In der Tiefsee ist es finster und bitterkalt – und doch ist sie voller Leben. Die Meeresbiologin Angelika Brandt erforscht diese geheimnisvolle Welt und macht immer wieder faszinierende Entdeckungen.

Frau Professorin Brandt, Ihre Forschung lebt von Reisen in ferne Meeresregionen. Wo überall waren Sie schon auf Expedition?
Viele meiner Forschungsreisen gingen in die Polarregionen. In der Antarktis war ich zehn Mal und im Europäischen Nordmeer und im Nordwestpazifik acht Mal – immer für mehrere Wochen.

Sind solche Forschungsreisen auch in Corona-Zeiten möglich?
Unmöglich sind sie nicht. Ein aktuelles Beispiel: Nach langem Hin und Her mit Genehmigungen, Logistik, Visa und den ganzen Gesundheitsvorkehrungen bekamen wir vor ein paar Wochen endlich grünes Licht für eine deutsch-russische Expedition ins Beringmeer. Der Antrag läuft immerhin schon seit 2016. Jetzt sollte die Expedition am 4. Juni in Petropawlowsk Kamtschatski auf der Halbinsel Kamtschatka starten und bis 12. Juli gehen. Kurzfristig gibt es nun technische Probleme. Es müsste schon ein Wunder passieren, damit wir doch noch auslaufen können. Forschungsexpeditionen sind ungeheuer komplexe Unternehmungen, da kann immer etwas dazwischenkommen – wobei die Störanfälligkeit in Pandemiezeiten natürlich zunimmt.

© Thomas Walter

Das deutsche Tiefsee-Forschungsschiff „Sonne“. Es hat modernste Meerestechnik an Bord, darunter autonome und ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge, Landefähren, geschleppte Geräte sowie Greifersysteme.

Und wenn es bei der Absage bleibt?
Dann wird die deutsch-russische Forschungsfahrt auf derzeit noch ungewisse Zeit verschoben. Uns bleibt dann erstmal nur die Hoffnung auf die übernächste Expedition. Sie soll 2022 mit dem deutschen Tiefsee-Forschungsschiff Sonne unter meiner Fahrtleitung in den nordpazifischen Aleutengraben führen.

Welche Bedeutung haben die Expeditionen für Ihre Arbeit?
Sie liefern die Grundlage für unsere Forschungsarbeit. Von einer mehrwöchigen Expedition bringen wir in der Regel sehr umfangreiches Tiermaterial und erste Daten mit nach Hause. In unseren Laboren unterziehen wir die Proben dann aufwändigen morphologischen, anatomischen und genetischen Analysen. Auf diese Weise sind schon viele Doktorarbeiten entstanden und Publikationen mit vielbeachteten Entdeckungen und Erkenntnissen.

Haben Sie ein Beispiel für uns?
Im Nordwestpazifik konnten wir Hunderte bisher unbekannte Arten in der Tiefsee identifizieren. In 8700 Meter Tiefe entdeckten wir zum Beispiel einen Muschelkrebs, der bis dahin nur aus Tiefen von rund 4000 Metern bekannt war. Der Fund war auch deshalb so überraschend, weil man angenommen hatte, dass diese Tiere unter dem enormen Wasserdruck im Hadal – so nennen wir die Sphäre ab 6000 Meter unter dem Meeresspiegel – nicht existieren können. Ein Irrtum, wie unsere Expeditionen zeigen.

Wie sieht die Umwelt für Lebewesen in diesen Tiefen insgesamt aus?
Unterhalb von 1000 Metern ist es ziemlich finster, die Temperatur liegt in der Regel bei ein bis zwei Grad Celsius, auf jedem Quadratzentimeter liegt ein Druck von mehr als einer Tonne und das Nahrungsangebot ist karg. Und doch finden sich in der Tiefsee reiche Lebensgemeinschaften. Meist steigen die Artenzahlen bis in Tiefen von 4000 Metern an, in Tiefseegräben ab 6000 Meter nehmen sie wieder ab. Die in großen Tiefen vertretenen Arten sind oft riesengroß. Diesen Trend zum Gigantismus mit zunehmender Tiefe konnten wir sowohl im nordwestpazifischen Kurilen-Kamtschatka-Graben wie auch im Südpolarmeer beobachten.

© Nils Brenke

Tiefseegarnele im Nordwestpazifik in 5378 Meter Tiefe.

Muschelkrebse erwähnten Sie bereits: Welche anderen Arten gibt es dort unten?
Borstenwürmer, Hakenrüssler, Furchenfüßer, Seegurken – und immer wieder Meeresasseln. Sie sind meine Lieblingsart und sie finden sich sogar noch in den tiefsten Ozeangräben, also mehr als zehn Kilometer unter dem Meeresspiegel. Einer unserer besonders interessanten Funde im Nordwestpazifik war ein Urmollusk, ein lebendes Fossil. Eine erste Bestandsaufnahme der biologischen Vielfalt im Nordwestpazifik habe ich im Jahr 2020 zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus rund vierzig Ländern veröffentlicht. In unserem Online-Tiefsee-Atlas beschreiben wir mehr als 500 Tiefsee-Arten, die wir bei vier Expeditionen in dieser Region gefunden haben.

Was macht den Nordwestpazifik so interessant für Ihre Forschung?
Er ist einer der fruchtbarsten, nährstoffreichsten und artenreichsten Ozeane der Welt. Es gibt dort Seebecken unterschiedlicher Tiefe und miteinander verbundene oder isolierte Lebensräume wie das Japanische Meer und das Ochotskische Meer. Außerdem existieren für diese Regionen hervorragende Vergleichsdaten, die wir elf russischen Expeditionen mit dem Forschungsschiff Witjas zwischen 1950 und 1977 verdanken. Vor diesem Hintergrund können wir Veränderungen der Biodiversität im Verlauf von Jahrzehnten erkennen und Zusammenhänge erforschen: etwa mit dem Klimawandel oder bestimmten menschlichen Aktivitäten.

Welche Veränderungen beobachten Sie und wie sind sie erklären?
Unsere Erkenntnisse über die Fauna des Nordwestpazifiks haben wir kürzlich zusammengetragen und 2020 in einem Fachjournal veröffentlicht. Sie bestätigen, was die Forschung seit Jahren zeigt: In den Ozeanen führt vor allem der Klimawandel zu großen Umbrüchen: Das Wasser wird wärmer, Eisschelfe schmelzen, der Meeresspiegel steigt und Meeresströmungen verändern sich. All das hat Konsequenzen für das Nahrungsgefüge und die Lebenswelt im Ozean. Rasante Veränderungen sehen wir im Nordpolarmeer. Dort wandern gerade viele Arten aus südlicheren Regionen ein, zum Beispiel Krebse und Weichtiere. Umgekehrt migrieren zahlreiche Arten aus dem arktischen Ozean südwärts. Auch im Südpolarmeer hat der Umbruch mit aller Macht begonnen. Durch das Abschmelzen gewaltiger Eisschelfe wird dort Lebensraum für neue Arten frei. Für andere Arten hingegen wird die Nahrung knapp. Das hat mit den Algen zu tun, die unter dem Eis wachsen und von denen sich zum Beispiel der Krill ernährt. Das sind winzige, in riesigen Mengen vorkommende Krebse, die wiederum Walen, Robben, Pinguinen und vielen anderen Arten als Hauptnahrung dienen. Weniger Meereis bedeutet also weniger Algen, weniger Krill und weniger Großfauna. Die antarktische Tierwelt wird schon bald eine andere sein, davon sind wir überzeugt.

Und was passiert dann?
Das ist eine der großen Forschungsfragen, um die es bei unseren Expeditionen geht.

Wie kommen Sie an die Proben, die Sie für Ihre Beobachtungen benötigen?
Mit Schleppnetzen, etwa mit dem sogenannten Agassiztrawl, oder mit Epibenthosschlitten. Das sind Sammelgeräte, die über den Grund gezogen werden, um die Organismen im Tiefseeschlamm aufzunehmen. Häufig setzen wir auch Greifersysteme ein, die Stücke aus dem Meeresboden ausstanzen. Mithilfe eines großen Kastengreifers können wir zum Beispiel einen Viertelquadratmeter Sediment vom Ozeanboden mit den darin befindlichen Lebewesen an Deck holen. Übrigens ist auch in den entlegensten Ozeanregionen immer eine Menge Plastikmüll dabei: Treibnetze, Säcke, Schuhsohlen, Pillendosen und viel Mikroplastik, das sich selbst in Tiefen von mehr als 9000 Metern noch ansammelt.

© Thomas Walter

Bereit für die wissenschaftliche Untersuchung: Sediment und Organismen vom Meeresgrund.

Wie können wir uns den Alltag an Bord eines Forschungsschiffs vorstellen?
(Angelika Brandt lacht): Man arbeitet ständig und fällt abends bleischwer ins Bett. Meine Energie reicht dann höchstens noch für ein paar Seiten im aktuellen Lieblingskrimi. Während eine Schicht schläft, ist die andere an Deck und nimmt Proben – das geht rund um die Uhr so und ist ganz schön anstrengend. Meistens haben wir keine oder nur eine sehr schlechte Internet-Verbindung. Folglich gibt es auch keine Videokonferenzen und Ähnliches – für ein paar Wochen ist das gar nicht so übel. Die Abgeschiedenheit, die konzentrierte Forschung tun mir persönlich immer gut. Zusammen mit der Crew, meistens sind wir so um die siebzig Personen, sorge ich dafür, dass Proben aus dem Meer entnommen, sortiert, konserviert und für spätere Analysen sorgfältig vorbereitet werden. Zurück im Hafen wird das Material dann in Kühlcontainer gepackt und in die heimischen Labore gebracht.

Wie klappt das Miteinander internationaler Besatzungen auf engem Raum?
Jeder hat eigene Forschungsfragen, aber alle ziehen an einem Strang und verfolgen ein gemeinsames übergeordnetes Ziel. Da geht es zum Beispiel um Veränderungen in der Tierwelt einer Meeresregion vor dem Hintergrund des globalen Wandels. Das kann man an unterschiedlichen Tiergruppen und mit verschiedensten Methoden erforschen. Idealerweise sind Experten für möglichst viele, vor allem aber für die häufigsten Organismengruppen wie etwa Fadenwürmer, Krebse, Weichtiere und Stachelhäuter an Bord. Wir versuchen immer, die Besten aus aller Welt zu rekrutieren. An Bord verständigen wir uns untereinander auf Englisch.

© Thomas Walter

Bei Tiefsee-Expeditionen wird im Schichtbetrieb gearbeitet – jedes Wochenende und auch nachts.

Die UN-Dekade der Ozeanforschung 2021-2030 hat gerade begonnen. Welche Hoffnungen verbinden Sie damit?
Dass wir die Ökosystemfunktionen der biologischen Vielfalt der Meere besser verstehen lernen, auch in ihrer Bedeutung für den Menschen.  Nur so können wir die Gefahren für die marine Biodiversität abwenden. Ein großes Risiko sehe ich im Tiefseebergbau, der sich vermutlich kaum noch verhindern lässt. Dabei werden mit dem Sediment, in dem wertvolle Rohstoffe lagern, großflächig auch viele Arten entnommen und Lebensgemeinschaften zerstört. Es wäre besser, vieles, was derzeit erwogen wird, gar nicht erst zuzulassen. Wenn es doch stattfindet, ist ein sehr sorgfältiges biologisches Monitoring unverzichtbar. 

Sie sind seit rund dreißig Jahren in der GDNÄ. Was bedeutet sie Ihnen?
Ich war schon als Doktorandin fasziniert von der großartigen Tradition der GDNÄ und ihrer wissenschaftlichen Diversität. Besonders engagiert habe ich mich bisher nicht, aber das ändert sich gerade. Als Gruppenvorsitzende Biologie, und hier speziell als Vertreterin der Meeresforschung, werde ich die Jubiläumstagung 2022 mitgestalten. 

Was ist Ihnen dabei wichtig?
Anspruchsvolle, aktuelle, gut verständliche Vorträge und lebhafte Diskussionen. Und ein spannendes Programm für Schülerinnen und Schüler. Ich finde es toll, dass die GDNÄ so breit aufgestellt ist, so viel für junge Leute tut und überhaupt nicht elitär ist.

Zum Schluss bitte noch ein Blick in die Glaskugel: Wie sehen Sie die Zukunft der GDNÄ?
In meinem Forschungsgebiet denken wir in großen Zeiträumen. Aufgrund ihrer wissenschaftlichen Breite und der thematischen Aktualität würde ich sagen: Die GDNÄ wird es auch in 500 Jahren noch geben!

Er betreute das Erbe der GDNÄ drei Jahrzehnte lang, jetzt geht er in Rente: Archivleiter Wilhelm Füßl über kostbare Dokumente, Tücken des Urheberrechts und sein langes Ringen um die Rückgabe historischer Originale.

Herr Dr. Füßl, das Deutsche Museum betreut zahlreiche Archive von wissenschaftlichen Institutionen, darunter auch das Archiv der GDNÄ. Welchen Stellenwert hat es?
Es ist von großer nationaler Bedeutung. Die GDNÄ ist ja nicht nur die älteste interdisziplinäre wissenschaftliche Gesellschaft Deutschlands, sie ist auch die Mutter vieler Fachgesellschaften wie etwa der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Eine weitere Besonderheit: Viele Archive von Wissenschaftsinstitutionen wurden im Zweiten Weltkrieg vollständig zerstört, von der GDNÄ jedoch blieben wenigstens einige historische Bestände erhalten.

Was sind die ältesten Dokumente?
Das sind die Berichte und Verhandlungen der GDNÄ-Versammlungen. Allerdings existieren manche nur als Kopie in unserem Archiv.

Haben Sie darin ein Lieblingsstück?
Besonders interessant finde ich zum Beispiel das Kontobuch aus dem Jahr 1911, demzufolge ein Archivar mit mageren 72 Reichsmark entlohnt wurde; heute würde das einer Kaufkraft von knapp 300 Euro entsprechen. Was ich mir auch gern anschaue, ist das Tagebuch der 15-jährigen Ulrike Schwartzkopff, die ihren Vater 1964 zur Versammlung in Weimar begleitete und ihre Eindrücke und Gedanken auf sehr lebendige, differenzierte und angenehme Weise festhielt. Oder ein Mikrofilm zur Organisation der Berliner Versammlung, wo sich auf einem Brief von 1828 eine Randnotiz Alexander von Humboldts findet: „Herr Geheimrat pflegt wieder nicht zu kommen“. Gemeint war Goethe.

Tagebuch der 15-jährigen Schülerin Ulrike Schwartzkopff von der Versammlung der 103. Versammlung der GDNÄ in Weimar 1964.

Wie können wir uns das GDNÄ-Archiv insgesamt vorstellen?
Es handelt sich vor allem um Tagungsbände mit Berichten von Versammlungen, um Vortragsmanuskripte, Geschäftsberichte des Vorstands, Akten der Geschäftsstelle und um einige Hundert Fotografien. Das Archivgut stammt zum überwiegenden Teil aus der Zeit nach 1945, wobei die Dichte ab 1960 stark zunimmt. Ältere Bestände wurden bei Kriegsende von sowjetischen Truppen beschlagnahmt und in Richtung Moskau abtransportiert. Sie sind bis heute verschollen. Die noch erhaltenen Alt-Akten aus dem 19. und frühen 20. Jahrhundert waren im Privatbesitz von Vorstandsmitgliedern oder wurden von uns akquiriert. Ein Großteil dieser Dokumente stammt aus den Jahren 1893 bis 1921.

Wo findet man das Archiv im Deutschen Museum?
Es ist im obersten Stockwerk des Bibliotheksgebäudes untergebracht. Das GDNÄ-Archiv umfasst inzwischen stattliche 23 Regalmeter und ist damit eines unserer größten Institutionenarchive. Der Lesesaal liegt nur wenige Meter von den Magazinen entfernt, und bestellte Dokumente werden schnell herbeigeschafft. So lohnt sich der Weg auch für eilige Besucher.

Wie groß ist das Interesse am GDNÄ-Archiv?
In den letzten zwanzig Jahren wurden mehr als 500 Akten ausgeliehen. Das ist eine beachtliche Zahl, auch im Vergleich zur Nutzung ähnlicher Archive im Deutschen Museum.

Wissen Sie Näheres über die Nutzer?
Aus Gesprächen weiß ich, dass viele Wissenschaftler darunter sind. Aber das ist beileibe keine Voraussetzung. Alle Interessierten sind willkommen und können die Bestände kostenfrei lesen oder mit ihrer Digitalkamera für private Zwecke ablichten.

Mathematiker im Gruppenbild anlässlich der Versammlung der GDNÄ im Jahr 1890.

Das klingt etwas umständlich. Sind die Unterlagen nicht auch online verfügbar?
Dahin würden wir gern kommen, aber dem steht vor allem das Urheberrecht entgegen. Ohne ausdrückliche Genehmigung des Urhebers – eines Vortragenden bei einer GDNÄ-Versammlung beispielsweise oder seiner Nachfahren –, darf das Werk erst siebzig Jahre nach seinem Tod frei genutzt werden. Für uns heißt das: Sofern keine Einverständniserklärung vorliegt, und das ist bei älteren Dokumenten selten der Fall, dürfen wir Vorträge, Briefe oder Berichte nur dann veröffentlichen, wenn sie aus der Zeit vor 1885 stammen. In die Zukunft gedacht könnte das für einen Vortrag, den eine 40-jährige Wissenschaftlerin bei der Jubiläumstagung 2022 in Leipzig hält, Folgendes bedeuten: Wird die Forscherin 90 Jahre alt, darf ihre schöne Rede frühestens im Jahr 2142 ohne Auflagen verbreitet werden. Das ist natürlich ein Witz.

Gibt es da eine pragmatische Lösung?
Bei neueren Dokumenten kaum. Ältere Publikationen könnte man über die Online-Dienste anderer Bibliotheken nutzen. Sobald nämlich ein Dokument im Internet steht, darf man sich darauf beziehen. Denkbar wäre es also, eine Liste mit Links zu solchen Quellen ins Netz zu stellen – und genau das wird derzeit erwogen.

Ihre Arbeit geht also deutlich über das schnelle Herbeischaffen von Unterlagen hinaus. Was gehört alles dazu?
Oh, da kommt einiges zusammen. Nehmen wir als Beispiel das GDNÄ-Archiv. Es kam 1989 hier an, also drei Jahre vor meinem Dienstantritt, und umfasste damals 13 Regalmeter. Im Jahr 2001 kamen weitere zehn Regalmeter dazu. So ein Bestand muss erst einmal fachlich geordnet und systematisch mit anderen Beständen vernetzt werden. Ein Ergebnis sind sogenannte Findbücher mit einem umfangreichen Inhaltsverzeichnis und vielen Schlagwörtern, die zu potenziell relevanten Informationen im gesamten Archivgut führen. Dann gibt es in vielen anderen Beständen unseres Archivs Material zur GNDÄ. Wer etwa über den Physiker Walther Gerlach forscht und dessen Nachlass durchforstet, erhält Hinweise auf Vorträge des GDNÄ-Mitglieds Gerlach in den 1950er-Jahren – nicht nur per Findbuch, sondern auch im Gespräch mit uns. Darüber hinaus pflegen wir den Kontakt zu wissenschaftshistorischen Instituten in ganz Deutschland und regen Forschungsarbeiten zu unseren Beständen an. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Dissertation über das Wirken der GDNÄ zwischen 1822 und 1913 an der Universität Würzburg entstanden. Und, ganz wichtig: Wir durchstöbern regelmäßig wissenschaftliche Antiquariate und Auktionskataloge, um Lücken in unserem Bestand schließen zu können.

Das verpackte GDNÄ-Archiv vor dem Abtransport in die Sowjetunion (um 1945).

Wie weit sind Sie damit beim GDNÄ-Archiv gekommen?
Manches ließ sich nachkaufen, aber den großen Verlust historischer Akten konnten wir nicht ausgleichen. Wir wissen, dass das GDNÄ-Archiv bis kurz vor Kriegsende am angestammten Platz im Leipziger Karl-Sudhoff-Institut war und dann zum Schutz ins nahegelegene Schloss Mutzschen ausgelagert wurde. Das nützte aber nichts: 1945 konfiszierten die Sowjets insgesamt 53 Kisten und eine Rolle mit den Archivnummern 34 bis 86 und brachten sie außer Landes. Ich bin seit 1992 an der Sache dran und habe über politische, akademische und persönliche Kanäle alles Mögliche versucht. Die Hoffnung war, wenigstens Mikrofilme von den GDNÄ-Beständen zu bekommen. Zunächst kam keine Reaktion. Was man denn wolle, hieß es später listig aus Moskau, man habe das Archiv der Deutschen Gesellschaft für Naturheilkunde doch zurückgegeben. So ging das jahrzehntelang. Ich bin mir sicher, dass das Archiv der GDNÄ nicht zerstört wurde – es lagert wahrscheinlich irgendwo in einem russischen Museum. Wir müssen wohl auf politisches Tauwetter warten, um in der Sache voranzukommen.

Enthält das verschollene Archiv auch Dokumente aus der NS-Zeit?
Davon gehe ich aus. Uns liegt jedenfalls kein einziges Originaldokument aus diesen Jahren vor.

Sie erwähnten die Versammlung 1964 in Weimar – die erste und einzige GDNÄ-Veranstaltung in der DDR. Wissen Sie darüber Näheres?
Normalerweise nehmen wir keine Massenakten in unser Archiv auf, also zum Beispiel Geschäftskorrespondenzen mit Mitgliedern oder Teilnehmerverzeichnisse von Versammlungen. Für die DDR-Zeit haben wir bei der GDNÄ eine Ausnahme gemacht.  Wir wissen, dass die Tagungsbände über die Leopoldina in Ostdeutschland verteilt wurden und bis zur Wende sehr begehrt waren, auch wenn 1949 viele Ost-Mitglieder aus der GDNÄ ausgetreten waren. Das alles aufzuarbeiten, wäre ein hochinteressanter Beitrag zur Forschung.

Mitgliedskarte der GDNÄ für den bedeutenden Chemiker und Industriellen Carl Duisberg.

Sie haben demnächst mehr Zeit…
Das stimmt. Ende Mai gehe ich in den Ruhestand und übergebe die Geschäfte an meinen bisherigen Stellvertreter, den Historiker Dr. Matthias Röschner. Aber die Wissenschaftsgeschichte der DDR ist nicht mein Metier, da sind andere berufen. Ich bleibe meinen Themen treu und habe schon ein paar Buchprojekte im Sinn.

Zum Beispiel?
Eine Biografie des Ingenieurs Arthur Schönberg. Er war der erste Mitarbeiter des Gründers des Deutschen Museums Oskar von Miller. Über ihn habe ich 2005 eine Biografie veröffentlicht. An Arthur Schönberg, der 1943 im KZ Theresienstadt ums Leben kam, erinnert heute eine Ehrentafel im Deutschen Museum. 

Steht auf Ihrem Plan auch ein Besuch der GDNÄ-Versammlung 2022 in Leipzig?
Seit 1992 war ich bei den meisten Versammlungen dabei und habe sehr spannende Vorträge gehört. Einer ist mir besonders im Gedächtnis geblieben, es ging um die Ausdehnung des Universums. Was ich auch genossen habe, waren die Begegnungen mit großartigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Also, ja, ich denke, ich werde in Leipzig dabei sein.

Schlechte Bezahlung im Jahr 1912: Zwei Archivare verdienen 71,85 Mark.

Eine nachhaltige Energieversorgung für die Menschheit – diesem visionären Ziel dient die Forschung des Max-Planck-Wissenschaftlers Wolfgang Lubitz. Auch für die GDNÄ hat er große Pläne.

Herr Professor Lubitz, Sie sind Direktor emeritus am Mülheimer Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion. Wie können wir uns Ihren Alltag derzeit vorstellen?
Ich bin noch oft im Institut, arbeite derzeit aber auch viel von zu Hause aus. Im Großen und Ganzen geht es darum, meine Forschungsprojekte allmählich abzuschließen. Ich bin jetzt seit fast vier Jahren emeritiert und will mehr Freiraum für anderes schaffen. Aktuell erledige ich die letzten Korrekturen an einem Buchkapitel.

Um welches Thema geht es?
Das Buch behandelt die chemische Energiespeicherung und ich beschreibe in einem Kapitel, wie in der Natur Sonnenenergie durch die Photosynthese umgewandelt und gespeichert wird.

Warum ist dieser Prozess so interessant für Sie?
Er ist das große Vorbild für eine nachhaltige Energiespeicherung – auch wenn von der einfallenden, reichlich vorhandenen Sonnenenergie viel verloren geht. An dieser Stelle möchte ich ein wenig ausholen, um die Zusammenhänge zu verdeutlichen: Wir verdanken der Photosynthese unsere gesamte Nahrung, alle nachwachsenden Rohstoffe und fossilen Brennstoffe auf der Erde. Ein zentraler Schritt in der Photosynthese ist die lichtinduzierte Spaltung des Wassers, wobei Sauerstoff als Abfallprodukt entsteht. Dieser hat zur Ausbildung unserer sauerstoffreichen Erdatmosphäre und auch der uns schützenden Ozonschicht in der Stratosphäre geführt und damit die Voraussetzung zur Entstehung höheren Lebens auf unserem Planeten geschaffen. Durch die Photosynthese werden enorme Mengen von Kohlendioxid aus der Luft aufgenommen und in Kohlenhydrate umgewandelt, in denen letztlich die Sonnenenergie gespeichert ist. Speicherung in chemischen Verbindungen – in Brennstoffen – ist bei weitem die effizienteste Speicherform für Energie.

Wolfgang Lubitz mit Nachwuchswissenschaftlern in einem Labor des Mülheimer Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion. Im Hintergrund sieht man Aufbauten einer Hochfeld-EPR-Maschine. Mit EPR-Techniken wurden wichtige Erkenntnisse zur elektronischen Struktur von Katalysatoren gewonnen.

Soweit die Biochemie. Wie kommen wir nun zur technischen Nutzung?
Die Idee ist, solche Verfahren zu verwenden, um zum Beispiel regenerativ erzeugten Strom zu speichern und über weite Strecken zu transportieren. Sonne und Wind liefern ja im Prinzip mehr als genug saubere Energie, um den weltweiten Bedarf zu decken, aber dort wo sie gebraucht werden, steht diese nicht immer in ausreichender Menge zur Verfügung. Daher suchen wir an unserem Institut nach Wegen, wie man Energie effizient in speicherbare und nutzbare Formen umwandeln kann. Die künstliche Photosynthese ist eine Möglichkeit, die von uns und vielen anderen Arbeitsgruppen intensiv erforscht wird.

Wie weit sind Sie?
Inzwischen haben wir eine ziemlich genaue Vorstellung davon, wie die natürliche Photosynthese funktioniert. Diese Erkenntnisse sind unter anderem wichtig, um eine effiziente Spaltung von Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff im Labor zu realisieren. Eine Schlüsselstellung nehmen dabei die notwendigen Katalysatoren ein: In der Natur sind das die Enzyme Wasseroxidase und die Hydrogenasen.  Im Groben ist die Photosynthese vielen noch aus dem Schulunterricht bekannt, in unserer Forschung geht es um die Feinheiten.

Haben Sie ein Beispiel für uns?
Die Natur verwendet für ihre Reaktionen Enzyme, die häufig vorkommende und preiswerte Metalle wie Mangan, Eisen und Nickel enthalten. Für den chemisch-technischen Einsatz jedoch werden heute fast ausschließlich Edelmetalle wie Platin als Katalysatoren eingesetzt, die sehr gut funktionieren, deren Vorkommen aber leider begrenzt sind. Dem Vorbild der Natur folgend suchen wir daher nach neuen Metall-Katalysatoren, um die künftige Erzeugung von Wasserstoff im großen Maßstab ebenso effizient wie umweltfreundlich zu machen. Das Ziel ist also der sogenannte grüne Wasserstoff, der nicht nur für die Energieversorgung der Zukunft eine zentrale Rolle spielt, sondern auch als einer der wichtigsten Grundstoffe in der Industrie.

Gibt es bereits Ergebnisse?
Katalytische Wasseroxidation und Wasserstofferzeugung sind weltweit sehr intensiv bearbeitete Forschungsgebiete, und es wurden in den letzten Jahren beachtliche Erfolge erzielt. Ein perfekter Katalysator, der alle Ansprüche bezüglich Effizienz, Stabilität, Skalierbarkeit, Umweltfreundlichkeit, Materialverfügbarkeit und Preis erfüllt und sich in der Praxis bewährt hat, existiert bisher allerdings noch nicht. Es bleibt damit noch viel Raum für gute Ideen und Entwicklungen auf diesem heißen Forschungsgebiet.

Ein heißes Thema ist derzeit die gesamte Wasserstoffwirtschaft. Welche Chancen räumen Sie ihr ein?
Wir sind inzwischen sehr gut darin, regenerativen Strom zu erzeugen, etwa mithilfe der Photovoltaik (PV), die heute Wirkungsgrade um die 25 Prozent für Siliziumzellen und mehr als 45 Prozent für komplexere PV-Zellen erzielt. Ein Problem bleibt die Speicherung. Batterien sind gesellschaftlich zwar weithin akzeptiert, beispielsweise in der Elektromobilität, aber sie sind nicht sehr effizient und auch nicht umweltfreundlich. Wasserstoff kann ein Vielfaches an Energie speichern und bei seiner Verbrennung entsteht ausschließlich Wasser.  Er eignet sich für die großtechnische Nutzung und bildet eine sehr gute Brücke vom fossilen in ein nachhaltiges Energiezeitalter.

Ihre Forschung in diesem spannenden Bereich läuft, wie Sie sagten, allmählich aus. Heißt das, Sie haben künftig mehr Zeit für die GDNÄ?
Ja, und darauf freue ich mich. Als Mitglied des Vorstandsrats arbeite ich zum Beispiel sehr gern an der Vorbereitung der 200-Jahr-Feier mit, die 2022 in Leipzig stattfinden soll. Da werden gerade tolle Ideen zusammengetragen. Ich will noch nicht zu viel verraten, aber die Vorträge und Diskussionen werden im attraktiven Kongresszentrum der Messestadt und das Rahmenprogramm zum Teil im berühmten Leipziger Zoo stattfinden. Es gibt ein Schüler- und Besuchsprogramm und viele hochinteressante Vorträge aus unterschiedlichen Disziplinen. Für den Nobelpreisträgervortrag haben wir Reinhard Genzel eingeladen, der das gigantische Schwarze Loch im Herzen unserer Milchstraße entdeckt hat.

Untersuchung von Proben der Photosynthese bei Grünlicht mithilfe der Paramagnetischen Elektronen-Resonanz (EPR)-Spektroskopie.

Welche Zukunft sehen Sie für die GDNÄ?
Es warten große Aufgaben auf sie. Da ist zum einen der immens wichtige Dialog mit der Öffentlichkeit, aber auch der interdisziplinäre Dialog zwischen den wissenschaftlichen Disziplinen, an dem es in Deutschland immer noch hapert.  Die Fördermittelgeber fordern das verstärkt, und da könnte die GDNÄ wichtige Anstöße liefern.  Ein weiterer Punkt ist die Zusammenarbeit mit Schulen. Meiner Erfahrung nach wächst das Interesse an Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, denn viele junge Leute erkennen, wie wichtig diese Fächer für die Zukunft sind. Die GDNÄ engagiert sich hier bereits mit ihrem Schülerprogramm. In Kooperation mit anderen wissenschaftlichen Gesellschaften könnten wir aber noch deutlich mehr tun.

Ein großes Programm, das Sie da skizzieren…
…Moment, bitte, ich bin noch nicht fertig. Ich würde mir auch wünschen, dass die GDNÄ die mögliche Tragweite wissenschaftlicher Erkenntnisse verstärkt zur Sprache bringt. Oft führten diese zu historischen Umwälzungen, denken wir nur an die Entdeckung der Uranspaltung und ihre Folgen in Gestalt der Atombombe und der Kernkraft. Unser ganzes modernes Leben ist von Forschung und Technik geprägt – ohne sie gäbe es weder Internet noch moderne Telekommunikation, keine Antibiotika und Impfstoffe und keinerlei Erkenntnisse zum Umwelt- und Klimaschutz oder zu erneuerbaren Energien. Es ist also nicht vermessen zu sagen: Wissenschaftler verändern die Welt. Was mir auch am Herzen liegt, ist mehr Verständnis für die Methodik der Wissenschaft. Ihre Ergebnisse entwickeln sich in sorgfältig geplanten und durchgeführten Experimenten, die oft fehlerbehaftet sind und mehrfach validiert werden müssen, bis ein zuverlässiges Ergebnis vorliegt. Auf Knopfdruck funktioniert das alles nicht, es braucht seine Zeit. Dafür ein Bewusstsein zu schaffen und Vertrauen in die Wissenschaft aufzubauen, dazu trage ich gerne bei – zusammen mit der GDNÄ.