Forschergeist Folgen

Das Heulen eines Wolfrudels, ein frühmorgendliches Vogelkonzert, der Gesang der Wale oder das Trommeln einer Wolfsspinne: Mit der Art und Weise, wie die Tierwelt von sich hören lässt, befasst sich die Bioakustik – eine Spezialdisziplin der Zoologie. Am Berliner Museum für Naturkunde existiert eine der drei weltweit größten Sammlungen mit ca. 120.000 Aufnahmen von Tierstimmen. Karl-Heinz Frommolt ist wissenschaftlicher Leiter dieses Archivs. So vielfältig die Fauna kommuniziert, so unterschiedlich erzeugen die Tiere diese Laute. Viele Wirbeltiere modulieren mit dem Luftstrom in einem Kehlkopf ihre Stimme, wie eben auch der Mensch. Es gibt aber auch andere Mechanismen: Insekten etwa produzieren Schall, indem sie Körperteile aneinanderreiben: So entsteht beispielsweise das für Grillen typische Zirpen. Eine erstaunliche Variabilität legen Vögel an den Tag, die auch den Gesang fremder Arten in ihr eigenes Repertoire einbauen. Der in Australien beheimatete Leierschwanz besitzt ein so ausgeprägtes Stimmorgan, dass er auch Geräusche aus der menschlichen Zivilisation täuschend echt nachahmen kann, wie etwa das Surren einer Kamera oder eine Alarmanlage. Nützlich erweist sich das Tierstimmenarchiv beispielsweise für die Verhaltensforschung, wenn Biologen in Playback-Experimenten untersuchen, wie Tiere auf bestimmte Laute reagieren. Es wird für künstlerische Zwecke sowie natürlich für Bildung genutzt und zuletzt auch, um durch das automatische Erkennen von Arten zum Monitoring der Biodiversität beizutragen.

Medizinische Erkenntnis durch Auswertung von Patientendaten aus verschiedenen Quellen – oder Schutz sensibler, persönlicher Informationen vor Weitergabe an Dritte: Das sind zwei berechtigte Anliegen, die meist nur schwer unter einen Hut zu bekommen sind. Der Weg, alle relevanten Daten in einen Topf zu werfen und auszuwerten, ist oft aus rechtlichen Gründen verbaut. Doch es gibt eine Alternative, die den Konflikt zwischen Kollaboration und Datenschutz auflösen kann. Das Federated Secure Computing genannte Verfahren setzt darauf, dass die Daten quasi ihren Heimathafen gar nicht verlassen. Wenn etwa mehrere Forschungseinrichtungen ihre jeweiligen Datenbestände analysieren, tun sie das für sich parallel auf dieselbe Methode und führen dann ihre Ergebnisse zusammen. Das ist kryptografisch abgesichert, so dass sich keine Rückschlüsse auf einzelne Originaldaten ziehen lassen. Und die Resultate sind im Endeffekt genauso gut wie bei einer gemeinsamen Datenbasis. Hendrik Ballhausen von der Ludwig-Maximilians-Universität München ist einer der Köpfe dieses innovativen Projekts, das vom Stifterverband im Rahmen der Initiative „Wirkung hoch 100“ gefördert wird. Die zugrunde liegenden mathematischen Verfahren gibt es schon seit den 1970er-Jahren. Neu ist der Open-Source-Ansatz, dieses verteilte Rechnen in schlanke, effiziente Anwendungen zu verpacken, um zum Beispiel Korrelationen in Daten zu erkennen. Dies nutzt nicht nur der medizinischen Forschung, sondern könnte etwa auch in der Wirtschaft zur Erstellung von Branchen-Benchmarks dienen – wenn Unternehmen, die miteinander im Wettbewerb stehen, ihre Daten einfließen lassen, ohne sie aus der Hand zu geben.

Vor 11.000 Jahren kam es in der Eifel zu einer gewaltigen Eruption: Der Ausbruch des Vulkans, an dessen Stelle sich inzwischen der Laacher See befindet, verwüstete weite Landstriche. Eine Lawine aus glühender Lava wälzte sich zu Tal und türmte sich zu einem hundert Meter hohen Damm, der den Mittelrhein in einem Gebiet vom heutigen Koblenz bis nach Mainz zu einem See aufstaute. Auch wenn gerne das Gegenteil behauptet wird, weil die Eifel-Vulkane alle scheinbar friedlich ruhen: Ganz erloschen sind die vulkanischen Aktivitäten in Westdeutschland keineswegs, so Hans-Ulrich Schmincke. Er gilt als einer der weltweit führenden Vulkanologen. Zunächst in den USA und dann als Professor an den Universitäten in Bochum und Kiel hat er sich von 1969 bis zu seiner Emeritierung 2003 diesem Forschungsgebiet intensiv gewidmet. Der Vulkanismus, bei dem geschmolzenes Gestein aus den heißen Erdinneren an die Oberfläche aufsteigt, ist ein vielschichtiges Thema. Zum Beispiel gibt es Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung des hochgedrückten Materials, und dies wiederum entscheidet über die Art des Ausbruchs. Schmincke (Jahrgang 1937) berichtet auch von seinen wissenschaftlichen Reisen, die ihn nicht nur zu den jetzt mit Wasser gefüllten Kratern in der Westeifel geführt haben, den „Maaren“. Auf Hawaii und den Kanarischen Inseln etwa hat er aktive Vulkane vor Ort untersucht. Und er erzählt von der ohrenbetäubenden Erfahrung, wenn man einen frischen Lavastrom aus der Nähe beobachtet – einem Lärm, als würde man neben einem Düsenjet stehen.