Antarktis-Gewächshaus Gärtnern im ewigen Eis

In der lebensfeindlichen Antarktis betätigen sich chinesische Polarforscher neuerdings als Kleingärtner. Dabei hilft ihnen Spezialglas aus Deutschland.

Evonik Industries AG

Von Susanne Böllert


Ein knackiger Römersalat mit Gurken, Paprika und frischen Kräutern. Danach eine gepfefferte Tomatensuppe. Zum Nachtisch saftige Wassermelone. So könnte das Menü im Speiseraum der chinesischen Great-Wall-Forschungsstation aussehen.

Für die Kantinengänger auf der King-George-Insel ist solch ein vitaminreiches Mittagessen alles andere als selbstverständlich. Liegt ihr Arbeitsplatz doch in einer Wüste aus Eis und Schnee mitten in der Antarktis.

Hier auf dem 62. Grad südlicher Breite nahe am Südpolarmeer ist weit und breit kein Halm, kein grünes Blatt zu sehen. Temperaturen weit unter minus 30 Grad Celsius, Stürme mit bis zu 320 km/h, extreme Dürre sowie Eis- oder Permafrostböden verhindern so gut wie jede Form von Vegetation.

Eine grüne Oase inmitten der weißen Wüste auf der King-George-Insel gibt es aber doch: Im wohlig warmen Gewächshaus der chinesischen Polarforscher - bis zu 30 Grad Celsius werden hier erreicht - reift grünes Blattgemüse. Kräuter ragen aus der Erde und Cocktailtomaten färben sich langsam rot. Schon im zweiten Frühjahr züchten und ernten die Forscher frisches Gemüse. Sie leben oft viele Monate auf der Forschungsstation und konnten zuvor nur angelieferte Tiefkühlnahrung essen. Ganz ähnlich ergeht es Astronauten im All und U-Boot-Fahrern.

Jahrelange Suche nach geeignetem Material

Frischkost so nah am Südpol - das ist eine echte Sensation, auch kulinarisch. Vor allem technisch war die grüne Oase eine große Herausforderung. Um Konstruktionsschwierigkeiten unter schwierigsten klimatischen Bedingungen vorzubeugen, hatte der Hersteller Shanghai Dushi Green das 36 Quadratmeter große Gewächshaus in Shanghai bereits einmal komplett aufgebaut. In der Antarktis mussten die Konstrukteure es nur noch einmal zusammensetzen.

Jahrelang suchte die Firma nach dem richtigen Material für die Fenster. "Es muss ja nicht nur den starken Stürmen und den extremen Minustemperaturen trotzen, sondern auch der intensiven UV-Strahlung, die am Südpol vorherrscht", erklärt Projektmanager Le Lu.

Am Ende entschied man sich für Plexiglas, ein Acrylglas, das das Essener Chemieunternehmen Evonik produziert. Weimin Wang, der das Antarktisprojekt für Evonik betreute, sagt: "Wir haben sehr gute Erfahrungen damit gemacht und es bereits bei vielen Gewächshäusern in Europa, Nordamerika und Asien eingesetzt." Das Material, das auch für die Fenster in Flugzeugen verwendet wird, sei extrem UV- und witterungsbeständig - das sei unbedingt nötig im ewigen Eis.

Noch einen Vorteil erkannte der Gewächshausbauer aus Shanghai im Plexiglas aus Essen: die Lichtdurchlässigkeit von 91 Prozent. Das ist deutlich mehr als bei Glas und für Treibhauspflanzen, die am Südpol mit natürlichem Licht wachsen sollen, ein Muss. Denn selbst im Sommer, wenn auf der King-George-Insel, die zu den Südlichen Shetlandinseln gehört, die Sonne fast ganztägig scheint, ist die Strahlungsenergie sehr niedrig: Die Sonnenstrahlen treffen hier so flach auf der Erde auf, dass sie kaum noch Kraft haben.

Im Gewächshaus der Great-Wall-Station nutzt man mit 600 Quadratmetern Plexiglasfläche das schwache Licht der Polarsonne so gut es geht - und spart Energie. Dank der guten Wärmeisolierung geht relativ wenig Energie verloren, die derselbe Heizkessel liefert, der auch den Rest der Forschungsstation wärmt.

In den Wintermonaten, in denen sich die Sonne überhaupt nur ein bis zwei Stunden am Tag zeigt, liefern Natrium-Hochdruck- sowie LED-Lampen das nötige Licht.

Auf Erde wird verzichtet

"Mit dieser Mischung aus künstlichem Licht und Sonnenlicht ist das Treibhaus auf der Great-Wall-Forschungsstation derzeit ziemlich einzigartig", erklärt Matthew Bamsey vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern den Gemüseanbau am Südpol seit Beginn der Antarktis-Expeditionen dokumentiert hat. Die Sehnsucht nach Grünzeug hat die Forscher im ewigen Eis schon immer umgetrieben.

Die anderen neun Gewächshäuser, dank derer sich die Polarforscher in der Antarktis derzeit mit frischem Gemüse versorgten, seien meist deutlich kleiner und würden in der Regel nur mit künstlichem Licht arbeiten. "Oft handelt es sich lediglich um so genannte Wachstumskammern, stellt Bamsey fest.

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Frische Kost unter Wasser: Gemüseanbau im U-Boot

Eine Gemeinsamkeit zwischen dem Gewächshaus der Chinesen und den anderen antarktischen Gemüsezuchten sei indes, dass es sich bei allen um Hydrokulturen handele. "Auf Erde wird also verzichtet, so wie es der Antarktis-Vertrag empfiehlt", erklärt Bamsey. Dadurch soll verhindert werden, dass Schädlinge auf den Eiskontinent gelangen.

Dünger Kohlendioxid

"Für ein schnelleres Pflanzenwachstum setzen die Chinesen neben dem Sonnenlicht auch auf Kohlendioxid-Düngung", erklärt der Wissenschaftler. Bei der im Gewächshausanbau verbreiteten CO²-Düngung wird das in der Luft vorhandene Kohlendioxid angereichert, was die Photosynthese der Pflanzen stark vorantreibt.

60 Kilo Gemüse pro Monat - diese vitaminreiche Ausbeute lockt übrigens immer wieder Wissenschaftler anderer Nationen in den Speisesaal der Chinesen, die es während ihres langen Forschungsaufenthalts in Eis und Schnee ebenfalls nach frischem Gemüse gelüstet.

Besonders stolz ist man bei Dushi Green aber darauf, dass es sich bei dem Treibhaus auf dem siebten Kontinent um ein intelligentes Gewächshaus handelt. "Temperatur und Luftfeuchtigkeit können wir per Fernzugriff überwachen und steuern", erklärt Le Lu. Sensoren und Kameras aus dem Glashaus geben Informationen über Betriebsbedingungen und Pflanzenwachstum im antarktischen Indoor-Kleingarten nach Shanghai weiter, wo diese ausgewertet werden.

Die Lust am Gärtnern hat inzwischen auch deutsche Polarforscher erfasst. Ab Dezember 2017 wird an der Neumayer-Station III ein Jahr lang Gemüse gedeihen. Das Projekt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) soll allerdings nicht allein die Stimmung der Forscher im ewigen Eis heben. Es ist vor allem ein Testlauf für die Pflanzenzucht auf einer Weltraumstation.



Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 28 Beiträge
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Seite 1
noalk 11.07.2016
1. Jahrelange Suche nach geeignetem Material?
Kann ich mir nicht vorstellen. Plexiglas gibt es seit mittlerweile über 80 Jahren. Jeder Kunststoff-Spezialist hätte den Chinesen schon bei der ersten Anfrage dieses Material wärmstens empfohlen. Plexiglas kommt übrigens nicht aus Essen (dort ist nur der Konzernsitz), sondern aus Darmstadt.
Xerron 11.07.2016
2. Raumfahrt?
Würde mich nicht wundern, wenn es auch ein versteckter Testlauf für ein Gewächshaus auf dem Mars ist. Das die Chinesen dort hin wollen ist ja mittlerweile bekannt. So ein automatisches Gewächshaus könnte bereits im Vorfeld genügend Nahrung bereit stellen, bis Taikonauten dort ankommen. Man müsste es nur noch druckdicht bekommen. Der Rest, UV-Strahlung und kalte Temperaturen sowie Sonneneinstrahlung sind ja ähnlich.
noalk 11.07.2016
3. eine Frage hätte ich noch
"Bei der im Gewächshausanbau verbreiteten CO2-Düngung wird das in der Luft vorhandene Kohlendioxid angereichert". --- Mit was wird es denn angereichert? Oder wird die Gewächshausluft mit CO2 angereichert?
hanfbauer2 11.07.2016
4. sehr warscheinlich mit Verbrennungs-Abgasen...
Zitat von noalk"Bei der im Gewächshausanbau verbreiteten CO2-Düngung wird das in der Luft vorhandene Kohlendioxid angereichert". --- Mit was wird es denn angereichert? Oder wird die Gewächshausluft mit CO2 angereichert?
Mal abgesehen von der sprachlichen Verwirrung im Artikel: Egal ob die Chinesen Öl, Kohle, Holz oder Methanol verbrennen um ihre Station zu betreiben... Das entstehende CO2 kann man entweder in die Luft blasen oder im Gewächshaus nutzen! Die CO2-Produktion durch Menschen (oder Fische) ist viel zu gering und einen Gärkeller neben dem Gewächshaus schließe ich auch aus ;-)
Phenix 11.07.2016
5. Ja genau
Zitat von noalk"Bei der im Gewächshausanbau verbreiteten CO2-Düngung wird das in der Luft vorhandene Kohlendioxid angereichert". --- Mit was wird es denn angereichert? Oder wird die Gewächshausluft mit CO2 angereichert?
nehme ich jedenfalls an. Ich bin weder Physiker noch Chemiker noch Verfahrensingenieur, aber die mögliche Form ist doch relativ einfach. Teil der Lösung ist die Location: Zuerst muss die Abluft gefiltert werden: etwas Wärme raus, Wasser raus: Wärmetauscher, das Wasser kondensiert dann von allein (das Wasser muss raus um die Umwelt nicht (noch weiter) zu kontaminieren, außer in den Trockentäler leidet man in der Antarktis wohl nicht unter Süßwassermangel, aber wahrscheinlich ist das Oberflächeneis auch schon schadstoffbelastet). Nächster Schritt: Mehr Wärme raus: bei -78,5 °C unter normalem Druck sublimiert CO2. Den Trockeneisschnee kann man hemdärmelig gesagt nun einfach aufschaufeln und ins Gewächshaus tragen (vielleicht vorher anwärmen, sonst frieren die Pflanzen doch etwas). So weit so schön. Was mich bei dem Prozess doch viel mehr stört sind die hohen Energiekosten für die (beschriebene) Zusatzheizung. Ist es wirklich sinnvoll Temperaturen von 20 oder 25° in Räumen zu schaffen, die von der Außenluft, die 30 - 120° kälter ist, nur durch eine transparente Kunststoffschicht (mit meinetwegen guten Isolationseigenschaften) getrennt sind. Bei Schneeflug (durch Wind, nicht Schneefall) muss das Gewächshaus alle paar Tage vom Schnee gereinigt werden. Außerdem ist in der Polarnacht das Tageslichtgewächshaus völlig nutzlos, (klar am Polartag scheint die Sonne 24h). M. E. sind die Energiebilanz immer negativ, egal wie man es dreht. Sicher ist es schön frisches Gemüse zu haben, aber man sollte es so machen, wie man es auf dem Mars auch machen würden: ab in die Erde (Marsregolith), gut isolieren und Licht und Wärme über Leitungen von außen zuführen. Vielleicht kann ein Experte uns ja hier noch mehr sagen. Zweiter Punkt: Werbeveranstaltung für Evonik: wer ist wohl der Inhaber des Markennamen „Plexiglas“ für Polymethylmethacrylat (PMMA), auch Acrylglas genannt? Na wer wohl? Richtig die Evonik Röhm GmbH. Ich unterstelle Fr. Böllert nicht, dass sie für ihren Artikel Zuwendungen aus der Industrie erhält, aber ein gewisses „Geschmäckle“ ergibt sich schon. „Ein deutscher Hersteller von Acrylglas“ hätte es auch getan. Journalistische Distanz sieht anders aus, zumal der Bildnachweis auch auf Evonik zeigt. Die ersten beiden Bilder sind ihr also weder von den Chinesen, noch von anderen Antarktisgruppen, sondern von der aufstellenden Firma überlassen worden. M. E. sollte der Artikel die Kennzeichnung „Anzeige“ tragen.
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