Am 23. September 2003 ging in großen Teilen Italiens das Licht aus. Auslöser war die Abschaltung nur eines einzigen Elektrizitätswerks. Doch das führte zu Störungen im Internet-Kontrollsystem, die viele andere Elektrizitätswerke ausfallen und so das Ursprungsproblem eskalieren ließen. Sergey V. Buldyrev von der Yeshvia University in New York und seine Kollegen haben nun Berechnungen angestellt, die zeigen, dass verknüpfte Netzwerke empfindlicher sind als die Einzelnetze selbst.
Mobilitätsnetz in Nordamerika | Auch Transportnetzwerke zu Land (blau) und in der Luft (gelb/rot) sind durch verschiedenste Parameter wie Energiebedarf und -verfügbarkeit, Transportkapazität oder räumliche Dichte miteinander verbunden.
Das liegt an Kaskadeneffekten, durch die sich die Auswirkungen einer Fehlfunktion potenzieren. Eine Störung, die von einem einzelnen Netz toleriert würde, pflanzt sich dabei fort und schaukelt sich auf – bis zum Totalausfall des gesamten Verbunds. Schon geringe Ursachen können so schwerste Schäden hervorrufen. Generell verläuft der Zusammenbruch eines Netzverbunds abrupter: Während ein Einzelnetz mit zunehmender Zahl ausfallender Knotenpunkte seine Funktionsfähigkeit graduell einbüßt, brechen interagierende Netze bei einer kritischen Menge defekter Verbindungen schlagartig komplett zusammen. Dadurch lassen sich Probleme in solchen Systemen schlechter vorhersagen und kontrollieren.
Noch in einer anderen Hinsicht verhalten sich verknüpfte Netzwerke pathologischer als ihre Komponenten. Während diese umso stabiler sind, je mehr Verknüpfungen sie enthalten, erhöhen zusätzliche Verbindungen bei interagierenden Netzen die Störungsanfälligkeit. Angesichts der weiten Verbreitung solcher Verbundsysteme in unserer hochtechnisierten Welt sind die Ergebnisse von Buldyrev und seinen Kollegen von beunruhigender Brisanz.
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