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Klima »Nicht totzukriegen«

»Biosphere 2«, der riesige Treibhauskomplex in der Wüste von Arizona, hat ein neues Ziel gefunden: Nachdem ein ökosektiererisches Team das Experiment vor einigen Jahren in Mißkredit brachte, wollen jetzt Uni-Wissenschaftler zentrale Fragen der Klimaforschung klären: Wo bleibt das CO2, das rätselhafterweise in der Öko-Bilanz fehlt?
aus DER SPIEGEL 22/1996

Wie ein notgelandetes Raumschiff liegt die »Biosphere 2« in der Wüste von Arizona nahe dem verschlafenen Ort mit dem rätselhaften Namen Oracle. Auf fast 13 000 Quadratmetern, der Fläche von zwei Fußballfeldern, wölben sich die gewächshausartigen Glaskuppeln der Biosphere bis zu 28 Meter hoch - mit dieser Miniaturausgabe der irdischen Öko-Systeme wollte der texanische Ölmilliardär Ed Bass in den achtziger Jahren Wissenschaftsgeschichte schreiben.

Über 200 Millionen Mark ließ sich der Mäzen damals die Kunstwelt unter Glas kosten. Vier Frauen und vier Männer harrten zwei Jahre lang in der High-Tech-Arche aus. Nach dem Vorbild der Natur sollten die abgedichteten Öko-Systeme in Regenwald, Savanne, Wüste und einem Miniatur-Ozean Luft und Wasser im geschlossenen Kreislauf regenerieren. Auf einer 2000 Quadratmeter großen Ackerfläche mußten die autarken Biosphärianer ihre Nahrungsmittel selbst anbauen. Fleischbeilagen erzeugten die Hühner und Ziegen an Bord.

Das kühne Projekt endete mit einem Fiasko: Im April 1994 setzte Finanzier Bass das Management-Team der Biosphere 2 an die Luft. Herbeigerufene Marshalls scheuchten die Geschaßten vom Gelände, zwei Biosphärianer wurden vorübergehend festgenommen.

Das Team war zusehends ins Öko-Sektierertum abgerutscht und hatte versucht, die Probleme des Experiments zu verschleiern: Schon nach wenigen Wochen war der CO2-Pegel im Supertreibhaus auf das Sechsfache der Außenluftwerte hochgeschnellt. Mikroorganismen im Boden hatten unvorhergesehen große Mengen an Sauerstoff vertilgt. Nur durch heimliches Lüften war der Kollaps des Systems vermieden worden. Ernsthafte Forscher kehrten der Scheinwelt den Rücken.

Nun versucht die Biosphere ein wissenschaftliches Comeback. Statt publikumswirksamer Menschenversuche soll jetzt die Pflanzenwelt Studienobjekt sein.

Anfang des Jahres hat die Columbia University das Management der Anlage übernommen. Ein Expertengremium erarbeitete die neuen Forschungspläne. Der erhöhte CO2-Spiegel, der die frühere Mission gefährdet hatte, ist nun erwünscht: Biosphere 2 soll helfen, die Wirkung des Treibhauseffekts in der freien Natur zu verstehen.

Der Münchner Elektroingenieur Bernd Zabel arbeitet schon seit 1985 in der Wüste von Arizona. Er überwachte den Bau der Anlage und avancierte später zum Betriebsleiter. »Wir haben hier eine Atmosphäre, wie sie auf der Erde voraussichtlich im Jahre 2020 herrschen wird«, erklärt er die veränderte Versuchsanordnung.

Eine Wendeltreppe führt in das futuristische Kontrollzentrum. Auf den Monitoren spiegeln endlose Zahlenkolonnen die Klimadaten der Miniwelt wider. Auf etwa 700 ppm (Millionstel Volumenanteile), etwa das Doppelte des Außenwerts, versuchen die Techniker den CO2-Gehalt zu stabilisieren. Auf diese Marke könnte der Gehalt des Spurengases in Zukunft auch in der natürlichen Atmosphäre klettern.

Früher betrafen die Zahlen auf den Bildschirmen auch Zabels persönliches Wohlergehen. Als 1994 nach dem Schiffbruch der ersten Langzeitexpedition eine zweite Crew die Kunstwelt besiedelte, wurde er mehr oder weniger unfreiwillig selbst zum Biosphärianer: »Ein Crew-Mitglied wollte für drei Tage aussteigen, um einige dringende Angelegenheiten zu regeln. Ich habe ihn vertreten, aber er ist einfach nicht wiedergekommen.«

Fünf Monate lebte Zabel unter Glas. »Ich sollte so eine Art Expeditionsleiter sein«, erzählt der Ingenieur, »aber ich hatte zunehmend Schwierigkeiten, mich aus den ständigen Streitigkeiten herauszuhalten.«

Im September 1994 wurde der Versuch abgebrochen. »Es tauchten ziemlich schnell Fragen auf. Warum machen wir das eigentlich? Was ist der wissenschaftliche Nutzen? Es wurde kein vernünftiges medizinisches Protokoll erstellt, es gab keine psychologische Begleituntersuchung. 99 Prozent unserer Zeit waren wir nur mit dem Instandhalten des Systems beschäftigt.«

Nun sorgen zehn Techniker für den Betrieb der komplizierten Anlage. Ein Teil der Einrichtung wurde durch die neue Aufgabenstellung überflüssig. Die Ställe für die Nutztiere sind schon lange demontiert, derzeit wird auch das medizinische Labor abgebaut.

Die Apartments im einstigen Wohntrakt der Biosphere haben das Format von Studentenbuden. Der Innenarchitekt hat in der lichtdurchfluteten Stahlkonstruktion ein gediegen-futuristisches Ambiente mit violettem Teppichboden und glänzendem Holz geschaffen. Von der Wohnetage führt ein Gang auf den Balkon mit Blick auf die ehemaligen Äcker. Die schmiedeeisernen Bistrotischchen setzen in der tropisch feuchten Luft allmählich Rost an. »Das war mal unser französisches Café«, bemerkt Zabel melancholisch.

Die einstige Gemeinschaftsküche um den wuchtigen Eßtisch mit glänzender Marmorplatte taugt als Lustobjekt für Einrichtungsmagazine - bei der Biosphere-Crew weckte sie ganz andere Begehrlichkeiten. »Wir haben ernsthaft überlegt, wie lange wir bräuchten, um die Platte aufzuessen, wenn sie aus massiver Schokolade wäre«, erinnert sich der Ingenieur.

Der Biosphere-Mythos lockt noch immer Schaulustige an, auch wenn an den wuchtigen Schleusentoren, die einst die hermetische Trennung von Innen und Außen sicherstellen sollten, heute Zettel mit der Aufschrift »Bitte nicht schließen« kleben. Führerin Waltraud Kelly kann deutsche Reisende auch in deren Muttersprache begrüßen. »Zu Ostern und im Sommer haben wir besonders viele Gäste aus Deutschland und Japan«, hat sie beobachtet. »Das ist eine Attraktion wie der Grand Canyon.« 200 000 Besucher erwarten die Betreiber dieses Jahr.

Die Eintrittsgebühren von 12,95 Dollar und die Umsätze mit Biosphere-T-Shirts und »Öko-Burgern« decken jedoch nur einen winzigen Teil der Betriebskosten. Für die nächsten fünf Jahre, so die Vereinbarung zwischen der Columbia University und Sponsor Ed Bass, wird der Magnat für den größten Anteil der laufenden Kosten aufkommen.

Allan Walton ist kommissarischer Leiter der Biosphere 2. Die Columbia University hatte ihn gebeten, das Unternehmen auf die neue Bahn zu bringen. Die ersten Studenten treffen gerade ein. »Hier entsteht ein echtes Forschungsinstitut«, skizziert Walton die Zukunft, »wir werden hier einige Professoren und ein Dutzend Doktoranden beherbergen.«

Unter den Glaskuppeln der Biosphere wollen die Wissenschaftler eines der großen Rätsel lösen, vor dem die Klimaforscher stehen: Mit den bisher bekannten chemischen und physikalischen Prozessen geht die Bilanz des CO2-Kreislaufes nicht auf. Eigentlich müßte der Anteil des Spurengases in der Atmosphäre, das seit Beginn der Industrialisierung in riesigen Mengen beim Verfeuern fossiler Brennstoffe in die Luft geblasen wird, viel stärker ansteigen, als es die Messungen zeigen.

Jedes Jahr verschwinden mehrere Milliarden Tonnen des Treibhausgases, ohne daß die Forscher genau wissen, wohin. Die Suche nach den CO2-Verstecken konzentriert sich derzeit auf Pflanzen, die den Kohlenstoff zum Aufbau von Biomasse verwenden.

Tatsächlich zeigen Studien an einzelnen Gewächsen, daß diese üppiger sprießen, wenn sie in CO2-reicher Atmosphäre aufgezogen werden. Wie stark dieser Effekt in der Natur ist, läßt sich jedoch nur schwer ermitteln, denn offenbar spielen auch Faktoren wie Temperatur und Feuchtigkeit sowie das Volumen der Versuchskammer eine Rolle.

Im Riesentreibhaus von Biosphere 2, so meinen die Befürworter des teuren Großversuchs, können die Experimente nahezu unter Freilandbedingungen ablaufen.

Bruno Marino, der seine Stelle an der Harvard University aufgab, um Chefwissenschaftler der Biosphere 2 zu werden, schwärmt von den Möglichkeiten: »Hier ist alles unter Kontrolle. Wir können die Temperatur verändern, Licht und Nährstoffe dosieren.« Riesige Aggregate im labyrinthartigen Keller der Anlage, verbunden durch ungezählte Rohrleitungskilometer, geben den Forschern diese Macht. Hier entsteht das Klima der Miniwelt, Umwälzanlagen lassen es auf Knopfdruck regnen.

Der Pflanzenphysiologe Guanghui Lin will die künstlichen Niederschläge und einzelne Nährstoffe chemisch markieren und so die Route der Biobausteine im Detail verfolgen. Seine Untersuchungen haben gezeigt, daß der Rückgang des CO2-Gehalts nach der großen Lüftungsaktion der Kunstwelt nicht nur verlangsamtes Pflanzenwachstum zur Folge hatte, sondern auch die CO2-Produktion der Bodenorganismen bremste.

Die Wüstenregion des Treibhauskomplexes ist bereits durch Kunststoffolien vom Rest der Glaswelt abgetrennt. Hier laufen schon die ersten Klimaexperimente. Im Sommer sollen auch die ehemaligen Ackerflächen durch Vorhänge in drei Zonen unterteilt werden.

Noch ist nicht klar, was mit dem »Ozean« geschehen soll: Künstliche Wellen schwappen an einen palmenbewachsenen Strand; an dieser Stelle starren die Besucher, die das Gebäude nur von außen besichtigen dürfen, besonders gebannt durch die Scheiben. Malerisch schlängelt sich ein schmaler Steig das zwölf Meter hohe Kunstkliff hinauf in die »Savanne«. »Wir haben das den Indiana-Jones-Pfad getauft«, verrät Zabel.

Doch das Idyll trügt: Die angesiedelten Korallen kümmern vor sich hin, denn das Glasdach schluckt etwa die Hälfte des lebensnotwendigen Lichts. Die Illusion gleißender Sonne erleben nur die Besucher, die durch Bullaugen auf den künstlichen Meeresgrund blicken. Über ihren Fenstern sind zusätzliche Lampen montiert. Zahlreiche Meßfühler sind nun in den Boden gespießt. Sie sollen feststellen, was den Stoffwechsel der Meeresfauna stört.

Nun mag das bizarre Projekt des Ölmilliardärs doch noch wissenschaftlichen Nutzen zeigen. Ohne seinen marktschreierischen Anspruch, daran erinnern sich die Forscher nur ungern, wäre dieses Labor jedoch vermutlich nie gebaut worden.

Der einstige Freizeitraum der Biosphärianer wurde zum Lager degradiert. Der Billardtisch ist zugedeckt, die Volleyballeine hat ausgedient. An der Wand stehen Vitrinen mit zahlreichen Glaskolben, wie ein Reliquienschrein geschmückt mit dem Porträt des russischen Geochemikers Wladimir Wernadski, der den Begriff »Biosphäre« populär machte.

Die Glaskolben hat der Wissenschaftler Clair Folsome zwischen 1968 und den achtziger Jahren versiegelt. Diese UrBiosphären enthalten Wasser, Steine und undefinierbare Schwebstoffe: Bakterienkulturen, die in der abgeschlossenen Mikrowelt ihres Glasgefäßes bis heute überlebt haben.

Von Zeit zu Zeit wechselt die Farbe der Brühe von Pink zu Grün, schlägt auf Rot um oder wird farblos, je nachdem, welche der gefangenen Bakterienarten gerade die Oberhand gewonnen hat.

Zabel betrachtet die Glaskolben ehrfürchtig. »Das Leben«, sinniert er, »ist praktisch nicht totzukriegen.«

[Grafiktext]

Der Treibhauskomplex ''Biosphere 2''

[GrafiktextEnde]

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