Gießen. Die Energiewende in Deutschland ist und war alternativlos (also das Abschalten aller AKWs bis 2020, sowie der favorisierte Ausbau der erneuerbaren Energien wie Wind, Solar, etc), die Durchführung der Energiewende ist zuweilen planlos. Letzteres spielt ihren Gegnern in die Hände, die sich etwa an der zunehmenden Verspargelung der Landschaft in Mittelhessen und darüber hinaus aufregen.

Diesen Kritikern fehlt das große Bild.

Daher war es aufrüttelnd, dass Mojib Latif -- derzeit Deutschlands bekanntester Klimaforscher -- in einem Gastvortrag der jüngsten Klimakonferenz der Pflanzenforscher an der Justus-Liebig-Universität Gießen diese Gesamtbild nochmal zeichnete.

Christoph Müller und Mojib Latif (r.) auf der Klimakonferenz in Gießen. (Bild: m_)

Der Kieler Klimaforscher Latif blieb dabei weitest gehend optimistisch: Wir können das noch schaffen, nämlich das 2-Grad-Ziel (soweit darf sich die Erdatmosphäre bis 2100 erwärmen), um die Auswirkungen des Klimawandels noch einigermaßen zu beherrschen.

Latif analysierte die Ursachen: Die Menschheit verbraucht zu viel Energie, insbesondere verbrennt sie zu viele fossile Energieträger dafür, die dann als Treibhausgas CO2 die Erdatmosphäre erwärmen. Die Folgen: Klimazonen verschieben sich. Wetterphänomene wie etwa Extremereignisse (Starkregen in Europa, Hurrikane im Golf von Mexiko) nehmen zu. Der Meeresspiegel steigt (derzeit rund 3,4mm pro Jahr). Der Eispanzer von Grönland schmilzt dahin. Bald ist das Nordpolarmeer im Sommer eisfrei (friert im Winter allerdings wieder zu).

Klimaforscher Latif zitierte dazu Roger Revelle (1909-1991), der schon in den 1980er Jahren sagte, die Menschen starten ein gigantisches geophysikalisches Experiment, das es in der Erdgeschichte so noch nicht gab und auch nie wieder geben wird.

Seit den Aufzeichnungen der Erdoberflächen-Temperaturen aus dem Jahr 1880 bis heute stiegen die Durchschnittstemperaturen um 1 Grad Celsius. "Das hört sich wenig an", sagt Latif, "doch zwischen Eiszeit und Warmzeit liegen auch nur 5 Grad Celsius."

"My question is: which world do we want" -- welche Welt wollen wir, fragte Latif sich und das Publikum. Das 2-Grad-Ziel ist erreichbar. Alle Techniken dafür sind verfügbar. Und dass Politiker und andere Entscheidungsträger das Kostenargument anführen: Alles zu teuer; das hält Latif schlicht für kurzsichtig und dumm. Selbst das 2-Grad-Ziel als Absichtserklärung und Ergebnis des jüngsten Klimaschutzkonferenz in Paris (COP21) vermeide bestenfalls das Schlimmste, meint Latif.

In seiner Argumentationskette hat Mojib Latif da gewichtige Schützenhilfe, indem er den US-Präsidenten Barack Obama zitiert, der wiederum den Bürgerrechtler Martin Luther King Jr. zitiert mit:

"There is such a thing as being too late."

Die sagenumwobene Enigma gab den Auftakt zu einer Geheimsprachen-Reihe am Mathematikum in Gießen

Gießen. Geheimsprachen faszinieren. Schon Kinder erfinden mit der Löffelsprache spielerisch einen Code, um sich von Erwachsenen mit spitzen Ohren abzugrenzen. Die Kinder verdoppeln den Vokal einer Silbe, etwa „a“ zu „alewa“, und verschlüsseln die Frage „Hast du Zeit?“ zu „Halewast dulewu Zeileweit?” Erwachsene Ohren sind dafür zu träge oder zu ungeübt. Sie verstehen nur einen Einheitsbrei. In Schriftform ist der Code indes sofort geknackt, da das Muster offenbar wird.

In der Geschichte des Verschlüsselns haben denn auch Heerscharen an Mathematikern versucht, Geheimsprachen – also Verschlüsselungssysteme – zu erfinden, die keinerlei Muster aufwiesen. Andere wiederum setzten alles ein, um eben doch solche Muster fürs Codeknacken zu finden. Die einen meinten, das System sei sicher. Die anderen haben es dann doch geknackt. So auch bei der Enigma.

Albrecht Beutelspacher und die Enigma im Mathematikum. (Bild: m_)
(Bild: Albrecht Beutelspacher und die Enigma im Mathematikum.)

Das Mathematikum in Gießen hat jetzt so eine sagenumwobene Verschlüsselungs-Maschine des Zweiten Weltkriegs erworben. Ein Nachbau. 30.000 Euro teuer, 12 Kilogramm schwer. Für besondere Anlässe holt Museumsdirektor Albrecht Beutelspacher das Scheibmaschinen-artige Gerät aus der Vitrine. Dann dürfen unter Aufsicht und Anleitung auch Besucher in die Tasten hauen. Der Auftritt von Joel Greenberg aus den englischen Bletchley Park war so ein Anlass.

Der Mathematiker und Historiker Greenberg erläuterte im Rahmen einer dreiteiligen Enigma-Vortragsreihe die Entstehungsgeschichte der Maschine, ihre Verwendung durch nazideutsche Militärs und Behörden sowie die Entschlüsselung. „Durch das knacken der Enigma ist der 2. Weltkrieg sicher um zwei Jahre verkürzt worden. Das hat ungezählten Menschen das Leben gerettet“, erklärt Greenberg.

Nazideutsche Einheiten verschlüsselten Botschaften, wie etwa Befehle oder Wetterberichte, mit der Enigma in eine Art Buchstabensalat. Der wurde dann über Funk per Morse-Alphabet versandt. Jeder konnte mithören und mitschreiben (ähnlich wie heute im offenen Internet), doch der Buchstabensalat blieb erst mal ungenießbar. Fürs Codeknacken und die Entschlüsselung bauten die Briten ab 1938 einen Landsitz, den Bletchley Park, zu einer Baracken-Kleinstadt mit rund 10.000 Beschäftigten aus. Darunter befanden viele Spezialisten etwa für Mathematik wie Alan Turing und Gordon Welchman oder für Sprachwissenschaften wie Dilly Knox. Die Mathematiker suchten beispielsweise nach Mustern und Lücken im System. Ein Fauxpas in der Konstruktion der Enigma war beispielsweise, dass beim Drücken eines Buchstabens nie der gleiche Buchstabe heraus kam. Die Sprachwissenschaftler versuchten „wahrscheinliche Worte“ zu raten, etwa „Oberkommando“ oder „Wetterbericht“, um das Entschlüsseln zu vereinfachen und abzukürzen.

Albrecht Beutelspacher und Joel Greenberg. (Bild: m_)
(Bild: Albrecht Beutelspacher und Joel Greenberg)

Wenngleich viele Informationen noch unter Verschluss sind, Bletchley Park ist seit dem Jahr 1991 für die Öffentlichkeit zugänglich und als Museum hergerichtet. „Hunderttausende Funksprüche wurde dort im zweiten Weltkrieg entschlüsselt“, erklärt der Historiker Greenberg. In Teilen wurde die elektro-mechanisch arbeitende Enigma nachgebaut und simuliert, ferner setzten die Codeknacker auf eine automatisierte Datenverarbeitung, den Vorläufern moderner Computer. Dauerte es Anfangs etliche Stunden, einen Funkspruch zu dekodieren, brauchten die Briten später nur Minuten.

Stress und Katastrophenstimmung kam immer dann auf, wenn die Deutschen ihre Verschlüsselungssysteme änderten. Dann mussten die Briten unter Umständen das Puzzlestück ganz von vorn beginnen. Dabei half aber, dass man Engimas in aufgebrachten U-Booten samt Anleitungen und Codebüchern fand. Meist machten die Analysten von Bletchley Park, das rund 50 Kilometer nördlich von London liegt, genau dann Fortschritte, wenn den deutschen Bedienern der Enigma ein Bedienungsfehler unterlief.

Und die traten zuhauf auf. Beispiele sind: Ein Fernmelder sendet den Text zweimal. Beim zweiten Eintippen auf der Schreibtastatur entstehen aber unwillkürlich Tippfehler oder -varianten. Anhand der unterschiedlichen Codierung des gleichen Texts können die Analysten besser auf den zugrunde liegenden Schlüssel schließen. Die Engländer nannten so einen Treffer einen „kiss“ (Kuss). Oder: Dieselbe Nachricht wird mit verschiedener Verschlüsselung an mehrere Adressaten versandt.

Häufig provozierten die Engländer solche Konzept- oder Bedienfehler. Das nannten sie dann „Gartenpflege“. Ziel war immer, den für den aktuellen Tag, ab exakt 00:00 Uhr gültigen Tagesschlüssel zu knacken. Dann lagen alle Funksprüche für den Mithörer offen. Da die Deutschen über rund 120 Enigma-Netzwerke verfügten, mussten entsprechend viele Codes geknackt werden.

Militärische Anwendungen stehen hier ganz klar als Geburtshelfer der modernen Datenverarbeitung und Computerei. Und auch sonst hatte Greenberg noch einige Überraschungen parat. Genauso wie heute die sogenannten Meta-Daten helfen, Bewegungsprofile oder Freundeskreise von Personen zu erstellen, konnten auch die Briten im 2. Weltkrieg aus Daten wie „Wer mit wem kommuniziert“ Kommandostrukturen herausarbeiten. Für jede entschlüsselte Person wurde eine Karteikarte angelegt, worauf jegliche Information zu dieser Person gesammelt wurde.

Inzwischen ist die Sammelwut in der digitalen Wirtschaft angekommen. Auch die Onlinedienste wie Amazon, Facebook und Google legen systematisch ihre Kundenprofile an. Und der US-amerikanische Geheimdienst NSA saugt im Internet alles ab, was verwertbar erscheint. Seine Mathematiker scheinen sich aber an aktuellen Verschlüsselungssystemen die Zähne ausgebissen zu haben, sodass der Geheimdienst sogenannte Hintertüren fordert oder Computerkonzerne wie Apple zur Kooperation zwingen will. Am Grundsatz hat sich über einhundert Jahre nichts geändert. Die Geheimdienste setzen alles ein, um den Code der Anderen zu brechen: Spionage, Drohung, viel Personal und extreme Rechenpower.
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In weiteren Enigma-Vorträgen gehen zwei hochkarätige Forscher auf die Kunst des Verschlüsselns ein. Am 15. März referiert Ansgar Heuser über „Von der Magie zur Wissenschaft - Kryptographie in Vergangenheit und Gegenwart”. Heuser war einmal der Chef-Kryptograph des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI). Spannend wird’s auch am 25. April. Dann stellt sich Jörg Schwenk mit seinem Vortrag “Der Algorithmus AES und wie man ihn knacken kann” der Frage, wie sicher unsere Bankgeschäfte und Kommunikation sind. Die beruhen nämlich auf dem Verschlüsselungsalgorithmus AES. Jörg Schwenk erforschte Sicherheitstechniken bei der Deutschen Telekom und hat jetzt einen Kryptographie-Lehrstuhl an der Ruhr-Universität Bochum. Die Vorträge finden jeweils um 19.30 Uhr im Mathematikum Gießen statt. Eintritt für fünf Euro. Für Schülerinnen, Schüler und Studierende ist der Eintritt dann frei.

Japanpraktikum führt THM-Studentin ins havarierte Kernkraftwerk

Gießen. Ein bisschen mulmig war es Isabella Zahradnik auf der Fahrt durch Fukushima schon. Immer wieder richtete sich ihr Blick auf das Dosimeter, dem Strahlenmessgerät. 4,4 Mikrosievert pro Stunde zeigte die Digitalanzeige. Bei Abfahrt der Forschergruppe im 20 Kilometer entfernten J-Village war die Dosis noch ein Zehntel geringer. „Wir durften unsere eigenen Dosimeter mitbringen“, sagt die 24-jährige Studentin. Damit konnte zumindest sie sich in der Sicherheit wiegen, alles unter Kontrolle zu haben. Mit Mundschutz und Plastiküberziehern ging es im Bus die zerstörten Reaktorblöcke des Kernkraftwerks Fukushima entlang. Ihre Fotos zeigen die zerborstenen Fassaden und die jüngst seitlich errichteten Hilfsstrukturen, um aus dem Innern der Reaktoren die Kernbrennstäbe zu bergen.

Izabella Zahradnik vor einer Karte radioaktiver Elemente. (Bild: m_)

Noch sind die Gefahren nicht gebannt. „Die japanische Behörden sprechen von einem 30 bis 40 Jahresplan“, berichtet Zahradnik, die an der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) für den Master in Strahlenschutz studiert. Für ihr Studium absolvierte sie auch ein Praktikum in einer Außenstelle des TÜV Rheinland, Abteilung Strahlenschutz, in Yokohama. Und da war es für die Nachwuchsforscherin gewissermaßen ein Glücksfall, an jene Stelle zu kommen, die die Einstellung der Menschen zur Atomkraft nochmal grundsätzlich geändert und hier in Deutschland die Energiewende angestoßen hat.

Die Ereignisse vom 11. März des Jahres 2011 kennt Zahradnik wie im Schlaf. Ein Seebeben erschütterte nordwestlich der japanischen Küste um 14.46 Uhr Meeresgrund und Ozean. 50 Minuten später schlug der erste Tsunami mit einer 14 Meter hohen Welle an Land. Die elektrischen Systeme fallen in der Flut aus. Die Kühlung der Brennstäbe funktioniert nicht. Notstromaggregate springen nicht an. Die Brennstäbe brennen durch. Vier von sechs Reaktorblöcken sind zerstört. In dreien ereignet sich die Kernschmelze. Radioaktivität tritt aus. Im Vergleich wurden rund fünf bis zehn Prozent der Radioaktivität wie bei der Tschernobyl-Katastrophe freigesetzt. Die Winde waren indes günstig und wehten von der Küste Richtung Meer. Rund 170.000 Menschen wurden evakuiert.

Die Bewertung ihrer Reise ist für Zahradnik knifflig. Ob die Japaner die Nuklearhavarie im Griff haben, vermag sie nicht zu sagen. Zu kurz und gering waren die Einblicke, die der Betreiber Tepco den Besuchern gewährte. Jedenfalls ist es eine Jahrhundertaufgabe der Ingenieure, die materiellen Schäden bei Fukushima und auch in Tschernobyl zu beseitigen – weitere Langzeitfolgen nicht eingerechnet. Für die europäische Energielandschaft findet es Zahradnik widersinnig, dass Deutschland bis 2020 alle AKWs abschaltet und jenseits der Grenzen Kernkraftwerke weiter laufen. Wissenschaftlich ist das jedenfalls nicht begründet. Doch öffentliche Meinung, das Bild in den Medien und politische Abwägungen unterscheiden sich von Land zu Land. Japan stellt jetzt die ersten AKWs wieder an. Und Zahradnik hatte vermutlich während ihres Interkontinentalflugs nach Japan mehr Strahlung abbekommen als durch die Tagestour in Fukushima. Als gute Nachwuchsforscherin wusste sie das aber schon vorher.

Von Arthur Holl ist nur wenig überliefert. Eine Suchmaschinenabfrage bringt außer ein paar Fachpublikationen nichts Persönliches zutage. Er lebte in der Prä-Internet-Zeit. Jahrgang 1934, gestorben vermutlich um das Jahr 2009 (wie mir Christoph Allgaier von der Universität Tübingen berichtete). Holl war Zoologe, lange Zeit Professor an der Universität Gießen und hatte eine Passion: Spinnen. Ich traf ihn vielleicht zweimal kurz im Jahr 1996, daher ist die Erinnerung etwas blass. Er trat etwas kauzig auf, begeistert und engagiert für die Natur und die dort wuselnden Organismen.

Bis diese Woche vergaß ich ihn ganz. Selbst seinen Namen musste ich nachschlagen. Doch eines blieb mir unvergessen in Erinnerung. Etwas Einmaliges, meines Wissens nie mehr Wiederholtes, Unvorstellbares: Für eine kurze Woche im Juni 1996 präsentierte Holl in einer Ausstellung 100 Spinnenarten, live (!), in Terrarien. Das erscheint eigentlich unvorstellbar: Jede Spinnenart benötigt ihr eigenes ökologisches Umfeld, hat eigene Rhythmen, braucht eigenes Futter, und daher Fütterung in der Ausstellung. Ob diese Zahl daher großzügig aufgerundet war oder nicht: Meine Erinnerung gibt zwei Institutsräume voll gestellt mit Terrarien wieder. (Vielleicht hatten Forscher damals auch mehr Zeit, waren nicht ausgebucht mit dem Anträgeschreiben oder abgelenkt von der Dauer-Internet-E-Mail-Berieselung.)

In der Ausstellung: In einem Moment büxt eine Spinne aus. Tiefschwarz, groß. Mitarbeiterin Sabine Poppe schnappt sie mit hohler Hand. Da 'seilt' sich die Spinne geschwind vom Handteller ab. Schnell. Poppe hinterher. Sie fängt die dahin huschende Spinne erfolgreich ein und setzt sie behutsam ins Terrarium zurück.

Und noch was: Die einzige Spinnenart, die ihr ganzes Leben unter Wasser in einer Luftblase verbringt, Argyroneta aquatica, war dort auch zu sehen.

Diese Woche begegnete mir diese Spinnenart auf überraschende Weise wieder: Forscher um den Zoologen Christoph Allgaier von der Universität Tübingen und den Bauingenieur Jan Knippers von der Universität Stuttgart haben sich nämlich von Argyroneta aquatica abgeschaut, wie sie unter Wasser ihr Netz um die Luft und Leben spendende Blase spinnt. Nach diesem Konstruktionsprinzip hat nun eine studentische Projektgruppe einen Forschungspavillon gebaut: Eine Kunststoffhülle wird pneumatisch aufgeblasen (das entspricht der Luftblase). Drinnen steht ein Industrieroboterarm, der die Folie von innen mit Karbonfasern auskleidet. 45 Kilometer Faser hat der Roboterarm „versponnen“. Entstanden ist eine eindrucksvolle, gesponnene Karbon-Halbschale nach dem Vorbild der Natur und Spinne. Ziel der Entwicklung ist, Leichtbaukonstruktionsweisen der Natur auf technische Objekt zu übertragen.

Die Spinnen der Ausstellung haben Arthur Holl und seine Kolleginnen nach einer kurzen Woche wieder in die Natur entlassen. Er kannte die Fundstellen und Lebensräume genau. Außenstehenden hielt er diese Orte geheim. Begeistert sprach er von jenen sonnigen Plätzen am Kaiserstuhl (nahe Freiburg), wo noch die eine oder andere Spinnenart vorkam. So hoffe ich denn, dass Holl Begeisterung wie auch Wissen an die nächste Forscher- und Laiengeneration weiter geben konnte. Mich hatte die Begegnung jedenfalls in einem verändert: Ich wurde zum Spinnenfreund.


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