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Die chemische Zusammensetzung von fossilen Säugetierzähnen - etwa denen des Messeler Urpferdchens - verraten Wissenschaftlern etwas über die Zusammensetzung der Nahrung und damit über die Umweltbedingungen, unter denen die Tiere gelebt haben. ARCHIVFOTO: DPA

So funktioniert Wissenschaft

Wissenschaftler lassen sich gerne vom Gegenteil ihrer Theorien überzeugen - wenn der Gegenentwurf mit Fakten belegbar ist. Eines der prominentesten Beispiele für diese Diskussion ist der Klimawandel, mit dem sich auch die Senckenberg-Forscher beschäftigen.

Kann sein, kann auch nicht sein.« »Da sagt doch eh jeder was anderes.« »Das kann doch keiner nachvollziehen.« Die Skepsis gegenüber der Wissenschaft hat zugenommen, besonders seit Beginn der Corona-Pandemie. Das merkt auch Philipe Havlik, Forscher und Wissenschaftsvermittler von Senckenberg. »In der Gesellschaft werden die Aussagen von Naturwissenschaftlern oft weniger wahrgenommen als beispielsweise die von Klimaskeptikern. Da darf ein Präsident einfach sagen, es gibt keinen Klimawandel, und die Leute glauben es.«

Ein Grund dafür ist, dass etwas, das man nicht mit Fakten belegt, auch nicht widerlegt werden kann - und schon hat man in der Diskussion die Oberhand. Das könne klappen, sei aber das Gegenteil von Wissenschaft, sagt Havlik: »Wissenschaft lebt vom offenen Dialog, auch zwischen unterschiedlichen Thesen. Das ist nicht nur ganz normal, sondern sogar ihr Grundverständnis.« Nur wenn kritisch diskutiert wird, wenn Positionen oder sogar ganze Theorien gegeneinander abgewogen werden, zeigen sich deren Schwächen - und sie können verbessert oder verworfen werden. Allerdings nur unter einer Bedingung: »Alle Theorien müssen belegbar sein. Sonst könnte ja jeder irgendwas behaupten.« Zum Beispiel ein Präsident, dass es keinen Klimawandel gibt. Eine These, die bereits durch Tausende Studien widerlegt wurde.

Zu erforschen, welche Folgen ein verändertes Klima hat, hat sich vor Kurzem auch Senckenberg in Kooperation mit der Goethe-Universität zur Aufgabe gemacht: Die beiden Institutionen bewarben sich beim Hessischen Wissenschaftsförderprogramm Loewe - und bekamen den Zuschlag für Vewa, kurz für »Vergangene Warmzeiten als natürliche Analogie unserer ›hoch-CO2‹ Klimazukunft«. In elf Projekten erforschen Wissenschaftler die Auswirkungen von vergangenen Warmzeiten auf das Leben im Meer und auf der Erde, und welche Schlüsse wir daraus für die Zukunft ziehen können - das zwölfte Projekt ist eine Ausstellung, die im kommenden Oktober beginnen soll. »Die Besucher sollen unmittelbar dabei sein, wenn Wissenschaft entsteht. Wie bei Edmond, nur mit einem stärkeren Fokus auf dem Forschungsprozess«, sagt Havlik.

Während der Kreidezeit (vor 144 bis 66 Millionen Jahren) und des Eozäns (vor 56 bis 34 Millionen Jahren) war die CO2-Konzentration in der Atmosphäre um den Faktor fünf bis zehn höher als heute. Die Auswirkungen sind schwierig nachzuvollziehen - schließlich sind mehr als 30 Millionen Jahre eine lange Zeit. Eine Möglichkeit ist, die chemische Zusammensetzung fossiler Säugetierzähne, wie etwa dem Messeler Urpferdchen, zu untersuchen. In den Zähnen werden Spuren dessen, was das Tier zu sich genommen hat, abgelagert. Mit einem Massenspektrometer können Forscher die aus den Zähnen entnommene Probe in ihre kleinsten Teilchen (Atome) spalten und deren Gewicht bestimmen. Wie schwer ein Atom ist, hängt unter anderem davon ab, aus wie vielen Neutronen es besteht. Ein Sauerstoffatom (O), das zusammen mit zwei Wasserstoffatomen zu einem Wassermolekül (H2O) wird, hat normalerweise acht Neutronen (16O). Es gibt aber auch solche mit zehn, sogenannte Isotope. Die chemischen Eigenschaften des Wassers bleiben gleich, es ist nur etwas schwerer.

Diese Tatsache können Forscher nutzen: Weil leichtere Wassermoleküle zuerst verdunsten, bleibt etwa in Tümpeln oder Pfützen besonders viel Wasser mit dem schwereren Sauerstoff (18O) zurück. Findet sich in einem fossilen Zahn also viel 18O, kann man davon ausgehen, dass das Tier in einer eher trockenen Umgebung gelebt hat. Auf ähnliche Weise liefern andere Systeme Informationen über Lebensraum und Nahrung, etwa Strontium zum Untergrund oder Kohlenstoff zur Art der Nahrung. Kombiniert man diese Daten mit dem Fundort und dem Alter des Zahns, kann man daraus ablesen, wie sich das Leben rund um das ihn benutzende Tier entwickelt hat. Ein anderes Team will mit derselben Methode und Bor-Isotopen in fossilen Kleinstlebewesen den damaligen pH-Gehalt des Meeres nachvollziehen. Es gibt aber auch Teams, die ganz ohne Isotope etwa Plankton daraufhin untersuchen, wie es auf verschiedene CO2-Gehalte im Wasser reagiert.

Aus all diesen Untersuchungen und Daten aus wissenschaftlicher Fachliteratur werden Modelle berechnet. Und die wiederum ermöglichen Vorhersagen, wie sich der CO2-Anstieg aufs heutige Klima auswirkt. Einige Ergebnisse gibt es bereits. So hat sich gezeigt, dass mit dem CO2- und damit dem Temperaturanstieg die Biodiversität zunimmt. »Man könnte jetzt denken: Erwärmung ist gut oder zumindest kein Problem«, sagt Havlik. Und tatsächlich komme die Natur im Allgemeinen mit jeder Temperaturschwankung zurecht. Das Problem sei eine zweite Erkenntnis: »Bei jeder starken Klimaveränderung sind jene Arten, die am meisten spezialisiert waren, und die in der Folge auch eine gewisse Dominanz entwickelt hatten, ausgestorben.«

In der Kreidezeit waren das die meisten Dinosaurier - heute wäre es vielleicht der Mensch. »Nur ein Beispiel: Über eine Milliarde Menschen lebt heute in Küstengebieten«, sagt Havlik. Wenn all diese Menschen ihre Heimat verlieren, weil der Meeresspiegel steigt, hätte das fatale Folgen: »Die Infrastruktur würde zusammenbrechen, es würde kriegerische Auseinandersetzungen um Trinkwasser, Ackerland und besiedelbare Flächen geben. Wenn wir uns jetzt für die Natur einsetzen, setzen wir uns also eigentlich für uns selbst ein.«

Hundertprozentig sicher, dass auch dieses Mal die dominante Art am stärksten bedroht ist, ist Havlik nicht. »Ein Wissenschaftler sagt nie: ›so ist es‹, sondern die ehrliche Aussage lautet ›es ist sehr wahrscheinlich, dass‹.« Wenn ihn jemand vom Gegenteil überzeugen wolle, könne er das gerne versuchen. Es muss aber wissenschaftlich fundierte Belege geben.

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