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Interdisziplinäre Wissenschaft: Erforscht die Nacht!

Was wissen wir über die Nacht? Viel zu wenig, erklärt Christopher Kyba vom Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam. Um das zu ändern, wäre ein interdisziplinäres Forschungsinstitut dringend vonnöten.
Die Erde von obenLaden...

Denken wir an die Nacht, verbinden wir damit in der Regel eine Zeitspanne. Dabei wäre es aus verschiedenen Gründen sinnvoller, wir würden sie als Raum betrachten – und zwar als einen Raum, dessen herausragendes Merkmal die Dunkelheit ist. Ohne Sonnenlicht laufen klimatische und chemische Prozesse anders ab. Die Fotosynthese ruht, die Zusammensetzung und die Höhenausdehnung der Atmosphäre verändern sich, die Temperaturen sinken. Die nachlassende Konvektion schwächt Windbewegungen, so dass die Nacht ein weitaus ruhigeres Umfeld bietet als der Tag. Eine ganz eigene Tierwelt erwacht zum Leben, und auch wenn wir gerne vorgeben, unsere Gesellschaft sei rund um die Uhr aktiv, so sind Menschen in der Nacht doch eher verstreute Einzelgänger inmitten dieser speziellen Lebensgemeinschaft.

Auch wenn die nachtaktiven Tiere das womöglich begrüßen – für unser Verständnis des Systems Erde ist das ein riesiges Problem. Denn obwohl Wissenschaftler natürlich auch nachts Feldforschung betreiben könnten, ziehen sie meist doch das Bett vor.

Christopher KybaLaden...
Christopher Kyba | Christopher Kyba erforscht am Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) und dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), wie mit Methoden der Fernerkundung die künstliche Lichtemission von Städten zu quantifizieren und die ökologischen Folgen von Lichtverschmutzung zu erfassen sind.

Auf der ganzen Welt gibt es Forschungsinstitute, an denen sich Wissenschaftler mit Lebensräumen wie Wäldern, Wüsten, Hochgebirgsregionen, landwirtschaftlich genutzten Gebieten oder Städten beschäftigen, um ihre spezifischen Regeln und Prozesse aufzudecken. In Deutschland haben wir beispielsweise das GEOMAR zur Erforschung der Ozeane, das Albert-Wegener-Institut (AWI) für die Polarregionen und das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) für die Binnengewässer. Doch auch wenn die Nacht die Hälfte der Erdoberfläche einnimmt, gibt es bis heute kein Institut, das sich ihr gezielt widmet.

Bessere Erkenntnisse dank Interdisziplinarität

Lassen Sie mich an einem Beispiel verdeutlichen, warum für die Erforschung solcher Räume interdisziplinäre Forschungszentren notwendig sind. Eine wichtige Fragestellung im Klimaschutz ist der pH-Wert des Meerwassers und wie er sich in Zukunft verändern wird. Auf den ersten Blick klingt die Messung des pH-Werts nach einer klassischen Aufgabe für ein chemisches Institut. Um aus den Werten jedoch aussagekräftige Modelle entwickeln zu können, braucht es zudem Erfahrung in Fragen der Ozeanzirkulation, des Gasaustauschs zwischen Oberflächenwasser und der Atmosphäre sowie von Trends der CO2-Emissionen. Weiterhin benötigt man Wissen in der Meeresbiologie, um die Auswirkungen auf das Ökosystem abschätzen zu können. Damit also alle relevanten Fragestellungen berücksichtigt werden, muss ein interdisziplinäres Team von Experten gemeinsam an dem Projekt arbeiten. Und ein Forschungsinstitut ist dabei einer der effektivsten Wege, diese Menschen zusammenzubringen.

Ohne ein solches interdisziplinäres Institut zur Erforschung der Nacht werden selbst fachspezifisch erscheinende Probleme nicht ausreichend behandelt. Denken Sie an den diffus erhellten Nachthimmel über Städten, ausgelöst durch die künstliche Beleuchtung allerorten: In wessen Forschungsgebiet gehört er Ihrer Meinung nach? Die meisten Menschen sehen darin wahrscheinlich eine Aufgabe für Astronomen. Da die Leuchtquellen allerdings auf der Erde und nicht am Himmel zu finden sind, betrachten die meisten Astronomen dieses künstliche Himmelsleuchten – den Skyglow – nicht als astronomisches Forschungsobjekt. Ein großer Teil der Pionierarbeiten zum Himmelsleuchten stammt daher von Amateur- und pensionierten Astronomen oder entstand als Nebenprodukt astronomischer Studien. Nach fünf Jahrzehnten konnte so im Juni 2016 das erste kalibrierte globale Modell des Himmelsleuchtens in klaren Nächten veröffentlicht werden. Jeder Stadtbewohner weiß aber, dass Nächte unter Wolkenbedeckung heller sind als unter sternenklarem Himmel – aus ökologischer Sicht sind diese Nächte also weitaus bedeutsamer. Hier offenbart sich eine weitere Einschränkung für die Ansicht, das Himmelsleuchten sei Sache der Astronomen: Diese interessieren sich meist eher weniger für wolkenverhangene Himmel.

Welchen Fragen würde sich ein Institut zur Erforschung der Nacht widmen? Ein offensichtliches Anliegen wäre, die physikalischen, chemischen und ökologischen Muster der natürlichen Nacht besser zu verstehen – im Vergleich zur Erforschung solcher Muster zu hellen Tageszeiten wurde das bisher stiefmütterlich behandelt. Auch was die Nacht für uns Menschen bedeutet, welchen Einfluss sie nimmt, wäre ein zentraler Forschungsgegenstand. Dazu könnte beispielsweise zählen, den Einfluss von mobilen Geräten oder Festkörperbeleuchtung (zum Beispiel LED) auf den Schlaf zu untersuchen. Auch welche Rolle der frühe Beginn von Schule und Arbeitszeit spielt oder welchen Effekt die Zeitumstellung im Herbst und Frühjahr hat, gehören dazu. Und ein besonderer Schwerpunkt bestünde dann darin, Ansätze und praktische Anwendungen gegen den grassierenden Schlafmangel in unserer Gesellschaft zu finden.

Licht ist ein zentraler Aspekt für den Menschen in seinem Verhältnis zur Nacht. Deshalb würde das Institut auch daran arbeiten, effektive und auf den Menschen optimierte Beleuchtungskonzepte für Schichtarbeitsplätze (wie in Krankenhäusern, Gefängnissen oder auf Bohrinseln) zu entwickeln. Eine weitere Aufgabe wären geeignete Beleuchtungen für Fußgänger und Fahrradfahrer in der anbrechenden Zeit autonomer Fahrzeuge.

Ein solches Zentrum wäre dann am erfolgreichsten, wenn es Forscher aus einer großen Bandbreite von Disziplinen beherbergte und zusätzlich Unterstützung durch Experten aus der Regierung und Industrie bekäme. Neben den Naturwissenschaftlern aus Physik, Chemie, Biologie, Ökologie, Epidemiologie und Medizin wären am Institut auch Ökonomen, Ingenieure, Lichtdesigner und Architekten angestellt. Angesichts der kulturellen Bedeutung der Nacht sollten zudem die Sozialwissenschaften gut vertreten sein, beispielsweise durch Historiker, Soziologen und Stadtplaner. Die meisten Forscher müssten natürlich bereit sein, die Nacht wirklich zur Nachtzeit zu erforschen – im Wald, in Schlafzimmern, in urbanen Zentren.

Bedrohtes Dunkel

Betrachtet man die tausenden Forschungszentren weltweit, mag es überraschen, dass sich bisher keines gezielt der Nacht widmet. Ich vermute, wir übersehen die Nacht, weil wir tagaktive Tiere sind. Wenn Sie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler danach fragen, wie sie zu ihrem Forschungsgebiet kamen, hören Sie meist etwas von Ursprüngen in der Kindheit. Ich erinnere mich noch genau, wann mein Interesse für Physik erwachte: bei einem Schulausflug in der 5. Klasse, als wir an der University of Alberta einen Kernreaktor besichtigten. Ökologen oder Geologen berichten oft von Kinder- und Jugendjahren, die sie vorwiegend draußen verbrachten.

Nur – wie viele Kinder haben überhaupt noch die Chance, tiefste Nacht zu erleben? Häufig werden sie mit der Dämmerung ins Haus gerufen. Selbst wenn sie schlafen gehen, erleben nur wenige Kinder richtige Dunkelheit: Ihre Zimmer werden von Nachtlichtern erhellt, dem Schein von Handys oder Smartphones und ihren Ladegeräten und natürlich den Straßenlaternen vor ihren Fenstern.

Wie Feuchtgebiete, Regenwälder und viele andere Regionen ist die Nacht zudem ein vom Menschen bedrohter Lebensraum. Auf über 48 Prozent der europäischen Landfläche hat Lichtverschmutzung die Nacht vertrieben: Dort gibt es nur noch Tages- und Dämmerlicht. Auch die menschliche Wahrnehmung der Nacht hat sich radikal verändert. Wir neigen dazu, uns abends in warmen, hell erleuchteten Häusern unseren Aktivitäten zu widmen, und fragen uns nur selten, was diese Veränderungen unserer Umwelt, inklusive Weckerklingeln und Schichtarbeit, langfristig für unsere Gesundheit bedeuten.

Es ist daher höchste Zeit, der Nacht auch in der Wissenschaft die ihr gebührende Bedeutung zuzumessen – und zwar als Lebensraum, nicht nur als Zeitspanne. Sie muss als Forschungszweig ernst genommen werden. Ein wichtiger Schritt dafür wäre ein Forschungszentrum, das die Mission und die Möglichkeiten hat, tief in diese dunklen Sphären vorzudringen. Erforscht die Nacht!

51/2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 51/2016

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