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3  Kontrolle und Kolonisierung in der zweiten Biosphäre

Am 26. September 1991 schlossen sich die Tore des 1,3 Hektar großen, hermetisch abgedichteten Glashauses in der Wüste Arizonas. Acht "Bionauten", vier Frauen und vier Männer, sollten zwei Jahre in der Biosphäre-2 verbringen. Der Name ist Programm. Ziel des Projekts Biosphäre-2 war es, eine künstliche Umwelt zu schaffen, die das Überleben von Menschen auf Dauer ermöglicht - ohne materiellen Austausch mit den lebenserhaltenden Ökosystemen der Erde (in der Terminologie der Bionauten: Biosphäre-1).

Das ehrgeizige Projekt - die Kosten betrugen bisher mehr als 200 Millionen Dollar, wurde vom philökologischen Ölmilliardär Edward Bass finanziert. Erklärtes Ziel war die Erforschung der Möglichkeit, selbsterhaltende, materiell geschlossene Systeme herzustellen, die das Überleben von Menschen, etwa in Kolonien auf anderen Planeten, ermöglichen.

In der Biosphäre-2 gibt es einen landwirtschaftlich bewirtschafteten Bereich und die sogenannte "Wildnis". Letztere umfasst so verschiedene Ökosysteme wie einen künstlichen Ozean, ein Marschgebiet, einen tropischen Regenwald und eine Wüste. Unter dem grünen Garten Eden befindet sich die "Technosphäre": Wohn- und Schlafräume, wissenschaftliche Laboratorien und eine gewaltige Maschinerie zur Aufrechterhaltung des Wasserkreislaufs, zur Wasserreinigung und zur Kontrolle der Temperatur. Das Glashaus hat ein riesiges Monitoringsystem, mit dem zahlreiche Parameter gemessen werden können.

Etwa 3800 Tier- und Pflanzenarten wurden in das Glashaus gebracht. Sie sollten nicht nur eine - vorwiegend vegetarische - Ernährung der Bionauten sicherstellen, sondern auch die Atmosphäre stabil halten. Dazu muss sich ein Gleichgewicht zwischen der CO2-Aufnahme der Pflanzen bei der Photosynthese mit der CO2-Abgabe durch Atmung von Mikroorganismen, Tieren und Menschen einstellen. Ein Gasaustausch mit der Erdatmosphäre war nicht vorgesehen. Energetisch ist die Biosphäre-2 offen. Die Sonne lieferte Energie für die Photosynthese der Pflanzen. Erdgas und Strom wurden von außen zugeführt.

Das Ergebnis des Experiments in Kurzfassung: Die acht Bionauten hielten durch. Nur für kurze Zeit wurde eine Frau, die sich verletzt hatte, für einen medizinischen Eingriff aus der Biosphäre-2 gebracht. Die Bionauten konnten einen Großteil der benötigten Nahrungsmittel herstellen. Doch die Schwierigkeiten waren enorm: Unkraut und Ameisen nahmen überhand. Die Ernährung war knapp, der Arbeitsaufwand zu ihrer Herstellung unerwartet hoch. Auch die künstliche Herstellung eines atmosphärischen Gleichgewichts erwies sich als überaus schwierig. Der CO2-Spiegel stieg auf das 20-fache der auf der Erde üblichen Werte. Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre sank im zweiten Jahr so stark, dass Sauerstoff von außen zugeführt werden musste.

Nachdem ein zweites Einschlussexperiment im Jahr 1994 wegen eines unvorhergesehenen Anstiegs der Lachgaskonzentration in der Atmosphäre abgebrochen werden musste, begann man mit dem Umbau von Biosphäre-2 in ein ökologisches Großlabor. Unter der Leitung der Columbia [Seite 46↓]University werden nun kontrollierte Langzeitversuche angestellt, die unter anderem zur Verbesserung der globalen Klimamodelle und zum Verständnis der Reaktion von Pflanzen und Ökosystemen auf erhöhte CO2-Werte beitragen sollen. Der Einschluss von Menschen ist nicht mehr vorgesehen.

Biosphäre-2, und hier vor allem das Einschlussexperiment, hat zu vielen Diskussionen und Spekulationen Anlas gegeben. Für Jean Baudrillard [93] etwa ist es der Versuch, die ganze Erde in idealisierter, verkleinerter Form in ein Glashaus zu packen - gleichsam als Allegorie einer Raumkapsel. Er sieht die Biosphäre-2 als ersten Zoo für Menschen, als Museum für die Zeit nach der Selbstauslöschung des Menschengeschlechts auf der Erde.

Die heutigen Nutzer, großteils klassische Naturwissenschaftler, sehen das prosaischer. Für sie ist die Biosphäre-2 ein Labor zur Untersuchung ökologischer Prozesse, um in Zukunft die Ökosysteme der Erde besser managen zu können. Dabei geht es in erster Linie um das Verständnis der Funktion von Ökosystemen, also der wichtigsten Prozesse, ihrer Wechselwirkungen und ihrer Regelung. Auf Basis dieses Wissens können dann Strategien zu ihrer Kontrolle und Steuerung - in unserer Terminologie: Kolonisierung - entwickelt werden.

Kontrolle und Kolonisierung sind - wie Technik - gesellschaftsbezogene Begriffe. Aus einer sozial-ökologischen Sicht interessieren die Utopien, Phantasien und Hoffnungen, die zur Biosphäre-2 geführt haben, und die sie ausgelöst haben mag. Die Frage ist, welches Verständnis der Umweltproblematik einem solchen Zugang zugrunde liegt und welche sozialen und ökologischen Konsequenzen daraus zu ziehen sind. Damit frage ich nach dem Verhältnis von Gesellschaft und Natur und dessen Konsequenzen für die Gesellschaft selbst. Ich beginne mit einem Abriss zur Technik- und Ideengeschichte von Glashäusern. Ein zweiter Abschnitt stellt die in Kapitel 1 ausführlich beschriebenen Konzepte zum Verständnis von Gesellschafts-Natur-Beziehungen in den Kontext von Biosphäre-2. Ein dritter Abschnitt versucht, Konsequenzen für derzeit diskutierte Umweltstrategien zu ziehen.

3.1 Gläserne Welten - zur Geschichte einer Idee

"Es lag in der Natur der Herrschaft, wie weit die Herrschaft über die Natur reichte." So lautet die Ausgangsthese von Christof Dipper in seiner 1991 erschienen "Deutschen Geschichte 1648-1789" [Dipper, 91, 10]. Gesellschaftliche Verhältnisse bedingen und bestimmen unseren Umgang mit Natur und beeinflussen die Gestaltung von Technik. "Herrschaft" war im Weltbild der europäischen Feudalgesellschaft lange eine allumfassende Qualität der Herrschenden - und dazu gehörte auch die Herrschaft über die Natur. Kraft der göttlichen Sendung der Herrschenden konnten diese heilen. Ebenso konnten sie über die Gesetze der Natur gebieten, indem in ihren Gärten exotische Gewächse gediehen, auf ihren Tafeln auch im Winter frisches Obst serviert wurde und in ihren Tiergärten wilde Bestien am Leben erhalten wurden. Zum Prestige eines Königs oder Fürsten gehörte es, derartiges zu vollbringen.


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Die Grundlagen dafür schaffte Technik - ob im Bau von Käfigen oder in der Anlage von Wasserkünsten, oder durch die Errichtung von Gewächshäusern, in denen die Umweltbedingungen soweit wie möglich der menschlichen Kontrolle unterworfen wurden. Technik diente der Illusion, könnte man überspitzt formulieren, daher sollte ihre Gestaltung so erfolgen, dass ihre Anstrengungen möglichst unsichtbar blieben. Diese Unsichtbarkeit bestimmte auch nach dem Ende des Feudalzeitalters die Gestaltung der Technik im Gewächshausbau. So schrieb etwa M. Neumann [Neumann, 52, 36], Doyen der deutschen Glashauslehre in einem im 19. Jahrhundert weit verbreiteten Lehrbuch:

"Welches Ziel soll der Erbauer eines großen Glashauses vor Augen haben, wo es sich um Aufstellung von tropischen Pflanzen handelt? Kein anderes als die Nachahmung der reichen Unordnung eines Urwaldes, in dem er mit lebendigem Kunstsinn alle anfallenden Spuren der Künstlichkeit verwischt und vorzüglich den materiellen Beweis, dass man unter einem Glasdache wandelt, zu bemänteln, unbemerkbar zu machen sucht. In der That, warum sollte man nicht das geometrisch angeordnete Netz oder Gitterwerk der Fenster und Scheibeneinfassungen durch eine möglichst getreue Nachahmung der Formen der Baumästung und Verzweigung ersetzen und durch die ungleichen Maschen derselben das Licht gerade so einfallen lassen, wie durch den Dom eines natürlichen Waldes?

Launenvolle Lianen, zwischen diese künstliche Äste und Zweige eingeflochten, werden die malerische Täuschung noch vollkommener machen, hier das nackte Gerippe von Metall unter ihrem Laubwerk verstecken, dort an die schwanken Zweige großer Bäume sich anhängend, anmuthige Guirlanden bilden."

Um diese Nachbildung der Natur zu ermöglichen, musste man wissen, welche Umweltbedingungen die zu kultivierenden Pflanzen für ihr Gedeihen benötigen. Dieses Wissen systematisierte der Botanikprofessor Richard Bradley aus Cambridge in seinem 1721 erschienenen "Philosophical Account of the Works of Nature": "As every animal has its climate and food natural to it, so has every plant an exposure, temper of air, and soil, proper to nourish and maintain it in a right state of health."[zitiert nach Hix, 74].

Umweltmess- und Kontrolltechniken ermöglichten es, die Bedingungen im Glashaus, vor allem was das Klima betraf, immer besser herzustellen. So wurde 1816 der Thermostat erfunden. Er wurde damals als „environmental control machine“ bezeichnet, die einen "automatischen Garten" ermöglichen sollte. Auch die Heizungssysteme mussten erst entwickelt werden: Nach einer langen Serie an Misserfolgen mit offenen Kohlebecken, Hypokaustenheizung und Dampfheizung erwies sich endlich die Niedertemperatur-Warmwasserheizung als brauchbar. Die Glasqualität ist ebenfalls wichtig, denn durch Einschlüsse im Glas kann es zu Brennlinseneffekten kommen. 1828 konnte man mit den Formeln von Thomas Tredgold den Wärmebedarf der Glashäuser in Abhängigkeit von ihrer Größe berechnen. Selbst die negativen Effekte der Windstille auf die Festigkeit der Bäume wurden damals erkannt und Techniken zur Behebung dieses Missstandes entwickelt: Schon 1805 erfand J.C. Loudon eine aufziehbare Windmaschine. Ebenfalls Anfang des [Seite 48↓]19. Jahrhunderts, als die Riesenwasserlilie Victoria Regia bekannt und berühmt wurde, lernte man, die Wassertemperatur auf ± 1° Celsius zu regeln.

Im 19. Jahrhundert wurde auch die Idee entwickelt, Tiere und Menschen sollten im Glashaus leben können. 1822 schlug J.C. Loudon, Protagonist des Glashausbaus, vor. "A variety of oriental birds and monkeys and other animals might be introduced; and in ponds, a stream made to run by machinery, and also in salt lakes - fishes, polypi, corals and other productions of fresh or sea-water might be cultivated or kept."Das klingt wie eine Vision der "natürlichen Ökosysteme" der Biosphäre-2, mit ihren künstlichen Wellen und Korallenriffen.

Von Glashäusern waren Architekten und Gärtner auch später fasziniert, obwohl das Glashaus als Ort gesellschaftlicher Ereignisse und Form der Ingenieursbaukunst seine Bedeutung verlor. Im Jahr 1960 wurde in St. Louis das "Climatron" errichtet, eine nach den Konstruktionsprinzipien von Buckminster Fuller gebaute Halbkugel, in der Wasser versprüht wird, um unterschiedliche Bedingungen zu erzeugen: Der Temperaturgradient im Haus verläuft untertags in West-Ost-Richtung und nachts in Nord-Süd-Richtung. Das ermöglicht es, vier Klimatypen gleichzeitig zu simulieren: Im Südostteil herrscht ein warmfeuchtes Klima wie im amazonischen Urwald, im Südwestteil gibt es kühle Tage und warme Nächte wie im hawaiianischen Klima. Im Nordosten sind warme Tage und kühle Nächte Ursache eines "indischen Klimas" und im Nordwesten ist ein tropischer Nebelwald gepflanzt. Und das auf einer Fläche von nur 2000 m2 - etwa so groß wie die Anbaufläche der Biosphäre-2. Auch bei der Planung verschiedener Arten von Wildnis unter einem Dach ohne physische Begrenzungen hatte die Biosphäre-2 damit ihre Vorläufer.

Ein nur auf den ersten Blick ähnliches Ziel wie Biosphäre-2 verfolgte das in den frühen siebziger Jahren in Studienform von dem Architekten Graham Caine vorgestellte "Ökohaus". So schrieb etwa John Hix (1974, S. 177f): "Caine hopes to demonstrate, as would other Eco-enthusiasts, that man can flourish without the dependence on organized power sources and can also reduce pollution on the environment with human scaled techniques." Eine Pflanzenkläranlage, wie sie in Biosphäre-2 verwendet wurde, schlug Caine bereits vor. Der Biomasseabbau sollte den Herd mit Methan versorgen. Der durch die großen Glasflächen bewirkte Treibhauseffekt sollte zu einem energetisch selbsttragenden Haus führen. An atmosphärischen Abschluss dachte dabei freilich niemand. Ziel der "Ökohäuser" war - und ist - die Entwicklung einer umweltverträglichen Technik, und damit die Verringerung des Energieverbrauchs. Davon kann freilich bei der Biosphäre-2 nicht die Rede sein: Denn dort ging um die Herstellung eines materiell geschlossenen Ökosystems - ohne Rücksicht auf den dabei entstehenden (enormen) Energieverbrauch.

Hix liefert in seinem 1974 erschienenen Buch auch eine Vision, die derjenigen der Bionauten in manchem ähnelt: Die Garteningenieure (sic!) seien imstande, die entsprechenden Kontrollmechanismen zu schaffen, um riesige Landstriche mit künstlichem Klima zu überziehen. Auch die nötigen Baumaterialien und -technologien seien weitgehend vorhanden. Durch die Kombination gärtnerischer Klimakontrolle und architektonischer Leistung würde ein Paradiesklima entstehen, das Bauen im herkömmlichen Sinn unnötig machen würde.


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Trotz mancher Bedenken - so warnt er etwa vor der enormen technischen Abhängigkeit - sieht Hix in der Entwicklung solcher Glashäuser eine attraktive Möglichkeit zur Besiedelung unwirtlicher Erdregionen. Als ein derartiges Projekt beschreibt Hix eine florierende "Arctic City" unter Glas, drei Quadratkilometer groß und für 15-40.000 Einwohner geeignet.

"An atomic plant provides electricity and its warmed cooling water keeps the harbour free from ice and warms the fresh polar air which is taken at a height of 300 m and distributed into all buildings in the city and across all open surfaces. (...) The dome should be invisible so that the weather outside the shell, the sun, the moon and the night can be experienced. (...) A bright electric sun lamp is moved across the dome in accordance with the daily rhythm, producing daytime during the long polar winters. The continuous sunlight of polar summers is screened with movable sails. Air in the city is healthy and fresh, for used air is vented into the atmosphere. (...) Vegetation covers all open spaces and all roofs that do not need to be walked on. There is a lake and a botanical garden with birds and mammals. The Garden of Adonis is complete.“ Hix (1974, S. 196)

Was "Arctic City" und die Biosphäre-2 verbindet, ist das Ziel: Beide Projekte sollen dazu dienen, unwirtliche Gebiete für Menschen bewohnbar zu machen - sei es auf der Erde, einem anderen Planeten, oder nach einem Öko-Kollaps. Die Biosphäre-2 präsentiert sich als futuristisches Konstrukt, als Modell für das dritte Jahrtausend. Neu ist an ihr vor allem, dass es - anders als in Glashäusern bisher üblich - nicht um eine phänomenologische Nachahmung der Natur geht, sondern um eine künstlicher Herstellung fundamentaler Ökosystemfunktionen: Etwa stabiler Stoffkreisläufe und eines bewohnbaren Klimas. Auch der Einschluss von Menschen, samt allen damit zusammenhängenden Problemen, von den materiellen Voraussetzungen wie Nahrungsmittelproduktion und Beseitigung der Fäkalien bis hin zu psychischen und sozialen Problemen, ist neu.

Doch nicht einmal sie stammt von den Bionauten selbst: Bereits 1971 veröffentlichte der amerikanische Ökologe Howard T. Odum die Idee zu einem solchen Experiment. In seinem Buch "Environment, Power and Society" schrieb er von einem "dringend benötigten, aber teuren" Experiment, in dem Erfahrungen beim Ökosystem-Management gesammelt werden sollten: "Man is kept in an armory-sized structure into which all the materials of the biosphere are introduced along all kinds of biological components, especially microbial ones. By the process of learning, (...) succession, and evolution (...) a system of man compatible with his food and waste productions in a restricted environment is likely to emerge." [Odum, 71, 286].

Viele der Biosphäre-2 zugrundeliegenden Ideen sind alt: Die Idee einer möglichst großen Vielfalt an Organismen, der Einbau aquatischer Ökosysteme und die Kombination von verschiedenen Temperatur- bzw. Klimazonen unter einem Dach. Auch der Versuch einer möglichst unauffälligen (nicht zufällig ist in der Biosphäre-2 die Technosphäre unterirdisch) technischen Kontrolle der Umweltbedingungen, mit dem Ziel, die Natur nachzuahmen ist ein althergebrachtes Konstruktionsprinzip von Glashäusern.

Selbst manche der Phantasien, zu denen Biosphäre-2 einzuladen scheint, und die in den Medien breiten Raum fanden, sind nicht neu. Von einem menschgemachten Paradies war dabei viel die [Seite 50↓]Rede. Das waren die gläsernen Welten schon immer: Ein Versuch, eine Vision vom Paradies zu verwirklichen. Doch die Biosphäre-2 ist ein kontrolliertes, kolonisiertes Paradies. "Paradiesisch" ist ein Aufenthalt darin nicht, trotz des üppigen Grüns - zumindest soviel ist als Ergebnis des Einschlussexperiments sicher.

3.2 Vom Glashaus zur Biosphäre-2: Kolonisierung und Risiko

Die Welten unter Glas, in denen die Unordnung der Natur nachgeahmt werden sollte, haben auf den ersten Blick kaum etwas mit den Umweltproblemen zu tun, denen wir heute gegenüberstehen. Verglichen mit den Folgen der industriellen Landwirtschaft, den Risiken der Kernkraft oder eines breiten Einsatzes der Gentechnik erscheint die Verwirklichung gärtnerischer Phantasien in Glashäusern als harmlose Variante der Naturbeeinflussung.

Der Schein trügt. Um zu erkennen, was Glashäuser mit den gegenwärtigen Umweltproblemen verbindet, müssen wir unsere Aufmerksamkeit von den Folgen der Naturbeeinflussung auf den Prozess der Naturbeeinflussung selbst richten. Was passiert also, wenn ein Glashaus gebaut wird? In einem räumlich abgegrenzten Gebiet werden einige wenige Naturprozesse kontrolliert. Dazu gehört etwa die Verfügbarkeit von Luft, Wasser und Nährstoffen, die Temperatur und die Artenzusammensetzung. Der bei weitem größte Teil der Naturprozesse im Glashaus bleibt jedoch sich selbst überlassen: Weder die Photosyntheseleistung der Pflanzen, noch ihr Stoffwechsel, weder die Transportprozesse in der Pflanze, noch die biochemischen Prozesse, die für ihr Wachstum und ihre Reproduktion verantwortlich sind, werden gesellschaftlich kontrolliert. Analog lassen sich Ackerbau, Viehwirtschaft, Gentechnik, Züchtung, Flussregulierung oder Nationalparkmanagement beschreiben.

Diese Form des gesellschaftlichen Umgangs mit Natur wurde oben Kolonisierung genannt. Einige wenige Parameter von Natursystemen werden dauerhaft kontrolliert. Im übrigen kann und muss man sich auf die Eigendynamik und Selbstregulationsfähigkeit der Natursysteme verlassen. So entsteht durch Kolonisierung aus einem Urwald ein Acker, oder eben ein Glashaus. Aus einer unscheinbaren Grasart, für deren Anbau aufgrund des niedrigen Ertrages niemand die nötige Arbeit investieren würde, kann eine moderne Hochleistungssorte mit einem vorteilhaften Verhältnis zwischen Aufwand und Ertrag gezüchtet werden, die sich weltweit durchsetzen kann.

Damit ist auch schon das Spektrum an Problemen umrissen, die mit Kolonisierung verbunden sind. Einerseits ist die Eigendynamik der Natursysteme eine unabdingbare Voraussetzung für Kolonisierung: Die technische Beherrschbarkeit aller Parameter von Natursystemen, also die totale Kolonisierung, ist unmöglich. Anderseits führt eben diese Eigendynamik dazu, dass kolonisierte System nie wirklich kontrollierbar sind. Natursysteme reagieren auf Eingriffe nicht immer in einer vorhersehbaren Art und Weise, wie das Beispiel Biosphäre-2 ausreichend gezeigt hat.

Daraus ergeben sich Probleme für die Gesellschaft. Denn indem sich Gesellschaften auf eine bestimmte Form der Kolonisierung einlassen, begeben sie sich auf einen Pfad, auf dem es kein Zurück mehr gibt: Aus einem kolonisierten Zustand kehren Natursysteme selten in ihren [Seite 51↓]Ausgangszustand zurück. Zudem begeben sich Gesellschaften mit bestimmten Kolonisierungs­strategien in eine Abhängigkeit von der Funktion der kolonisierten Systeme. So ist etwa in Agrargesellschaften eine Bevölkerungsdichte möglich, die unter den Bedingungen einer Jäger- und Sammler-Wirtschaft nicht aufrechterhalten werden können. Mit der Veränderung von wichtigen Kulturtechniken - z.B. neuen Landbewirtschaftungsmethoden - veränderte sich jeweils auch die Bevölkerungsdichte. Gesellschaften treten so in einen Prozess wechselseitiger Anhängigkeiten mit den von ihnen kolonisierten Systemen ein. Damit entstehen neue gesellschaftliche Abhängigkeiten und Risiken.

Diese Prozesse sind nicht leicht zu beobachten und zu analysieren. Sie erstrecken sich über große Zeiträume und werden von einer Fülle anderer Prozesse überlagert. Das zweijährige Einschlussexperiment in der Biosphäre-2 bietet die Gelegenheit, Interaktionen zwischen natürlichen und sozialen Systemen und die Risiken, die mit Kolonisierung verbunden sind, gleichsam in einer Laborsituation zu untersuchen.

Die Biosphäre der Erde ist nur so lange ein Platz, in dem günstige Voraussetzungen für Leben bestehen, als eine Unzahl von Parametern innerhalb enger Grenzen konstant bleibt. Das physische Überleben der Menschen hängt von zahlreichen Leistungen natürlicher Systeme ab. Die globalen Umweltprobleme, wie der Verlust an Artenvielfalt, die Klimaerwärmung oder das Ozonloch, zeigen, dass diese lebenserhaltenden Ökosystemleistungen gegenüber gesellschaftlichen Eingriffe empfindlich sind. Im Prinzip gibt es zwei Möglichkeiten, auf diese Situation zu reagieren:

1. Reduktion der Eingriffe in einem Ausmaß, das ausreicht, um die Regulierung der entscheidenden Parameter der Selbstregulation der natürlichen Systeme anzuvertrauen. Das würde zum Beispiel bedeuten, die Emissionen an Abwässern soweit zu senken, dass sie die Selbstreinigungskapazität der Gewässer nicht überschreiten. Oder die Luftschadstoff-Emissionen so weit zu reduzieren, dass die stoffliche Zusammensetzung der Atmosphäre konstant bleibt. Bisher sind diese Ansätze allerdings immer dort gescheitert, wo sie eine weitreichende Veränderungen der materialintensiven industriellen Lebensweise erfordert hätten.

2. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Kontrolle über die Natursysteme auszudehnen. Durch entsprechende Kolonisierungsstrategien könnten diese möglicherweise so beeinflusst werden, dass die negativen Eingriffe kompensiert werden. Beispiele hierfür gibt es bereits, etwa die Schaffung von CO2-Senken als Lösung der Klimaproblematik oder die Entwicklung gentechnisch veränderter Bakterien zur Abfallbeseitigung. Auf den ersten Blick erscheint diese Strategie politisch leichter durchsetzbar, wie zuletzt die Verhandlungen in Kyoto gezeigt haben. Die Ausdehnung der Kolonisierung verspricht eine Lösung der Umweltproblematik, die eine Synthese von Umwelterhaltung mit wirtschaftlichem Wachstum ohne wesentliche Änderungen in Lebensstil und Konsummustern ermöglicht.

Die große Unbekannte dabei ist jedoch die Frage, wie weit Kontrolle über komplexe Natursysteme tatsächlich möglich ist - und wo sie an ihre Grenzen stößt. Genau das ist es, was wir aus dem [Seite 52↓]zweijährigen Einschlussexperiment Biosphäre-2 lernen können: Wo sind die Grenzen der Kolonisierung?

Das 180 000 Kubikmeter große Glashaus ist - wie die Biosphäre der Erde - ein materiell geschlossenes und energetisch offenes System. Von Anfang an war klar, dass in der Biosphäre II eine enorme Komplexität von Prozessen kontrolliert werden mussten. Es wurden 1800 Sensoren installiert, die über 2000 Variablen zum Teil im Viertelstundentakt maßen. Dennoch waren die Menschen auch in der Biosphäre-2 auf die Selbstorganisationsfähigkeit der natürlichen Systeme angewiesen. Selbst dieser enorme Aufwand reicht nicht aus, um alle lebenserhaltenden Prozesse in einem materiell geschlossenen System zu kontrollieren. Mit 3800 Arten, aus allen Taxa des Tier- und Pflanzenreiches bis hinunter zur Familie, existierte auf den 1,3 Hektar der Biosphäre-2 eine größere Artendichte als sonst wo auf der Erde. Je mehr Arten, desto eher stellen sich stabile Ökosystembedingungen ein, so die ökologisch naive These. Das was von natürlichen Systemen nicht von selbst geleistet wird, muss gesellschaftlich geleistet werden. Das Einschluss­experiment zeigte, wie viel Arbeit das kosten kann.

Die Planer von Biosphäre-2 hatten konkrete Vorstellungen davon, wieviel Kolonisierungsarbeit fürs Überleben notwendig sein würde. So sollte etwa die Hälfte der Zeit für wissenschaftliche Forschung zur Verfügung stehen. Für Kommunikation wurde der Aufwand auf 20 Prozent der Zeit geschätzt - bleiben 30 Prozent der Arbeitskapazität die Systemerhaltung, also im wesentlichen für die Wartung der technischen Infrastruktur und für die Nahrungsmittelproduktion.

Doch die Biosphäre-2 funktionierte anders als geplant. Einzelne Pflanzenarten überwucherten Wildnis-Biome und Ackerland. Sie mussten händisch gerodet werden. Von 25 Wirbeltieren starben 19 aus, ebenso ein Großteil der Insekten, darunter alle blütenbestäubenden. Die Kulturpflanzen mussten daher händisch bestäubt werden. Schaben und Ameisen vermehrten sich explosiv und wurden zu einer dauernden Plage. Temperatur- und Wasserregelung funktionierten unzureichend. Die Wüste verwandelte sich in eine Busch- und Graslandschaft. Die Gewässer eutrophierten.

Die atmosphärischen Probleme waren besonders dramatisch. Der Sauerstoffgehalt der Luft sank kontinuierlich. Nach eineinhalb Jahren erreichte er einen Wert von nur 14 Prozent, das entspricht der Sauerstoffkonzentration in 5000 Metern Höhe. Der Grund dafür waren die Böden, die man von verschiedenen Standorten in die Biosphäre-2 gebracht hatte. Sie waren zu nährstoffreich und ermöglichten damit eine sehr hohe Aktivität der Bodenmikroorgansimen, durch die der Sauerstoff veratmet wurde. Durch die Atmung wird nicht nur Sauerstoff verbraucht, sondern auch CO2 erzeugt. Der CO2-Gehalt der Luft hätte daher synchron ansteigen müssen. Er blieb jedoch bei einem Fünftel des errechneten Wertes. Es stellte sich schließlich heraus, dass der frische Beton des Gebäudes das CO2 gebunden hatte. Ohne diese nicht geplante CO2-Senke wäre durch den Treibhauseffekt eine Atmosphäre entstanden, die mit den Verhältnissen auf der Venus vergleichbar ist.

In einer kleinen Welt wie der Biosphäre-2, in der die gesellschaftliche Kontrolle über Naturprozesse viel höher ist als auf der Erde, bedroht ein Kontrollverlust sehr schnell das physische Überleben. Anders als auf der Erde fehlen hier ist Raum und Zeit für Problemverschiebungen. Veränderungen [Seite 53↓]der Natursysteme wirken unmittelbar auf die gesellschaftlichen Systeme zurück. Welche gesellschaftlichen Ressourcen dabei knapp werden, wird sehr schnell klar: Wenn alle blütenbestäubenden Insekten aussterben und keine Alternativen zur Eigenversorgung verfügbar sind, müssen die Kulturpflanzen eben händisch bestäubt werden. Und das bedeutet menschliche Arbeit - eine für jede Gesellschaft begrenzte Ressource. Von den geplanten 50 Prozent ihrer Arbeitszeit, die sie für wissenschaftliche Forschung verwenden wollten, blieben den acht Bionauten tatsächlich nur fünf Prozent. Die Hälfte ihrer Arbeitszeit mussten sie für Nahrungsmittelproduktion aufwenden, noch einmal 25 Prozent brauchten sie für die Instandhaltung. Das reichte gerade zum Überleben, aber nicht zum Sattwerden. Im Durchschnitt verlor jeder der Bionauten 16 Prozent seines Körpergewichts. Mit einer verfügbaren Nahrungsenergie von 2,9 Gigajoule (GJ) pro Person und Jahr blieben sie weit unter dem biologischen Bedarf von 4,6 GJ zurück.

Im Gegensatz zu realen Gesellschaften hatten die Bionauten nahezu unbegrenzten Zugang zu zwei Ressourcen: Energie und Information. Der Energieverbrauch betrug 28.000 GJ pro Person und Jahr, das ist um zwei Zehnerpotenzen höher als der pro-Kopf-Verbrauch eines Industrielandes wie Österreich. Über Computer waren die Bionauten mit hunderten Personen verbunden. Ein ganzer Stab von Wissenschaftlern außerhalb von Biosphäre-2 half ihnen bei der Lösung technischer Probleme, bei wichtigen Entscheidungen zum Management von Ökosystemprozessen - und nicht zuletzt bei der Bewältigung psychischer Probleme.

Die Biosphäre-2 hat somit einen Gesellschaftstyp hervorgebracht, der in sozial-ökologischer Perspektive ein seltsames Zwitterwesen ist. Folgt man der Argumentation des Umwelthistorikers Rolf Peter Sieferle, der überzeugend dargestellt hat, dass die Industrialisierung auf einem Wechsel der energetischen Grundlagen der Gesellschaft beruht und ihre Dynamik aus einem exponentiell wachsenden Verbrauch fossiler Energie bezieht [Sieferle, 97], so haben wir es hier mit einer Industriegesellschaft der Zukunft zu tun. In Begriffen der Technologie gedacht, handelt es sich um eine zeitgenössische Industriegesellschaft. Nehmen wir jedoch die Verteilung von gesellschaftlicher Arbeit und den Ernährungszustand der Bevölkerung als Kriterien, so müssen wir mindestens 200 Jahre in der Zeit zurückgehen oder einige tausend Kilometer im Raum zurücklegen. Denn ein derart hoher Einsatz von menschlicher Arbeitskraft für die Nahrungsmittelproduktion, kombiniert mit permanenter Mangelernährung, findet sich nur in der Bevölkerungsmehrheit historischer Agrargesellschaften.

3.3 Die Zukunft der Kolonisierung

Obwohl die Biosphäre-2 in vieler Hinsicht nicht mit den Verhältnissen auf der Erde zu vergleichen ist, zeigt das Einschlussexperiment eine Logik der Wechselwirkungen zwischen Gesellschaft und Natur, die durchaus verallgemeinerbar ist.

In der Umweltpolitik zeichnet sich derzeit eine Strategie ab, die auf immer weiterreichende Steuerung von Natursystemen, also auf zunehmende Kolonisierung abzielt. Eine ursächliche Lösung der Umweltprobleme durch Anpassung der gesellschaftlichen Austauschprozesse mit der [Seite 54↓]Natur an die Kapazität der Ökosysteme rückt in immer weitere Ferne. Damit ist klar, dass wir uns schon mitten in einer Risikospirale befinden. Die neuen Kolonisierungsstrategien werden zunehmend als Reaktion auf die ökologischen Folgeprobleme vergangener Eingriffe gesetzt. In besonders hohem Ausmaß gilt dies für bestimmte Anwendungen der Gentechnik. Ohne Monokulturen und genetische Verarmung der Kulturpflanzen - alle wollen die ertragreichste Sorten anbauen - gäbe es weniger Druck, Resistenzgene aus allen möglichen Quellen gentechnisch auf Kulturpflanzen zu übertragen. Ohne Tankerunfälle und undichte Sondermülldeponien bräuchten wir keine ölfressenden Bakterien. Ohne eine an einseitigen ökonomischen Erfordernissen orientierte Tierzüchtung wäre die Vision transgener Nutztiere weit weniger attraktiv. Aber auch in anderen Bereichen sehen wir die gleiche Logik. Der Plan, künstliche CO2-Senken zu schaffen, indem die Meere mit Eisen gedüngt werden, wäre unverständlich, wüssten wir nicht um die Schwierigkeiten, die Treibhausproblematik durch eine Verringerung der CO2-Emissionen zu lösen.

Manchmal versagen diese Strategien sehr schnell. In den USA, wo der großflächige Anbau gentechnisch veränderter Kulturpflanzen schon viel weiter fortgeschritten ist, vergeht kein Jahr ohne Meldungen über massive Ernteverluste aufgrund einer Überwindung der gentechnisch hergestellten Resistenzen durch Schädlinge. Oft konnten sich die Schädlinge den neuen Bedingungen so rasch anpassen, dass es schon im ersten Jahr des Anbaus zum Zusammenbruch der Resistenz kam. Wenn man für eine gentechnisch veränderte Kulturart zehn Jahre Entwicklungszeit annimmt, dann haben wir hier eine Relation zwischen Aufwand und Ertrag, die noch schlechter ist als in der Biosphäre-2.

Sicher, die Erde ist noch groß genug, um solche Fehlentwicklungen abzupuffern. Die Ernteausfälle in den USA haben dort niemanden hungrig gemacht. Aber die technische Kontrolle über Natur schreitet sehr schnell voran. Zudem ist unsere Gesellschaft, so scheint es, blind für die Grenzen der Kolonisierung. Vielleicht ist das Einschlussexperiment der Biosphäre-2 spektakulär genug, um zu zeigen, wie durch diese zunehmende Kolonisierung Gesellschaften immer mehr Verantwortung für die Reproduktionsbedingungen der lebenserhaltenden Funktionen von Natursystemen übernehmen. Sobald die Steuerung nicht so funktioniert wie geplant, müssen Gesellschaften reagieren, wollen sie nicht ihre Lebensgrundlage verlieren.

Das können sie vielfach nur mehr durch eine weitere Steigerung des Einsatzes von Arbeit, Energie und Technik. Nach Meinung des amerikanischen Ökologen Eugene Odum ist die wichtigste Schlussfolgerung aus dem Experiment Biosphäre-2, wie hoch die Kosten der künstlichen Aufrechterhaltung einer bewohnbaren Umgebung sind, die die Ökosysteme gratis bereitstellen. Alleine die Energierechnung der Biosphäre-2 betrug - zu den günstigen US-amerikanischen Energietarifen - etwa 22 Millionen Schilling jährlich. Eugene Odum [Odum, 96, 18]: "Sehr wenige der Milliarden Erdbewohner könnten es sich bei diesen Kosten leisten, in überdachten Städten zu wohnen."

Gibt es Alternativen zur totalen Kolonisierung auf der einen Seite, und zum drastischen Wandel der industriellen Lebensweise auf der anderen? Wie können wir lernen, komplexe Systeme zu steuern, ohne in die Risikofalle zu gehen?


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Nur durch die synthetische Herstellung von Komplexität, so hofft man, wird man über das Verhalten der Ökosysteme genug lernen, um schlussendlich die erwünschten Zustände herbeiführen zu können. Wie? Ganz einfach, meint etwa der Computerexperte Kevin Kelly in seinem Buch "Das Ende der Kontrolle" [Kelly, 97]. Beginne mit einfacheren Systemen, setze sie zu komplexeren zusammen, und lerne aus Versuch und Irrtum. Versuche nicht, die erwünschten Zustände direkt herbeizuführen, sondern setze auf eine Art "Co-Kontrolle", auf ein geschicktes Ausnützen der Eigendynamik der Systeme. Versuche, Systeme mit den Eigenschaften zu züchten, die du brauchst - dann wirst du lernen, komplexe Systeme zu beherrschen.

Doch es gibt gute Gründe, an dieser optimistischen Vision zu zweifeln. Um züchten zu können, braucht man einen Pool, zum Beispiel eine Population von Individuen, aus denen diejenigen mit den gewünschten Eigenschaften auswählt und reproduziert werden. Wenn es jedoch um Kontrolle von Ökosystemfunktionen geht, kann diese Methode nicht funktionieren. Wir können nicht einen Pool an kolonisierten Ökosysteme schaffen, um dann diejenigen auszuwählen, in bei denen das Ökosystemmanagement am besten funktioniert - denn wir haben nur eine Erde. Krankheitsanfällige oder ertragsarme Weizensorten kann man verwerfen, eutrophierte Gewässer oder Agrarökosysteme, deren Böden erodieren, nicht.

Die Geschichte des Glashauses hat uns gezeigt, wie gesellschaftliche Verhältnisse den Umgang mit Natur bedingen und bestimmen. Der Ausblick auf die Kolonisierung der Zukunft, wie er sich uns in der Biospäre-2 darstellt, macht deutlich, dass auch das umgekehrte gilt: Der Umgang mit Natur bedingt und bestimmt gesellschaftliche Verhältnisse. Die Grenzen der Kolonisierung liegen dabei in der Gesellschaft selbst.


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07.01.2005