vorhersage von Bahnen in der Raumfahrt. „Einen Punkt für die GPS-Ortung zentimetergenau zu bestimmen, ist ein hochdynamischer Vorgang – schließlich bewegen wir uns in unseren Breiten pro Sekunde um circa 350 Meter nach Osten“, sagt Prof. Karl Ulrich Schreiber, der in der Forschungseinrichtung Satellitengeodäsie der TUM das Projekt geleitet hat. Bislang sind weltweit 30 Radioteleskope im Einsatz, um die Lage der Achse im Raum und die Drehgeschwindigkeit der Erde in einem aufwendigen Prozess zu berechnen. Abwechselnd messen acht bis zwölf von ihnen jeden Montag und Donnerstag die Richtung zu bestimmten Quasaren. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich die Position dieser Galaxiekerne nicht ändert und sie deshalb als Fixpunkte dienen können. An dem Verfahren beteiligt ist das Geodätische Observatorium Wettzell, das die TU München und das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) betreiben.
Mitte der 90er Jahre haben sich Wissenschaftler von TUM und BKG gemeinsam mit Forschern der neuseeländischen University of Canterbury vorgenommen, eine Methode zu entwickeln, die eine weniger aufwendige und eine kontinuierliche Bestimmung des Chandler und des Annual Wobble ermöglicht. „Außerdem wollten wir mit einer Alternative systematische Fehler ausschließen“, sagt Schreiber. „Schließlich wäre es ja möglich, dass die angenommenen Fixpunkte gar keine sind.“ Die Wissenschaftler hatten die Idee, zu diesem Zweck einen Ringlaser zu konstruieren, wie er in Flugzeugen zur Navigation verwendet wird – nur millionenfach genauer. „Damals sind wir beinahe ausgelacht worden, weil dies kaum jemand für möglich hielt“, erzählt Schreiber.
Doch Ende der 90er Jahre ging auf dem Gelände des Wettzeller Observatoriums der heute weltweit stabilste Ringlaser in Bau. Zwei Lichtstrahlen durchlaufen in entgegengesetzten Richtungen eine quadratisch angeordnete Bahn mit Spiegeln in den Ecken, die in sich geschlossen ist (daher die Bezeichnung Ringlaser). Dreht sich eine solche Apparatur, hat der Laserstrahl in der Drehrichtung einen längeren Weg als der gegenläufige. Die Strahlen passen daraufhin ihre Wellenlänge an, die optische Frequenz ändert sich. Aus dieser Differenz kann man auf die Drehgeschwindigkeit schließen. In Wettzell dreht sich nicht der Ringlaser selbst, sondern nur die Erde. Die vier mal vier Meter lange Konstruktion ist in einem massiven Betonpfeiler verankert, der wiederum in rund sechs Metern Tiefe auf massiven Fels der Erdkruste gegründet ist, damit ausschließlich die Erdrotation auf die Laserstrahlen wirkt.
Wie die Drehung der Erde das Licht beeinflusst, ist abhängig vom Standort des Lasers: „Stünden wir am Pol, wären Drehachse der Erde und Drehachse des Lasers identisch und wir würden die Drehgeschwindigkeit eins zu eins sehen“, erklärt Schreiber. „Am Äquator dagegen würde der Lichtstrahl gar nicht merken, dass sich die Erde dreht.“ Die Wissenschaftler müssen deshalb die Position des Wettzeller Lasers auf dem 49. Breitengrad berücksichtigen. Ändert sich nun die Achse der Erdrotation, ändert sich auch das, was die Forscher von der Drehgeschwindigkeit sehen. Die Veränderungen im Verhalten des Lichts zeigen also die Schwankungen der Erdachse an.
„Das Prinzip ist einfach“, sagt Schreiber. „Die große Schwierigkeit bestand darin, den Laser so stabil zu halten, dass wir ein solch schwaches geophysisches Signal störungsfrei messen können – und das über Monate.“ Das heißt, die Wissenschaftler mussten Änderungen in den Frequenzen ausschließen, die nicht von der Drehbewegung der Erde, sondern von Umwelteinflüssen wie Luftdruck und Temperatur herrühren. Ihre wichtigsten Instrumente: eine Glaskeramikplatte und eine Druckkabine. Auf die neun Tonnen schwere Platte aus Zerodur haben die Forscher den Ringlaser montiert, auch die balkenartigen Halterungen wurden aus dem Werkstoff gefertigt. Dieser hat den großen Vorteil, auf Temperaturänderungen kaum zu reagieren. Geschützt wird die Konstruktion durch die Druckkabine. Sie registriert Änderungen des Luftdrucks und der Temperatur von 12 Grad und steuert automatisch gegen. Um solche Einflüsse von vornherein gering zu halten, liegt das Labor in fünf Metern Tiefe, nach oben hin isoliert mit Schichten aus Styrodur und Ton sowie einem vier Meter hohen Erdhügel. Die Wissenschaftler müssen durch einen 20 Meter langen Tunnel mit fünf Kühlraumtüren und einer Schleuse gehen, um zum Laser zu gelangen.
Unter diesen Bedingungen ist es den Forschern gelungen, die aus den Messungen der Radioteleskope stammenden Daten zur Ausprägung des Chandler Wobble und des Annual Wobble zu bestätigen. Ihr nächstes Ziel ist nun zum einen, die Genauigkeit der Konstruktion so zu erhöhen, dass sie Veränderungen der Erdrotationsgeschwindigkeit eines einzelnen Tages erfassen kann. Zum anderen wollen sie Ringlaser für einen dauerhaften Betrieb rüsten, bei dem die Apparatur auch über Jahre keine Abweichungen produziert. Karl Ulrich Schreiber: „Salopp gesagt: Wir wollen künftig mal eben in den Keller gehen können und nachschauen, wie schnell sich die Erde gerade dreht.“
Publikation:
Schreiber, K. U.; Klügel, T.; Wells, J.-P. R.; Hurst, R. B.; Gebauer, A.: How to detect the Chandler and the annual wobble of the Earth with a large ring laser gyroscope; Physical Review Letters, Vol. 107, Nr. 17, EID 173904, American Physical Society, ISSN 0031-9007, DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.173904, 2011
Exceptional Research Spotlight der American Physical Society:
http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.107.173904
Dr. Ulrich MarschCorporate Communications CenterTechnische Universität München
Langlebige Transurane lassen sich durch Beschuss mit Neutronen in radioaktive Elemente mit deutlich kürzerer Halbwertszeit umwandeln. Dazu benötigt man Beschleuniger, an deren Entwicklung auch Physiker der Goethe-Universität beteiligt sind. Im belgischen Mol laufen die Vorbereitungen für den Bau einer europäischen Demonstrationsanlage.via Informationsdienst Wissenschaft
Global gesehen ist in den nächsten Jahrzehnten mit einem massiven Ausbau der Kernenergie zu rechnen, so dass der radioaktive Abfall weiter anwachsen wird. Eine vielversprechende Möglichkeit, die extrem langen Halbwertszeiten von einigen Millionen Jahren auf wenige Hundert Jahre zu verkürzen, ist die Transmutation: Durch die Bestrahlung mit schnellen Neutronen können Transurane wie Plutonium in Elemente mit einer kürzeren Halbwertszeit umgewandelt werden. Physiker des Instituts für Angewandte Physik der Goethe-Universität beteiligten sich führend an der Konstruktion eines Beschleunigers, der die dazu benötigten Neutronen auf wirtschaftliche Weise erzeugt. Darüber berichtet Privatdozent Dr. Holger Podlech in der soeben erschienenen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Forschung Frankfurt /3/2011).
Unter den radioaktiven Abfällen stellen die Transurane das größte Gefahrenpotenzial dar: Sie sind chemisch hochgiftig und ihre Strahlung zerstört biologisches Gewebe. Unbehandelte abgebrannte Brennelemente müssen dementsprechend für Millionen von Jahren endgelagert werden. Allerdings gibt es weltweit kein einziges genehmigtes Endlager, noch ist die gesellschaftliche Akzeptanz dafür gegeben. Eine Lösung könnte die Transmutation sein: Bestrahlt man nämlich die Transurane mit schnellen Neutronen, werden sie in wesentlich kurzlebigere Isotope umgewandelt.
„Neutronen sind gewissermaßen der Schlüssel zur modernen Alchimie. Wir wandeln nicht Metalle in Gold um, sondern hochtoxische in weniger toxische radioaktive Elemente“, erläutert Privatdozent Holger Podlech. „Die sind dann nicht gefährlicher als natürlich vorkommendes Uranerz.“ Die Lagerzeit kann entsprechend um einen Faktor 10.000 verkürzt werden, was die Zeitskala von geologischen zu historischen Dimensionen verschiebt. Darüber hinaus können die transmutierten radioaktiven Elemente erneut zur Energiegewinnung genutzt werden, was einen nachhaltigen Umgang mit den knapper werdenden Ressourcen ermöglicht.
Wie ein geeigneter Reaktor samt Beschleuniger für die Transmutation beschaffen sein muss, ist in den letzten Jahren im Rahmen der Europäischen Studie EUROTRANS untersucht worden. Seit März 2011 laufen die dreijährigen Vorbereitungen für den Bau der Demonstrationsanlage im belgischen Mol. Es handelt sich um einen supraleitenden Linearbeschleuniger von 250 Metern Länge und einer Beschleunigungsspannung von 600 Millionen Volt. Das Institut für Angewandte Physik der Goethe-Universität ist als weltweit führendes Labor für Niederenergie-Beschleuniger verantwortlich für die Entwicklung des 17 Mega-Elektronen-Volt Injektors, in dem die Neutronen erzeugt werden. Dieses MYRRHA (Multi Purpose Hybrid Reactor for High Tech Applications) genannte Projekt mit Baukosten von einer Milliarde Euro soll die großtechnische Machbarkeit der Transmutation zeigen. Eine zukünftige industrielle Transmutationsanlage (EFIT, European Facility for Industrial Transmutation) hätte etwa die zehnfache Leistung und könnte den Abfall von bis zu zehn Kernkraftwerken gleichzeitig entsorgen.
In Internet: http://www.forschung-frankfurt.uni-frankfurt.de/2011/index.html
Informationen: Privatdozent Dr. Holger Podlech, Institut für Angewandte Physik, Campus Riedberg, Tel: (069) 798- 47453; H.Podlech(at)iap.uni-frankfurt.de
Kostenlose Bestellung der Printausgabe per Mail an: ott(at)pvw.uni-frankfurt.de
Dr. Anne HardyMarketing und KommunikationGoethe-Universität Frankfurt am Main
RWTH-Hydrogeologen schließen eine römische Quelle unter dem Dom endgültig aus
Die Dom- oder Münsterquelle hat es nie gegeben. Diese irrtümliche Annahme, die auf den Funden einer römischen Badeanlage beim Neubau der Ungarnkapelle 1755 beruht, wurde nunmehr widerlegt. Wie Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Thomas R. Rüde vom Lehr- und Forschungsgebiet Hydrogeologie im gerade erschienen Band 1 der Aachener Stadtgeschichte darlegt, konnten Bohrungen während der Restaurierungsarbeiten am Dom in den letzten beiden Jahren eindeutig nachweisen, dass die Thermalwasser führenden Kalksteinschichten über 7 Meter unter dem Fußboden des Domes und mehr als 4 Meter unter dem Bodenniveau der Römer lagen. „Es ist demnach unmöglich, dass unter der Ungarnkapelle jemals eine Thermalquelle gewesen ist, die die Römer hätten fassen können“, schreibt Lydia Seiffert dazu in ihrer Bachelor-Arbeit „Oberflächennahe Gesteine unter dem Dom zu Aachen und die Frage der thermalen Domquelle“.
Beim Neubau der Ungarnkapelle 1755 waren im Untergrund römische Mauerreste entdeckt worden. Nachdem lange über eine Zuordnung dieser Funde gerätselt worden war, interpretierte 1952/53 Hans Christ diese Funde als eine römische Quellfassung, von der aus benachbarte Badehäuser mit Wasser versorgt worden sein sollen. Erst im Zuge der archäologischen Grabungen unter der Bodenplatte des Oktogons und damit an der Thermalanlage unter dem Dom in den Jahren 2007 bis 2009 konnten auch geologische Untersuchungen dazu vorgenommen werden. Insgesamt wurden 13 Bohrungen im Umgang des Oktogons abgeteuft. Dabei konnten frühere Forschungen bestätigt werden, dass nämlich unter dem Dom durchaus Kalksteinbänke liegen, die bisher nur unter der Chorhalle bekannt waren. „Nur dort trifft man auf den Hauptquellenkalkzug, aus dem an anderen Stellen in Aachen Termalquellen hervortreten“, erläutert Lydia Seiffert. Die Kalksteine unter dem Oktogon werden aber von anderen Ablagerungen bedeckt - das Thermalwasser verblieb deshalb tief im Boden. Das erstmals sicher unter dem Oktogon an einer Stelle nachgewiesene Thermalwasser wurde erst in einer Tiefe von 7,23 Meter zur Fußbodenoberkante des Domes und damit 4,80 Meter unter Bezugsniveau der Römer erbohrt. „Es liegt viel zu tief unter dem Boden, um von den Römern genutzt worden zu sein“, schlussfolgert Lydia Seiffert.
Die römischen Funde unter der Ungarnkapelle erweisen sich nach den jüngsten archäologischen Interpretationen vielmehr als ein Hypokaustum - eine Art Fußbodenheizung, mit der etwa der Ruheraum eines Badekomplexes beheizt wurde. Aufgrund von archäologisch seit dem späten 19. Jahrhundert gesicherten Rohrleitungen nehmen die Experten um den Stadtarchäologen Andreas Schaub inzwischen an, dass die Münsterthermen von der höher gelegenen Quirinusquelle gespeist wurden. „Damit decken sich die Ergebnisse von Archäologie und Geologie“, fasst Professor Rüde zusammen. „Eine Domquelle hat es leider nie gegeben.“
via Informationsdienst WissenschaftThomas von SalzenPressestelleRheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Tübingen sowie der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung belegt mit 3D-Rekonstruktionen Unterschiede in der Gehirnform hinsichtlich des Geruchssinnes.
Unabhängig voneinander haben Neandertaler und der moderne Mensch Gehirne gleicher Größe entwickelt. Allerdings weisen Unterschiede der Gehirnform auf einen unterschiedlichen Hirnaufbau hin, der Auswirkungen auf Verhalten und Wahrnehmung haben kann. Ein internationales For-scherteam hat modernste medizinische bildgebende Methoden und Techniken der dreidimensionalen Computerrekonstruktion (3D-Morphometrie) eingesetzt, um die inneren Strukturen fossiler menschlicher Schädel zu erschließen. Dadurch konnte anhand der anatomischen Form der Schädelbasis auch die Gehirnform erkannt werden. Die Arbeiten wurden unter der Leitung des Spanischen Museums für Naturwissenschaften und mit Beteiligung von Prof. Dr. Katerina Harvati von der Universität Tübingen und dem dort angesiedelten Senckenberg Center for Human Evolution and Paleoecology durchgeführt. Sie werden in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht (DOI 10.1038/ncomms1593)
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Die Analysen zeigen, dass sowohl die für Sprachfähigkeit, Gedächtnis und soziale Fähigkeiten wichtigen Gehirnregionen, als auch die für den Geruchssinn verantwortliche Region, der Riechkolben (Bulbus olfactorius), beim Homo sapiens größer sind als bei Neandertalern. „Die Gehirnstrukturen, die Geruchsinformationen empfangen, sind bei Homo sapiens ungefähr 12 Prozent größer als bei Neandertalern“, stellen die Autoren fest. Diese Ergebnisse könnten wichtige Anhaltspunkte hinsichtlich des Geruchsvermögens und des menschlichen Verhaltens ergeben.
Der Geruchssinn ist einer der ältesten Sinne in der Entwicklungsgeschichte der Wirbeltiere. Während die Umweltinformationen zu den anderen Sinnen im Gehirn erst durch kortikale Filter dringen müssen, gelangen Geruchsinformationen ohne Umweg direkt zu den höchsten Gehirnregionen, die für die Verarbeitung von Gefühlen, Ängsten, Erinnerungen, Vergnügen und sexuelle Anziehung verantwortlich sind.“ Der Geruchssinn ist mehr als alle anderen Sinne direkt mit Erinnerungen verbunden. Dies erklärt, warum bestimmte Gerüche sofort starke Gefühle in Bezug auf vergangene Ereignisse oder bestimmte Personen hervorrufen”, erklärt Katerina Harvati.
Die Größenzunahme in den für das Geruchsvermögen zuständigen Gehirnregionen beim Homo sapiens kann auf einen verbesserten Geruchssinn hinweisen, der wiederum mit der Entwicklung sozialer Fähigkeiten, wie z. B. der Wahrnehmung familiärer Zusammengehörigkeit, des verstärk-ten Gruppenzusammenhaltes und sozialen Lernens, in engem Zusammenhang steht. “Im Ge-gensatz zu anderen Säugetierarten, wurde das Geruchsvermögen bei Primaten und Menschen bisher als ein relativ unbedeutender Wahrnehmungssinn angesehen. Unsere Untersuchungen zeigen, dass die Bedeutung des Geruchssinnes in der Entwicklung unserer eigenen Art, vor allem hinsichtlich der sozialen Evolution, neu beurteilt werden muss“, ergänzt Harvati.
Michael SeifertHochschulkommunikationEberhard Karls Universität Tübingen
Wechsel zwischen Gleiten und Verhaken in der San Andreas-Verwerfung
Geophysiker aus Potsdam haben einen Wirkungsmechanismus nachgewiesen, der die ungleichmäßige Verteilung von starken Erdbeben in der San Andreas-Verwerfung erklären kann. Wie das Wissenschaftsmagazin „Nature“ in seiner neuesten Ausgabe berichtet, untersuchten sie dazu die elektrische Leitfähigkeit des Gesteins bis in große Tiefen, die eng mit dem Wassergehalt der Gesteine verbunden ist. Aus dem Muster von Leitfähigkeit und seismischer Aktivität ließ sich folgern, dass Gesteinswässer wie ein Schmiermittel wirken.
Jährlich wandert Los Angeles rund sechs Zentimeter auf San Francisco zu, weil die Pazifische Platte, auf der Los Angeles sitzt, sich nach Norden bewegt, parallel zur Nordamerikanischen Platte mit San Francisco. Das jedoch ist nur der Mittelwert. In einigen Bereichen der Verwerfung ist diese Bewegung fast stetig, während sich andere Bereiche verhaken, um sich dann mit starken Erdbeben ruckartig um mehrere Meter gegeneinander zu verschieben. Beim San Francisco-Erdbeben von 1906 wurde dieser schlagartige Versatz auf sechs Meter berechnet.
Die San Andreas-Verwerfung wirkt als Nahtstelle der Erde durch die gesamte Erdkruste bis in den Erdmantel hinein. Den Geophysikern vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ ist es gelungen, diese Grenzfläche bis in große Tiefen abzubilden und einen Zusammenhang zwischen Vorgängen in der Tiefe und den Prozessen an der Erdoberfläche herzustellen. „Im Abbild der elektrischen Leitfähigkeit wird deutlich, dass Gesteinswässer aus Tiefen des oberen Erdmantels, d.h. zwischen 20 und 40 Kilometern bis in oberflächennahe Bereiche des kriechenden Teils der Verwerfung eindringen können, während diese Wässer in den anderen Bereichen von einer undurchlässigen Deckschicht am Aufstieg gehindert werden“, sagt dazu Dr. Oliver Ritter vom GFZ. „Wo Fluide aufsteigen können, wird ein Gleiten der Platten begünstigt.“
Diese Ergebnisse legen nahe, dass es auch in der Tiefe große Unterschiede in den mechanischen und stofflichen Eigenschaften entlang der Störung gibt. So scheinen die sogenannten Tremor-Signale an Bereiche unterhalb der San Andreas Verwerfung gekoppelt zu sein, in denen die Fluide eingeschlossen sind. Mit Tremor werden niederfrequente Erschütterungen bezeichnet, die nicht mit Bruchvorgängen einhergehen, wie sie für normale Erdbeben typisch sind. Die Beobachtungen stützen die Annahme, dass Fluide bei der Entstehung von Erdbeben eine wichtige Rolle spielen.
M. Becken et al., “Correlation between deep fluids, tremor and creep
along the central San Andreas fault”, Nature No. 480, Dez. 2011, pp. 87-90
http://dx.doi.org/10.1038/nature10609
Dipl.Met. Franz Ossingvia Informationsdienst Wissenschaft
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
