Einblick in Seminarkursthemen

Künstliche Intelligenz! – Wie intelligent ist sie? Was kann sie schon alles?

Bier! – Wie braut man das?  Seit wann trinkt man Bier?

Klimawandel!  - Was ist vom Mensch verursacht?  Was sind natürliche Faktoren?

Kaffee! – Wie wird er angebaut?  Auf was kommt es beim Rösten an?

Schnaps! – Wie viel Arbeit verbirgt sich hinter der Schnapsbrennerei?  Wie sieht  die rechtliche Grundlage aus?

Das sind nur einige Fragen, denen die Schülerinnen und Schüler der BNS1 im Rahmen ihrer  diesjährigen Seminarkurse nachgehen.

Doch nicht nur theoretisch wird an den Themen gearbeitet. Die „Bierbrauer“  lernen auch ganz praktisch, dass ein Brauprozess viel Aufmerksamkeit bedarf. Die „Schnapsbrenner“ unterstützten  im Herbst 2016 tatkräftig eine kleine Brennerei beim Obst auflesen und Maischen und werden auch die Gelegenheit haben, den Brennprozess zu beobachten.

Nun  gibt es  die Möglichkeit, einen kleinen Einblick in die Ergebnisse der Schülerarbeiten zu erhalten. Nachstehend finden sich Texte, die einen kleinen Ausschnitt der einzelnen Themen in Form eines Zeitungsartikels wiedergeben.

Su 03/2017

 

Der Anstieg des Meeresspiegels bedroht Bangladesch

Slum-Bewohner in Gefahr – bis 2050 sind 27 Millionen Menschen betroffen

Dhaka. Dass die Slum-Bewohner von Bangladesch in keine gute Zukunft schauen, ist schon länger bekannt, doch die neusten Forschungsergebnisse des Weltklimas zeigen, dass bis zum Jahr 2050 etwa 27 Millionen Menschen betroffen sind.
Die Auswirkungen des Klimawandels werden immer erschreckender. Er nimmt direkten Einfluss auf das Wasser, die Luft, unser Ökosystem, die Ozeane und Naturereignisse. Indirekte Auswirkungen hat der Klimawandel auf fast alle lebensnotwendigen Prozesse, wie Ernährungssicherheit, Verbreitung von Krankheiten, Sicherheitslage, Wasserversorgung und Wasserentsorgung. In weiteren Folgen wirkt er sich negativ auf die menschliche und sozioökonomische Entwicklung aus.
Kurzfristig ist mit Stürmen, Flutwellen, Überschwemmungen, Starkniederschlägen und mit Hangrutschen zu rechnen, diese Extremereignisse werden sehr schlagartig entstehen. Durch Dürre, Hitze- und Kältewellen wird die Menschheit langsam, jedoch genauso schlimm, erschüttert. Diese Extremereignisse werden in naher Zukunft immer häufiger auftreten. Die Schwächung des Lebenshaltungssystems ist die langfristige Auswirkung des Klimawandels.
Die neusten Forschungsergebnisse zeigen, dass die Extremereignisse in immer kürzeren Abständen erfolgen und sehr schwere Ausmaße annehmen werden, dadurch wird die Regenerationszeit des Landes rapide verkürzt. Für den Wiederaufbau, die Rückzahlungen von Schulden und auch die Genesung wird die Bevölkerung nicht mehr genug Zeit haben.
Der Klimawandel wirkt sich besonders negativ auf arme Bevölkerungsgruppen aus, wie den Slum-Bewohnern in Bangladesch. Vorrangig werden Überschwemmungen, Dürre, Stürme und der Anstieg des Meeresspiegels die Bewohner heimsuchen.
Der Anstieg des Meeresspiegels ist besonders tragisch. Er entsteht durch verschiedene Faktoren. Bangladesch ist von den Überschwemmungen so stark betroffen, weil drei große Flüsse das Land durchqueren. Deshalb kann viel mehr Landesfläche überschwemmt werden. Dieser Faktor wird jedoch wieder mit dem zweiten Punkt ausgeglichen. Durch die Plattentektonik sinkt das Meeresniveau wieder, da die indische Platte sich unter die eurasische schiebt. Forscher vermuten, dass sich diese zwei Punkte die Waage geben. In Bangladesch wird dadurch nur der eigentliche Anstieg, der durch die Abschmelzung von Gletschern und Eiskappen entsteht, ausschlaggebend sein.
Die Höhe des Anstieges wurde schon von vielen Instituten erforscht. Jede Forschung bringt neue Ergebnisse. Eine Quelle besagt, dass bis zum Jahr 2100 mit einem Anstieg von elf bis 80cm zu rechnen ist, ein anderes Institut beschränkt sich auf 40cm für dasselbe Jahr. Dies zeigt, dass bei der Anpassung an den Klimawandel sehr darauf geachtet werden muss, dass verlässliche Prognosen quasi nicht existieren. Die Gefahr einer Fehlanpassung ist sehr hoch, daher sollten vor allem Infrastrukturprojekte, wie Dämme oder Verbesserung der Entwässerung, erst nach eingehender Analyse und Einbeziehung der Betroffenen erfolgen.
Die Krisen müssen bewältigt werden, dadurch dass sie sich langfristig negativ auf das Lebenshaltungssystem auswirken. Die Anpassung des Klimawandels bezieht sich daher vorrangig auf die langfristige Bewältigungsfähigkeit von Naturereignissen. Sie ist notwendig, um sich zu entwickeln, doch die Entwicklung wird sehr schwierig werden. Aus der Sicht der Slum-Bewohner sind jedoch die konkreten Ausmaße der zukünftigen Ereignisse weniger von Bedeutung, da die indirekten Auswirkungen des Klimawandels auf ihre Lebensgrundlagen viel gravierender sind. Die Slum-Haushälter helfen sich gegenseitig, um das Überleben zu sichern, aber kaum, um anderen Haushalte eine langfristige Entwicklungsperspektive zu geben. Daher müssen staatliche Behörden zwangsläufig in den Entwicklungsprogrammen und Anpassungsprogrammen involviert werden. International muss hier zusammengearbeitet werden. So sagte auch Barack Obama beim Pariser Weltklimagipfel: „Wir sind nicht die letzte Generation, die den Klimawandel erleben wird, aber wir sind die letzte Generation, die etwas gegen den Klimawandel tun kann.“
Doch es gibt auch ein positives Zeichen, denn die Forschungsergebnisse zeigen auch, dass arme Bevölkerungsgruppen, wie die Slum-Bewohner in Bangladesch aufgrund ihrer Flexibilität, Erfahrung und ihres Sozialkapitals nicht zu unterschätzende Potentiale haben, den Klimawandel zu bewältigen. Sie verfügen über erstaunliche und nachhaltige Erfahrungen, um sich an Veränderungen anzupassen.
Die Zukunft wird zeigen, ob und wie die Slum-Bewohner und staatliche Behörden die Anpassung bewältigen werden.

„Wir sind nicht die letzte Generation, die den Klimawandel erleben wird, aber wir sind die letzte Generation, die etwas gegen den Klimawandel tun kann.“ – Obama

Quelle der Informationen: Tibor Aßheuer, Klimawandel und Resilienz in Bangladesch – Die Bewältigung von Überschwemmungen in den Slums von Dhaka, 2014

Mona Frick  TG12/4

 

Forschungsobjekt El Niño

– Was uns Korallen über das El Niño Phänomen sagen –

El Niño – das Wetterphänomen, das besonders im Pazifikraum rund alle sieben Jahre das Wetter durcheinanderbringt. Auslöser des Phänomens ist zunächst eine Erwärmung der Wassertemperatur im Pazifik, was die dortige atmosphärische Zirkulation durcheinander bringt. Die sonst stetig wehenden Passatwinde setzen aus, sodass kein kaltes Wasser mehr zum Äquator transportiert wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass einige Gebiete um den Äquator bei einem El Niño Ereignis überdurchschnittlich warm sind. Zahlreiche Fische sterben und es gibt Überschwemmungen, da sich das wärmere Wasser stärker ausdehnt. Aber auch Wirbelstürme oder Dürren ruft El Niño hervor. Für die betroffenen Länder birgt das Phänomen große Gefahren. Sie sind meist völlig überfordert und haben auch nicht die finanziellen Möglichkeiten sich selbst zu helfen. In Europa hingegen spüren wir die Auswirkungen nur indirekt, beispielsweise durch den Handel mit den betroffenen Ländern. Doch es stellt sich die Frage, ob wir die Schuld an solchen Wetterphänomen tragen. Darum gibt es weltweite Debatten rund um das Thema Klimawandel und um Klimaphänomene wie El Niño.Viele Wissenschaftler befassen sich mit dieser Fragestellung, so auch die Klimaforscherin Kim Cobb vom „Georgia Institute of Technologie“. Sie möchte herausfinden, in wie weit der Klimawandel El Niño zusätzlich verstärkt. Dafür betrachtet sie das Klima der jüngsten Vergangenheit auf den Weihnachtsinseln, die südlich von Indonesien liegen. Um genaue Aussagen treffen zu können, untersucht Kim Cobb und ihr Forschungsteam seit einigen Jahren die Korallen an der Küste von Kiritimati. Das Team führt Bohrungen an lebenden und fossilen Korallen durch, die teilweise 3.000 bis 7.000 Jahre alt sind. Für einen exakten Bohrkern werden hydraulische Bohranlagen genutzt. Korallen bilden während ihres Wachstums Jahresringe und lagern Sauerstoffmoleküle in ihrem Skelet ein. Jeder Millimeter der Bohrkerne wird genauestens untersucht und von den Forschern analysiert. Durch die Laboruntersuchung lässt sich das Klima der Vergangenheit verlässlich ermitteln. Das Verhältnis der unterschiedlichen Sauerstoffisotope macht es möglich, Temperatur und Niederschlag während der einzelnen Wachstumsjahre der Korallen genau zu bestimmen. Anomalien der Meerestemperatur über tausende von Jahren können zurückverfolgt werden. So kann man genau erkennen, in welchen Jahren die Wassertemperatur außergewöhnlich hoch war und kann daraus Rückschlüsse ziehen, wie heftige Auswirkungen El Niño Ereignisse der Vergangenheit hatten. Kim Cobb kann durch die Analyse der Korallen nun auch bestimmen, welchen Einfluss wir Menschen auf El Niño haben. Die Ergebnisse der Forschung zeigen, dass El Niño im 20. Jahrhundert rund 20-mal mehr Stärke aufwies, als in den 7.000 Jahren zuvor. Dies kommt gerade in den letzten Jahren besonders zum Ausdruck. Trotz einer dauerhaften starken Variation der El Niño Ereignisse, bezüglich ihrer Stärke und Häufigkeit, konnte Kim Cobb durch die Untersuchung der Bohrkerne folgendes feststellen: In den letzten 40 Jahren tritt El Niño in häufigeren Intervallen auf und die Auswirkungen sind stärker. Außerdem konnte Cobb ausmachen, dass die Klimaverhältnisse der letzten Jahrzehnte ganz anders sind, als die Jahre zuvor. Dies kann mit dem erhöhten Kohlenstoffdioxidgehalt in der Atmosphäre zusammenhängen, was sich aber heute noch nicht sicher sagen lässt. Denn vor rund 400 Jahren gab es einen kurzen Zeitraum, in welchem El Niño noch stärkere Auswirkungen aufzeigte. Kim Cobbs Erkenntnisse zeigen auf, wie wichtig derartige Forschungsarbeiten sind. Das Problem ist jedoch, dass die Forschungsarbeiten das Phänomen nicht verhindern können. Sie können uns lediglich über dessen Entwicklung aufklären und zum Handeln bewegen. Denn Länder, wie Indonesien oder Peru, die stark von El Niño betroffen sind, brauchen dringend Hilfe.

Mareike Speck TG12/4

 

 

Unterschätzter Klimafaktor - Meeresströmungen -

Wenn es um den Klimawandel geht, denkt jeder sofort an zu hohen CO2-Ausstoß, neue Auflagen für die Emissionen von Kraftfahrzeugen oder an Ozonlöcher. Oftmals werden dadurch viele Faktoren vernachlässigt, die ebenfalls sehr große Auswirkungen auf die Klimaveränderungen haben.

Die Strömungen im Nordatlantik transportieren dauerhaft eine Energiemenge von 1,5 Petawatt und heben so die mittlere Temperatur in ganz Westeuropa um ca. 5 °C bis 10 °C an. Alleine schon durch diese große Menge an Energie wird das Klima im Bereich des Nordatlantik stark beeinflusst. Es ist sogar eine Verschiebung der Klimazonen erkennbar. Diese Verschiebung hat Einfluss auf Flora, Fauna und auch auf Energiegewinnung und somit auf die Umweltbilanz von Mensch und Industrie. Daher ist nur schwer vorherzusehen, was passieren würde, wenn die Strömungen sich verändern.

Dennoch geben die Informationen, die man dem Meeresboden durch eine Untersuchung von Kalziumkarbonat entnehmen kann, darüber Aufschluss, dass vor allem die Veränderungen der Strömungen des Nordatlantik eine starke Klimaänderung ausgelöst haben. Die Veränderung der Strömungen wurde durch den Eintritt in eine Eiszeit ausgelöst. Durch die Eisschmelze wird an den Polen viel Süßwasser frei, das den Salzgehalt des Wassers und somit dessen Dichte senkt. Durch diese geringere Dichte wird das Wasser nicht mehr so schnell und in so großen Mengen in die Tiefe sinken. Dadurch wird sich z.B. die Strömung des Golfstromes um ca. 30% verringern. Während einer Eiszeit ist der CO2 Gehalt niedriger als zu Warmzeiten. Der Ozean hat durch das Abreisen der Strömungen die Hälfte des CO2 aufgenommen, dass für die Entstehung einer Eiszeit notwendig ist. Auch an diesem Beispiel zeigt sich die große Tragweite der Veränderung der Strömungen.

Neben dem Wärmetransport nimmt der Ozean wie oben bereits angesprochen CO2 auf und speichert dieses auf verschiedene Arten. Das meiste CO2 wird dadurch gespeichert, dass Pflanzen im Wasser wie z.B. Algen durch Photosynthese CO2 aufnehmen. Dieser Vorgang wird beim Nachfließen von nährstoffreichem Tiefenwasser durch die Meeresströmungen beschleunigt (Bild 1). Durch Düngung der Algen hat man versucht diesen Effekt zu beschleunigen, um der Atmosphäre Sauerstoff zu entziehen. Nach einiger Zeit sterben die Algen selbst ab oder werden von Tieren gefressen. Diese nehmen das CO2 selbst in sich auf und scheiden es zum Teil wieder aus, wodurch genau wie die abgestorbenen Algen das CO2 gebunden zum Meeresboden sinkt. Dieser Effekt mag zwar unbedeutend und vernachlässigbar erscheinen, dennoch gilt zu berücksichtigen, dass ca. 70,7% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt ist.

Da die Meeresströmungen ein sehr komplexes System sind, lassen sich Auswirkung nur schwer bestimmen. Es ist nur schwer vorherzusagen, welche Auswirkungen das Klima rückwirkend auf die Strömungen hat. Die Thermohaline Zirkulation, welche die hauptsächliche antreibende Kraft der Meeresströmungen ist, setzt sich aus zwei heute vergleichsweise schnell schwankenden Faktoren zusammen. Sie setzt sich wie bereits das Wort aussagt aus der Temperatur (=thermo) und dem Salzgehalt (=halin) zusammen. Durch den Klimawandel steigt die Temperatur schneller als üblich, was die Polschmelze fördert. Durch die Polschmelze gelangt viel Süßwasser in die Ozeane, was die Thermohaline Zirkulation verändert. Wie schon beschrieben, wird daher z.B. wird damit gerechnet, dass sich so der Golfstrom abschwächt.

Dass der Ozean und seine Strömungen auf dem Gebiet des Klimas immer für Überraschungen gut sind, zeigt sich auch daran, dass der angenommene CO2-Anteil der Atmosphäre in den vergangenen Jahren rasanter steigen sollte, als es tatsächlich eintrat. Durch Nachforschung fand man heraus, dass das „verschwundene“ CO2 durch den Ozean aufgenommen wurde. Dies ist nur eine der unerwarteten Folgen der Meeresströmung. Da die Strömungen große Auswirkungen haben und vergleichsmäßig nur schlecht erforscht sind, könnten hier in Zukunft weitere unvorhergesehene Veränderungen auftreten.

Felix Fichtner-Pflaum TG12/3

 

Bier brauen mit der Hand war gestern: Automatisierung durch Hilfe der IT ist heute

Rico Münch und Daniel Moyrer wollen mit Ihrem Thema „Bier brauen mit dem Raspberry Pi“ am Technischen Gymnasium in Bruchsal einen Seminarkurs abschließen. Aber was ist ein Seminarkurs? Und was ist überhaupt ein Raspberry Pi? Auf diese Fragen werden wir in diesem Artikel eingehen!
Ein Ziel vor Augen, und dieses über ein Schuljahr hinweg erarbeiten. So in etwa lässt sich ein Seminarkurs schnell, grob und kurz zusammenfassen. Nicht nur die Möglichkeit, je nach Wahl des Seminarkurses, sein viertes Abiturprüfungsfach oder sein fünftes, mündliches Abiturprüfungsfach abrechnen zu lassen, man bekommt auch noch die Möglichkeit, ein Jahr konzentriert ein Thema zu erarbeiten und sich hierbei weiterzubilden. Durch die Auswahl bekommt man zudem die Möglichkeit, nicht zu einem Thema gezwungen zu sein, sondern sich sein Thema aussuchen zu können und so eines zu wählen, was einen selber interessiert.
Aber nun zum eigentlichen Thema, was beinhaltet der Seminarkurs „Bier brauen mit dem Raspberry Pi“? Hierbei haben wir uns das Ziel gesetzt, mit Hilfe eines Mikrocomputer (dem sogenannten Raspberry Pi) ein Programm zu entwickeln, welches eine kleine Bierbrauanlage steuert. Hierbei werden die weborientierten Programmiersprachen HTML, PHP und JavaScript genutzt, um direkt eine Anbindung ans Internet zu haben, sodass das Programm vom Smartphone und auch von jedem Rechner der Welt gesteuert werden könnte. Hierbei sind einige wichtige Sachen nicht zu vernachlässigen. Wie schnell reagiert der Temperatursensor? Wie bringe ich eine Automatisierung rein? Viele Fragen stellen sich, welche über das Jahr hinweg gelöst werden müssen. Bei ersten Testläufen, bei welchen LED’s die Relais zum An– und Ausschalten des Heiz- oder Rührwerks simulierten, klappte dies bereits sehr gut. Die simulierten „Relais“ reagieren schnell und zuverlässig. Wie es in Zukunft weitergeht, werden erste praxisnahe Versuche an einer richtigen Bierbrauanlage zeigen!

Daniel Moyrer TG12/2

Klimawandel - Landwirtschaft geht Risiken ein

Der Klimawandel zwingt deutsche Landwirte zum Handeln
Gibt´s im März viel Regen, bringt die Ernte wenig Segen – so eine alte Bauernweisheit. Ob man sich auf solche Sprüche je verlassen konnte, bleibt fraglich. Sicher jedoch ist, dass der Klimawandel die Pläne der deutschen Landwirte 2017 auf die Probe stellen wird.
Rückblick 2016: In diesem Sommer stieg das Quecksilber auf seinen globalen Rekordwert.  Während im Norden Deutschlands das Getreide auf dem Trockenen lag, waren im Süd-Westen vor allem die anhaltenden Niederschläge von Mai bis Juni Grund zur Sorge. „Wir stecken mitten im Klimawandel“, so Dr. Paul Becker, Vizepräsident des Deutschen Wetterdienstes am 12. September 2016 beim Deutschen Klimakonsortium.  Vermehrte Regenfälle in den Mai- und Junimonaten sind zwar durchaus normal, jedoch nicht die Dauer des so genannten Mittel-Europa-Tiefs. 2016 sorgte das Tiefdruckgebiet wochenlang für ständige Regenfälle. Diese oft lokal konzentrierten Wetterextreme waren unter anderem verantwortlich für erschreckende TV-Bilder aus dem von einer Sturzflut überraschten Dorf Braunsbach.
In Baden Württemberg fiel die Getreideernte unterdurchschnittlich aus. Circa 15 Prozent sank der Ertrag in Vergleich zum Vorjahr. In der Hauptwachstumsphase bremsten die anhaltende Nässe und fehlender Sonnenschein die Kornentwicklung. Die Qualität unterlag teils starken Schwankungen. Landwirte im Nord-Osten Deutschlands wiederum verzeichneten deutlich geringere Erträge, aufgrund fehlender Niederschläge. Zum Leidwesen der Landwirte gibt sich der Klimawandel jedoch nicht mit den Wachstumsphasen der Feldfrüchte zufrieden. Unbeständiges Wetter während der Erntezeit verzögert das Einbringen und birgt obendrein das erhöhte Risiko der Verluste durch Unwetter. Für 2017 werden ähnliche Zustände erwartet. In Anbetracht des derzeitigen Wetters mag so mancher Landwirt sich seiner alten Weisheit bestätigt sehen.
Klimawandel soll genutzt werden
In den Veränderungen sehen viele Bauern auch verstecktes Potential, vor allem für die deutsche Landwirtschaft. In ihrer Anpassung an den Klimawandel greift sie zunehmend nach neuen Kulturpflanzen, welche mit den neuen Bedingungen besser klar kommen sollen. Körnermais, Hirse, Soja, Sonnenblume und Hartweizen versprechen bessere Erträge und sind auf dem Vormarsch. Doch, wie in jeder Garderobe, gibt es auch hier einen  Haken. Das Betreten von Neuland birgt immer Risiken und ist zunächst mit Investitionen verbunden. Ob diese sich lohnen ist letztendlich auch von der Nachfrage abhängig.
Weitere Chancen sehen viele in der allgemeinen Erwärmung. Die Vegetationsperiode weitet sich Richtung Winter aus. Folglich kann die Saat früher ausgebracht werden und hat mehr Zeit sich auszubilden. Mais beispielsweise kann 2017 schon Mitte April gesät werden. Im Idealfall ist eine schneller wachsende und kräftigere Pflanze die Folge. Bei der Wahl, der frühestmöglichen Gelegenheit, sind jedoch genaue Wettermodelle, Erfahrung und wohl auch ein bisschen Bauchgefühl von nöten. Mit dem Ausnutzen der frühen Wachstumszeiten gehen die Landwirte bewusst Risiken ein. Denn der Klimawandel macht die Zeit, die er schenkt, wiederum unberechenbar. So können plötzlich eintretende Kälteeinbrüche oder zu feuchte Böden den Feldaufgang um selbiges Maß verzögern und hinzukommend die Keimausfälle in die Höhe schnellen lassen.
Langfristig bleibt jedoch keine andere Wahl, als Risiken einzugehen. Die Landwirtschaft hat sich schon immer an das Klima angepasst – das wird sie auch weiterhin tun müssen.

Sven Dörrmann, 10.03.2017

Endzeitszenario nach Asteroiden Einschlag – Alles nur ein Mythos der Filmindustrie?

Ob in Action-Filmen wie „Armageddon - Das jüngste Gericht“, „Deep Impact“ und „Apokalypse Eis - Der Tag, an dem die Welt erfriert“ oder in dem Animationshit „Ice Age 5 - Kollision voraus!“; Hollywood greift immer wieder das Endzeit Szenario eines Asteroideneinschlags auf. Oft reist ein heldenhaftes Team in den Weltraum, um den Zusammenstoß gerade noch zu verhindern, während die Menschheit auf der Erde bereits mit dem Leben abschließt. Öfters spielt die Handlung des Films auch nach der Katastrophe und die Helden des Films müssen mit den Folgen des Einschlags leben. Ihre faszinierenden Abenteuer begeistern oft Groß und Klein. Doch was würde wirklich geschehen, wenn ein Asteroid, ähnlich dem „Dino-Killer“, der einst die Dinosaurier auslöschte, auf unsere Erde auftreffen würde?  Wie groß ist die Gefahr wirklich? Gibt es noch Rettung, wenn der Asteroid rechtzeitig entdeckt wird? Mit diesen Fragen befasst sich dieser Artikel.
Der Krater, der mit der Auslöschung der Dinosaurier in Verbindung gebracht wird, schlug auf der Halbinsel Yucatán in Mexico ein. Er wird Chixulub Krater genannt und ist einer der best erhaltensten Meteoritenkrater der Welt. Der Asteroid, der ihn damals entstehen ließ, hatte nach Expertenmeinung einen Durchmesser von ca. 10 – 15 Kilometern und war damals wahrscheinlich nicht nur für das Aussterben der Dinosaurier, sondern auch für die Vernichtung von einem Großteil der damaligen Tier- und Pflanzenwelt verantwortlich. Man geht davon aus, dass so ein Ereignis die Erde etwa alle 100 Milliarden Jahre erschüttern wird. Die Folgen eines solchen Einschlags wären voraussichtlich in einem ähnlichen Ausmaß, wie vor ca. 66 Millionen Jahren.
Wenn ein Asteroid dieser Größenordnung in unsere Erdatmosphäre eintritt, reißt der Asteroid ein riesiges Loch in die Atmosphäre. Die Geschwindigkeit und Größe des Objekts wird dazu führen, dass der Gesteinsbrocken ungehindert und ohne Verlust von Geschwindigkeit oder Temperatur auf die Erde auftreffen wird. Sobald der Meteorit nach etwa 10 Sekunden die Erde berührt, reißt er ein riesiges Loch in den Boden und schleudert Trümmerteile mehrere Meter außerhalb des Kraters. Dabei entsteht eine Trümmerwüste, die sogar eine Ähnlichkeit mit den Landschaften haben könnte, durch die auch unsere Hollywood Helden oftmals auf einer ihrer Expeditionen wandern. Das Gestein des Asteroiden verdampft zu einer riesigen Glutwolke. Dies wird dazu führen, dass sich die Luft in der Nähe des Einschlagsortes auf mehrere hundert Grad erhitzen wird. Bald hat diese Hitzewelle die ganze Erde eingehüllt und es entsteht ein riesiger Glutofen. Das Aussehen der Explosion lässt sich am besten mit der Explosion einer Atombombe vergleichen. Dieser extreme Temperaturanstieg wird dafür sorgen, dass alles Leben in Sichtweite des Feuerballs ausgelöscht wird. Die bei dem Aufprall freiwerdende Energie jagt derweil in Form einer Schockwelle durch den Boden, die einem Erdbeben der Stärke 11,5 entspricht. Die Erschütterungen werden mit größter Wahrscheinlichkeit weltweit spürbar sein. Sobald die Schockwelle auf den Meeresgrund trifft, werden hohe Tsunamiwellen erzeugt und es entsteht eine weitere tödliche Gefahr durch die Überflutung großer Gebiete der Küstenregionen. Dieses Szenario wird in den actionreichen Science-Fiction Abenteuern Hollywoods gerne aufgegriffen. Der starke Aufprall macht sich auch in der Luft bemerkbar. Eine Druckwelle rast von dem Einschlagsort mit einer Windgeschwindigkeit von etwa 15.000 km/h über die zerstörte Landschaft. Diese wird allerdings schnell schwächer und stellt daher im Gegensatz zu den vorherigen Ereignissen eine verhältnismäßig kleine Gefahr für das Überleben der Menschheit dar. Eine andere Auswirkung des Einschlags, die zu der Zeit der Dinosaurier noch keine Rolle spielte, ist ein elektromagnetischer Impuls, der bei der Explosion frei wird. Durch die  extremen Bedingungen innerhalb des Feuerballs verändert sich selbst die Struktur der Atome und es entstehen eine große Menge positiv geladener Ionen und freie Elektronen. Dieser elektromagnetische Impuls rast dann unsichtbar, lautlos und 50mal schneller als ein Blitz durch Luft und Boden. Wenn dieser Impuls auf einen metallischen Gegenstand oder Stromkreis trifft, erzeugt er innerhalb einer Millisekunde extreme Hochspannung von mehreren Kilovolt. Zu viel für nahezu jedes unsere elektronischen Geräte. Sie fallen abrupt aus oder brennen komplett durch. In diesem Fall versagen alle Schutzmaßnahmen wie Blitzableiter oder Überspannung. Nicht einmal Satelliten in der Erdumlaufbahn sind vor dieser Gefahr sicher. Sobald die Satelliten zerstört sind, wäre sämtliche gesteuerte Kommunikation und Navigation stark eingeschränkt. Bei der Einschätzung, wie weit die Ausbreitung dieser Hochspannungswelle reichen wird, müssen momentan selbst Experten passen, da es ein vergleichbares Ereignis noch nie auf der Erde gab.
Doch nicht nur kurzfristige Folgen wären für uns gefährlich. Diese waren damals nämlich nur der Beginn einer viel verheerenderen Katastrophe. Die langfristigen Folgen sind es, die global so große Schäden anrichten konnten, dass die Dinosaurier damals ausstarben. Nun wird sich der ein oder andere Leser fragen, wie das möglich ist und was verheerender sein kann als eine gewaltige Explosion die Brände und Schockwellen nach sich zieht. Doch genau hierin liegt das Problem. Wir können uns alle zumindest wage daran erinnern, dass der Flugverkehr aufgrund eines Vulkanausbruchs mindestens einmal mit Verspätungen zu kämpfen hatte oder gar stillgelegt werden musste. Ein gutes Beispiel hierfür wäre der Ausbruch des Eyjafjallajökull, ein Vulkan dessen Name kaum auszusprechen ist. Dieser befindet sich in Island und als er am 14. April 2010 ausbrach, geriet so viel Asche in die Luft, dass der Flugverkehr über Europa teilweise lahmgelegt werden musste. Aber bei einem Meteoriten mit der Größe von 10 bis 15 Kilometern würde die darauffolgende Aschewolke nicht einfach nur den Flugverkehr lahmlegen, falls dieser bei solch einem Ereignis nicht schon durch die bereits erwähnten kurzzeitigen Folgen behindert wurde. Die Aschewolke würde nämlich nicht nur uns Menschen und unsere Technik beeinträchtigen, sondern das komplette Ökosystem, sowie das Klima. Manch einer wird sich jetzt fragen, wie es sein kann, dass eine Aschewolke solche Auswirkungen hat. Diese Frage ist natürlich berechtigt, denn solch ein Szenario hat sich seit es uns Menschen gibt noch nie abgespielt und es ist deshalb auch schwer vorstellbar. Dennoch ist es so, dass durch den Impakt und die darauffolgenden Flächenbrände die Rußpartikel und der Staub so hoch in die Atmosphäre geraten, dass sie sich nur sehr langsam von dort aus wieder absetzen. Dadurch ist die Aschewolke so lange in der Atmosphäre, dass die Sonnenstrahlen einfach viel zu lange nicht an die Erdoberfläche gelangen. Dabei handelt es sich um viele Monate, weshalb die Erde auch abkühlt. Allerdings ist es so, dass die Küstenregionen viel schneller abkühlen als die Ozeane. Dies hält die Ozeane jedoch nicht davon ab nach 2 bis 3 Jahren Sonnenpause ebenfalls zuzufrieren. Ist dies geschehen, so ist eine Stabilisierung des Klimas so unsicher wie es der Immobilienmarkt 2008 war. Wenn die Erde erst einmal zugefroren ist, so können die Sonnenstrahlen auch nach dem Verschwinden der Aschewolke auf den Eisflächen ohne jegliche Wärmeausbeutung reflektieren und zurück ins Weltall strahlen. Dadurch bricht eine erneute Eiszeit aus und das Ice Age Szenario ist plötzlich nicht mehr Hollywood. Doch es muss nicht nur die Eiszeit sein. Bereits vorher würde es große Auswirkungen auf das Ökosystem geben. Wenn wir alle im Biologieunterricht aufgepasst haben, dann wissen wir ganz genau, das Pflanzen Sonnenlicht für die Photosynthese benötigen, welches wir durch die Aschewolke allerdings nur in geringen Mengen zur Verfügung hätten. Ein großer Teil der Pflanzen würde somit im Laufe der Zeit absterben, wodurch wichtige Nahrungsmittel für Insekten, Tiere und uns Menschen verschwinden würden. Dadurch gäbe es eine verheerende Störung in der Nahrungskette und das Überleben würde noch schwerer werden.
Um so etwas vorzubeugen, sind wir Menschen ständig am Entwickeln von möglichen Abwehrsystemen, wobei sich drei Möglichkeiten als annehmbar herausgestellt haben. Sollte ein Asteroid jemals als gefährlich eingestuft werden, so hätten wir die Möglichkeit diesen durch von einer Sonde gebündelte Sonnenstrahlung abzulenken, da die Sonnenstrahlen Materie des Asteroiden zum Verdampfen bringen würden und ihn somit langsam in die entgegengesetzte Richtung ablenken müssten. Möglich wäre dies allerdings nur bei einem Asteroiden mit bis zu 500 m Durchmesser. Für größere Asteroiden mit bis zu 1 km Durchmesser kommt die Ablenkung durch eine Kollision mit einer Sonde in Frage. Bei Asteroiden wie dem, der die Dinosaurier zum Aussterben brachte würde zur heutigen Zeit nur eine Ablenkung durch die Schwerkraft zur Debatte stehen. So könnte man einen angetriebenen Satelliten, welcher seine Energie aus Solarzellen oder einem Kernreaktor beziehen müsste, je nach Größe des Asteroiden mehrere Jahre über diesem schweben lassen um eine Kollision in 20 Jahren zu vermeiden.
Auch wenn uns dieser Artikel die Kollision eines Meteoriten wie dem, der die Dinosaurier auslöschte sehr nahe gebracht hat und gezeigt hat, dass die Hollywood Szenarien auch real werden können, so können wir dennoch in Ruhe ausatmen. Die Wahrscheinlichkeit für solch einen verheerenden Impakt ist sehr gering und wir sollten noch genug Zeit haben uns gut darauf vorzubereiten. Sollte es irgendwann einmal so weit sein, dann haben wir genau einen großen Vorteil gegenüber den Dinosauriern. Wir werden dem Asteroiden nicht völlig schutzlos ausgeliefert sein, da wir mit unserem Verstand und unserem ständigen technischen Fortschritt auf der Suche nach Lösungen sind. Lösungen, die uns diese zur heutigen Zeit unwahrscheinliche aber dennoch ernstzunehmende Gefahr minimieren lassen können.

Autoren des Artikels: Absatz 1-3 Marie Lamminger, Absatz 4-6 Dieter Kon

Der Laacher See Vulkan

Vulkane wie der Vesuv in Italien, der Ätna auf Sizilien oder der Mount St. Helens in den USA sind fast jedermann bekannt. Sie können unglaubliche Zerstörung anrichten und viele Menschen töten. Doch diese Vulkane sind alle weit entfernt von Deutschland, weshalb sich die meisten Menschen hierzulande nicht von Vulkanen bedroht fühlen. Was die meisten aber nicht wissen, es gibt einen Vulkan in Deutschland  und zwar einen der wohl gefährlichsten Vulkane Europas. Und das ist noch nicht alles, denn dieser Vulkan ist nach neuen Erkenntnissen sogar noch aktiv. Die Rede ist vom Laacher See, der sich in der Eifel nordwestlich von Koblenz befindet.

Ein idyllischer See in der Eifel soll ein gefährlicher Vulkan sein? Das mag erstmal komisch klingen aber entspricht tatsächlich der Wahrheit. Aber warum ist dieser Vulkan mitten in Deutschland so unbekannt? Der Grund liegt in der Geografie des Laacher Sees. Die meisten Menschen sehen, wenn sie an einen Vulkan denken einen hohen Berg mit einem Krater vor sich. Bei dem Laacher See hingegen handelt es sich lediglich um ein einen riesigen Krater. Der Berg, der in den meisten Fällen einen Vulkan kennzeichnet, existiert hier nicht. Der Grund dafür ist, dass es sich bei diesem Vulkan nicht um einen Schichtvulkan wie beispielsweise den Vesuv handelt. Stattdessen ist der Laacher See ein riesiges Maar, das durch den Kontakt von aufsteigendem, heißem Magma mit kaltem Wasser ausbricht. Durch den Temperaturunterschied wird eine gewaltige Explosion ausgelöst, die Gestein und Ashe in die Luft schleudert. Beim letzten Ausbruch des Laacher See ca. 11.000 v.Chr. wurden 16 km³ Tehpra, so nennt man das von einem Vulkan ausgestoßene Eruptionsmaterial, in die Atmosphäre geschleudert. Zum Vergleich, der Vesuv stieß bei seinem verehrenden Ausbruch 79 n.Chr. lediglich 3,3km³ an Tehpra aus. Um den Laacher See bildete sich nach dem Ausbruch eine Ascheschicht von bis zu sieben Metern. Anhand dieser Zahlen wird deutlich, wie schwerwiegend die Folgen eines Ausbruch des Laacher Sees sein können. Würde der Vulkan heute ausbrechen hätte dies Folgen für ganz Deutschland, vermutlich sogar für die ganze Welt. Nur 24km vom Laacher See befindet sich die Großstatt Koblenz. Hier leben heute mehr als 110.000 Menschen. All diese Menschen wären bei einem Vulkanausbruch in akuter Lebensgefahr.  Außerdem verläuft der Rein nur wenige Kilometer vom Laacher See entfernt. Bei einem Ausbruch besteht die Gefahr, dass Glutlawinen eine Art Staudamm bilden und den Wasserpegel im Rhein rapide ansteigen lassen. Bricht dieser Damm, würde eine gewaltige Flutwelle das Rheintal in nördliche Richtung überschwemmen. Eine weitere Gefahr stellen so genannte Lavabomben dar. Dies sind meist eiförmige Brocken aus Eruptionsmaterial, die bei einem Vulkanausbruch in die Luft geschleudert werden. Sie können mehrere Meter groß werden und ein Gewicht von über 100 Tonnen erreichen. Aber auch Global wäre ein Ausbruch des Laacher See Vulkans eine Katastrophe. Bei dem Ausbruch 11.000 v.Chr. gelangte große Mengen Eruptionsmaterial bis zu 40km hoch in die Atmosphäre. Dass dies verheerende Folgen haben kann zeigte sich bei dem Ausbruch des Pinatubo 1991. Bei diesem gelangten 10km³ Tephra in die Atmosphäre, was zu einem weltweiten Abfall der Durchschnittstemperatur um 0,4°C führte. Winzig feine Teilchen, so genannte Aerosole, verteilten sich in der Stratosphäre. Diese Aerosole reflektierten einen Teil des Sonnenlichtes, wodurch sich die Temperatur verringerte. Ähnliche Folgen hätte ein Ausbruch des Laacher Sees heutzutage wohl auch. Der Temperaturabfall könnte im schlimmsten Fall sogar zu einem vulkanischen Winter und Hungersnöten führen.
Doch müssen wir uns wirklich Sorgen machen? Vorerst wohl eher nicht. Laut dem Leiter des Landesamtes für Geologie in Mainz, Prof. Georg Wieber, gibt es keine Hinweise auf einen Ausbruch in naher Zukunft. Dennoch gehen Wissenschaftler seit einigen Jahren davon aus, dass der Vulkan weiterhin aktiv ist. Ein mögliches Anzeichen für die vulkanische Aktivität des Laacher See sind die am See aufsteigenden Gase. Bei aufsteigendem Magma nimmt der Druck in der Magmakammer ab, je weiter sich das Magma der Erdoberfläche nähert. Durch den abnehmenden Druck werden Gase wie Kohlenstoffdioxid aus dem Magma gelöst. Dies könnt auch am Laacher See der Fall sein. Außerdem werden jährlich um den Laacher See etliche Erdbeben gemessen. Auch diese können ein Hinweis auf aufsteigendes Magma sein. Der Vulkan sollte also keines Falles unterschätzt werden, auch wenn ein Ausbruch in nächster Zeit eher unwahrscheinliche ist.

Nico Walter   TG12/1    Mai 2017


Quellen:
www.vulkane.net/vulkane/eifel/laacher-see-vulkan.html
lokalo.de/artikel/131740/experten-anzeichen-fuer-zunahme-der-vulkanaktivitaet-unter-der-eifel/
vulkanschule.de/vulkane/ausbruch-laacher-see
www.aachener-zeitung.de/lokales/region/vulkanausbruch-in-der-eifel-wird-kommen-1.1004884
de.wikipedia.org/wiki/Laacher_See
www.spiegel.de/wissenschaft/natur/bewegte-erde-forscher-warnen-vor-vulkan-gefahr-in-der-eifel-a-466051.html
www.mysteryblog.de/vulkanausbruch-in-deutschland-die-vulkaneifel-319186.html
www.osteifel-aktiv.de/41527/98501.html

Stand: 21.02.2018

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Elternsprechabend am 28.02.2018
(18:00 bis 20:00 Uhr)

 

TG12 - Spendenaktion für "Familien in Not"

 

Nächster Beginn Technikerschule Gebäudesystemtechnik Donnerstag, 13. September 2018

 

7 Gründe zum Besuch unserer Zweijährigen Berufsfachschule - mehr als nur ein Mittlerer Bildungsabschluss

 

 

 

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