Archiv der Kategorie: Wissenschaft

In der Wissenschaft wird fleißig gearbeitet und geforscht, jedoch braucht es ab und an auch einen klugen Gedanken. Denn wenn alle Berechnungen versagen ist dies nicht Zufall, sondern Unwissen.

Bernd Sternal

Ski-WM 2019 – eine Medaille für Schweden

Die Ski-WM 2019 im schwedischen Åre ist vorbei. Leider sind es die Diskussionen über den Klimawandel noch nicht. Die Auswirkungen sind überall spürbar, das Wetter wird extremer. Auch Åre hatte darunter zu leiden und konnte teilweise nur mit großem Aufwand und grenzwertigen Entscheidungen die angesetzten Rennen durchführen.

Klimawandel und Ski-WM 2019

Eines ist klar, ohne Schnee kann es kein alpines Skifahren geben. Vor jeder alpinen Ski-WM zittern die Organisatoren, ob der Schnee ausreichen wird, um alle Rennen nach Plan durchzuführen. Nach der Ski-WM sind alle schlauer – so auch in diesem Jahr. Der Austragungsort der Ski-WM, das schwedische Åre, war vom anderen Extrem betroffen. Es gab zu viel Schnee und stürmische Böen – auch nicht ideal für eine eng getaktete Veranstaltung. Das Klima wandelt sich, das ist allerorts spürbar. Woher es genau kommt, was die wirklichen Ursachen für den Klimawandel sind, können wir nur vermuten. Fakt ist, die Gletscher ziehen sich immer mehr zurück. Allein diese Entwicklung bedroht weltweit einige Skigebiete. Es ist nicht so einfach, die Ursachen kurzfristig zu bekämpfen. Also konzentrieren sich die Skigebiete darauf, die Symptome zu mildern und greifen zu technischen Hilfsmitteln. Schneekanonen sollen es richten und die weiße Pracht auf die Skihänge zaubern. Das geht jedoch nicht, ohne Verschwendung von Wasser und Energie. Sollte zu viel Schnee fallen, müssen Planierraupen verstärkt ausfahren und Pisten planieren. Pistenraupen werden allerdings mit Diesel betrieben, was der Umwelt eher schadet als nützt.

Ski und Klimawandel

Wie erhält das grüne Schweden seine weiße Pracht?

Der Klimawandel macht vor Grenzen nicht halt. Und so bleibt auch Skandinavien von den Auswirkungen nicht verschont. Allerdings hat Schweden die Zeichen der Zeit früher erkannt als seine europäischen Nachbarn. Und so ist Nachhaltigkeit kein Fremdwort, sondern mit Leben gefüllt. Das ist auch in Åre zu sehen. Hier gibt es Tourismus nicht auf Kosten der Natur, sondern mit ihr. Wälder werden nicht abgeholzt, sondern geschützt. Die Natur wird bewahrt, nicht ausgebeutet. Eine Einstellung, die sicherlich anderen EU-Staaten gut zu Gesicht stünde. Elektromobilität wird nicht halbherzig, sondern konsequent gefördert. Die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel ist eine Einstellungssache und keine Prestige-Frage. Die Natur zu schützen ist eine Herzensangelegenheit und kein politisches Ziel.

Silber für Schweden im Slalom – Gold in der Nachhaltigkeit

Die Medaillen sind verteilt, die Ski-WM in Schweden ist Geschichte. Leider keine rühmliche für die deutschen Athleten. Der große Favorit, Marcel Hirscher, triumphierte. Felix Neureuther wurde disqualifiziert. Ein unrühmliches Ende für den besten deutschen Ski-Rennläufer. Wer also auf die deutschen Außenseiter gewettet hat, ging leer aus. Bei den Damen gewann die US-Amerikanerin Mikaela Shiffrin Gold trotz Lungenentzündung. Silber holte sich die Schwedin Anna Swenn-Larsson und damit doch noch einen Titel für Ausrichter Schweden.

Alles vorbei oder bleibt etwas von der Ski-WM 2019?

Der Organisationschef der Alpinen Ski-WM 2019 in Åre ist zufrieden, auch wenn die Wetterbedingungen schwierig und die Athleten unzufrieden waren. Der Alpin-Direktor des Deutschen Sportverbands hingegen sieht Potenzial. Zwar gab es nur eine Silbermedaille, aber in den anderen Disziplinen waren die Athleten nah dran und auf jeden Fall unter den Besten der Welt. Bleibt zu hoffen, dass nicht nur der DSV Perspektiven für seine Ski-Rennläufer sieht, sondern alle Länder Potenzial in der Nachhaltigkeit sehen. Die Schweden leben es vor und alle anderen sollten ebenfalls danach streben, in puncto Nachhaltigkeit zu den Besten der Welt zu gehören.

Stickstoff – Pflanzen könnten sich selbst versorgen

Das chemische Element Stickstoff trägt die Ordnungszahl 7 im Periodensystem der Elemente, ist ein farbloses Gas und ist mit einem Prozentsatz von 78 in unserer Atemluft enthalten.
Die deutsche Bezeichnung Stickstoff ist darauf zurückzuführen, das molekularer, gasförmiger Stickstoff Sauerstoff verdrängt, wodurch Feuer erstickt wird, und dass zudem Lebewesen in dem reinen Gas ersticken, weil Sauerstoff fehlt.
Im Laufe der Evolution hat sich ein Stickstoffkreislauf der Ökosysteme ausgebildet: Als Bestandteil von Proteinen und vielen anderen Naturstoffen ist Stickstoff essentiell für Lebewesen, die ihn in einem energieintensiven Prozess (Stickstofffixierung) organisch binden und bioverfügbar machen. Dies geschieht zum Beispiel enzymatisch an einem Eisen-Schwefel-Cluster, welcher ein Kofaktor des Enzyms Nitrogenase ist.
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Stickstoff und seine Verbindungen, insbesondere Ammoniak und Ammoniumnitrat, sind somit auch für den Pflanzenwachstum elementar. In gebundener Form kommt Stickstoff in unseren Böden vor und bei geschlossen Ökosystemen wie Urwäldern funktioniert dessen Kreislauf problemlos. Wenn Pflanzen sterben, bilden sich aus ihren Resten neue Stickstoffverbindungen im Boden.
Nicht so auf unseren Kulturböden, wo die Masse der Pflanzenbestandteile abgeerntet wird. Der Kreislauf wird dadurch unterbrochen und führt zu einem Stickstoffmangel in den Feldern. Die Landwirte wirken dem entgegen, indem sie Stickstoff-Dünger auf die Böden geben. Jedoch ist eine genaue Dosierung, die dem natürlichen Kreislauf entsprechen würde, sehr schwer. So kommt es, dass laut Umweltbundesamt jährlich 97 kg überschüssiges Stickstoff-Nitrat pro Hektar auf deutsche Felder aufgebracht wird. Eine Menge, die in unser Grundwasser und in unsere Flüsse und Seen gelangt, diese überdüngt und damit stark schädigt. Die ökologischen Kreisläufe kommen aus dem Gleichgewicht und ein Ende ist nicht abzusehen. Zumal sich das Problem nicht auf Deutschland beschränkt, sondern weltweit zu erheblichen Umweltproblemen – auch in den Meeren und Ozeanen sowie beim Trinkwasser – führt.
Wenn also in Zukunft bei stark wachsender Weltbevölkerung die Ernährung aller Menschen gesichert sein soll und wir unsere Gewässer sowie das Grundwasser nicht weiter schädigen wollen, so müssen neue Lösungen gefunden werden.
Dazu forschen Biologen, Chemiker und Ingenieure aus aller Welt. Bekannt sind seit über hundert Jahren Bakterien, die in Symbiose mit Pflanzen leben und sogenannte Stickstoff-Fixierer sind. Zu ihnen gehören „Frankia alni“ sowie „Rhizobien“. Frankia alni lebt bei uns zum Beispiel in Symbiose mit der Schwarzerle und Rhizobien mit Hülsenfrüchten. Diese Bakterien besitzen die Fähigkeit, elementaren, molekularen Stickstoff (N2) zu binden, indem sie ihn zu Ammoniak (NH3) bzw. Ammonium (NH4+) reduzieren und damit biologisch verfügbar machen.
Die Forscher nehmen sich besonders die Hülsenfrüchte – auch Leguminosen genannt – zum Vorbild. Lange Zeit wurde vermutet, dass im Zusammenwirken mit den Bakterien besondere Pflanzen-Gene für die Stickstoff-Fixierung erforderlich sind. Dann erkannte man jedoch, dass dies nicht der Fall ist: Die meisten anderen Nutzpflanzen verfügen über die Grundlagen zu diesem Prozess, nutzen ihn nur nicht.
Die Wissenschaft ist nun in einem Wettlauf diesen Stickstoff-Speicherprozess auch in Pflanzen zu aktivieren, die botanisch nicht zu den Hülsenfrüchten gehören. Insbesondere wird hierbei das Augenmerk auf Getreidearten und Reis gelegt, aber auch sogenannte Zwischenfrüchte sind dabei von Interesse, die dann untergepflügt werden, um den Stickstoffgehalt im Boden zu erhöhen.

Nitrogen Cycle Author: Johann Dréo (User:Nojhan) Date: march, 30, 2006
Nitrogen Cycle Author: Johann Dréo (User:Nojhan) Date: march, 30, 2006 (Wikipedia)

In der Forschung greift man dabei auf zwei verschiedene Methoden zurück: die klassische Pflanzenzüchtung und auch die Gentechnik.
Andere Forschergruppen gehen wieder andere Wege, so das Bostoner Unternehmen Ginkgo Bioworks zusammen mit der deutschen Bayer AG. Dort wird versucht die stickstoffspeichernden Knöllchenbakterien zur Zusammenarbeit mit anderen Nutzpflanzen als den Hülsenfrüchten zu bewegen. So soll der benötigte Stickstoff im Boden direkt von den Pflanzen selbst produziert werden.
Derzeit ist das von den beiden Firmen gegründete Unternehmen Joyn Bio mit Sitz in Boston und Sacramento, das auf das gesamte Knowhow der Bayer AG zurückgreifen kann, dabei, entsprechende Bakterien auf ihre Einsatzfähigkeit hin zu testen und die Mikroben gentechnisch zu behandeln.
Doch schon regt sich zu diesem Projekt Widerspruch: Es bestehen Bedenken, dass gentechnisch modifizierte Bakterien, die in der Umwelt verbreitet werden, nicht mehr kontrollierbar sein könnten.
Dennoch könnten Bakterien eine Möglichkeit darstellen, umweltfreundlicher als bisher Düngemittel herzustellen. Um den derzeitigen Stickstoffdünger zu produzieren, wird viel Energie und eine gewaltige Mange fossiler Rohstoffe benötigt: 0,6 kg Erdgas zur Herstellung von 1 kg Stickstoffdünger.
Erfolgversprechend für dieses Projekt erscheint insbesondere das stickstofffixierende Bakterium Xanthobacter autotrophicus. Harvard-Forschern gelang mit ihm die Herstellung von Stickstoff und Phosphor. Für die Synthese nutzen die Forscher künstliche Blätter, die aus Sonnenlicht Wasserstoff produzierte. Das Bakterium konsumierte den Wasserstoff und nutzte zudem den in der Luft enthaltenen Stickstoff.




Auf diese Art könnte durch natürliche Synthese Düngemittel hergestellt werden. Die gelbe, bakteriensatte Flüssigkeit, die dabei entstand, wurde bereits an Nutzpflanzen getestet. In diesem Wachstumsexperiment mit Radieschen bildeten die so gedüngten Pflanzen doppelt so große Knollen wie die ungedüngten.
Sollte diese Natursynthese großtechnisch anwendbar werden, so ist das zwar keine Lösung für die Überdüngung unserer Böden, jedoch würden damit große Mengen an Energie und fossiler Rohstoffe eingespart. Zudem sieht man darin einen Lösungsansatz für die Landwirtschaft in den Entwicklungsländern.

Drohnen im Einsatz: moderne Technologie rettet Leben

Mit fortschreitenden medizinischen Kenntnissen fällt es Ärzten, Sanitätern und anderem medizinischen Personal leichter,Leben zu retten, als es noch vor einigen Jahren der Fall war. Auch wenn längst nicht alle Krankheiten geheilt und Verletzungen kuriert werden können, lässt der stetige Fortschritt hoffen, dass in der Zukunft noch viel mehr möglich sein wird als heute. Das gilt aber nicht nur für die Kenntnisse und Heilungsmethoden, sondern auch für die Technologie, die zum Einsatz kommt.

Drohnen erfreuen sich in zahlreichen Bereichen großer Beliebtheit. Die fliegenden Objekte lassen sich zu unterschiedlichen Zwecken einsetzen, und das nicht nur zur eigenen Belustigung,sondern auch in sehr ernsten Angelegenheiten. So gestaltet sich beispielsweise die Überwachung mithilfe der einfach zu steuernden Objekte besonders einfach und komfortabel. Drohnen können aber auch in der Lage sein, Menschenleben zuretten – so geschehen zum Beispiel in Australien, wo zwei junge Männer beim Schwimmen von einer starken Strömung überrascht wurden und in Seenot gerieten. Eine erst kürzlich erworbene Drohne wurde daraufhin von den Rettungsschwimmern losgeschickt, um die Verunglückten zu finden und zu retten. Das Pilotprojekt,das erst wenige Tage zuvor gestartet war, war ein Erfolg auf ganzer Linie.

Für die lebensrettende Drohne war es kein Problem, den Seekilometer binnen nur einer Minute zurückzulegen. Rettungsschwimmer hätten bei ruhiger See dafür die sechsfache Zeit benötigt – bei der vorherrschenden Strömung war an ein Heranschwimmen aber gar nicht zu denken! Als die Drohne die jungen Männer erreicht hatte, warf sie eine Schwimmhilfe ab, an der sie sich fest- und über Wasser halten konnten. Die Rettung der in Seenot geratenen Jugendlichen gelang so problemlos. Aufgrund des erfolgreichen Einsatzes werden Drohnen in Zukunft häufiger im Bereich Seerettung eingesetzt werden. Und das ist noch nicht alles; auch in der Bergrettung erweisen sich die Flugobjekte als überaus sinnvoll. Hier können aufgrund der geringen Größe und hohen Wendigkeit der Drohnen Regionen erreicht werden, in die Menschen nicht vordringen können.Im Vergleich zu Helikoptern haben sie daher einen entscheidenden Vorteil.Darüber hinaus lassen sie sich auch bei schlechter Sicht oder bei Nacht einsetzen.

Auch im Alltag gibt es für Drohnen zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten in der Menschenrettung. Verirrt sich etwa ein Alzheimer-Patient, kann dieser mithilfe der vielseitigen Flugobjekte gezielt gesucht und gefunden werden – und das effektiver und mit deutlich weniger Aufwand als mit einem Suchtrupp. Denkbar ist auch der Einsatz bei einem Hauseinsturz mit Verschütteten. Feststeht, dass Drohnen in Zukunft immer häufiger und vielseitiger im Rettungsbereich als vielseitiger Helfer Verwendung finden werden.