Die Atacama erstreckt sich vom Norden Chiles über den Süden Perus und ist neben den Polarregionen die weltweit trockenste Wüste. Es gibt Gebiete, in denen jahrzehntelang kein Tropfen Regen fällt. Im chilenischen Teil der Atacama erforscht der Sonderforschungsbereich 1211 „Earth – Evolution at the Dry Limit“ die wechselseitigen Beziehungen zwischen Landschaftsentwicklung und der Evolution des Lebens.

Geomorphologische Prozesse, also Veränderungen der Erdoberfläche, ebenso wie die biologische Evolution werden entscheidend durch die Verfügbarkeit und Abwesenheit von Wasser beeinflusst. Der Fokus der Forscher und Forscherinnen liegt daher auf diesen extrem trockenen, sogenannten ariden und hyperariden Gebieten. Im Oktober des letzten Jahres machten sich einige von ihnen auf nach Chile.

Die Geographen

Kurz bevor die Mittagssonne an diesem Oktobertag im Zenit steht, beginnt es in der Atacama-Wüste plötzlich zu regnen. Das ist an diesem staubtrockenen Ort an sich schon ein außergewöhnlicher Vorgang. Noch bemerkenswerter wird es, wenn man die ganze Szenerie aus der Ferne betrachtet. Denn es regnet nur sehr lokal. Genau genommen plätschern die Tropfen lediglich auf eine Fläche von etwa 10 Quadratmetern und das auch noch unter einem Zeltdach, das aussieht, als hätte jemand mitten der Wüste einen Bierpavillon aufgestellt. Der Regen ist das Werk von vier Kölner Forschern und Forscherinnen.

Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen erforschen, wie sich Landschaften entwickeln, wie bestimmte Formen in der Landschaft entstehen. „Wir untersuchen also die Zusammenhänge von Klima und Landschaftsentwicklung“ erläutert Dr. Simon Matthias May. “Außerdem ist die Atacama aufgrund des über Jahrmillionen anhaltenden Wassermangels dem Mars nicht unähnlich. Vielleicht kann die Forschung also auch helfen, Oberflächenprozesse sowohl auf unserem als auch auf anderen Planeten besser zu verstehen.“

Damit die Forscher es in der Wüste regnen lassen können, beginnt der Arbeitstag für das Team in aller Früh mit den ersten Sonnenstrahlen. Eine leichte Anspannung liegt in der Luft, denn es bleibt nicht viel Zeit. Nur drei oder vier Stunden ist es windstill genug, um aufbauen und beregnen zu können. Immer wieder laufen die drei Wissenschaftler und eine Wissenschaftlerin einen etwa 300 Meter langen, schmalen Trampelpfad entlang und schleppen Ausrüstung vom Camp zu der Fläche, die beregnet werden soll.

„Wir haben diesen Hang wegen seiner interessanten Form ausgewählt. Er erinnert an Formen, die man mit Durchfeuchtung von oberflächennahen Schichten verbindet. Da können Rutschungen, Schrumpfungs- und Quellungsprozesse, Volumenänderungen von Gips- oder Salzkomponenten im Boden eine Rolle spielen“ erläutert May die Standortwahl. “Daher erschien uns dieser Ort für die Beregnung gut geeignet, um zu sehen, wie der Hang reagiert und wir dann vielleicht erklären können, wie so eine Hangform überhaupt entsteht.“

Kurz vor Mittag ist es dann soweit und das Team kann die Ventile aufdrehen. Dann regnet es tatsächlich für einige Minuten in der Atacama. Die Tropfen verteilen sich wie ein Sprühregen über der abgesteckten Fläche. „Naturnahen Niederschlag zu simulieren ist eine Wissenschaft für sich. Wir müssen etwa auf die Tröpfchengröße und die Verteilung am Boden achten. Da sind wir schon im sehr naturnahen Bereich“ erklärt May. Nach wenigen Minuten ist der Tank annähernd leer und die Wissenschaftler zufrieden. Es hat alles geklappt. Gerade rechtzeitig bevor der Wind aufzieht.

Die Biologen

Dr. Federico Luebert, Felix Merklinger und Tim Böhnert sind auf der Suche nach Pflanzenproben. Pflanzen in der trockensten Wüste zu sammeln, klingt zunächst nach einem wenig Erfolg versprechenden Unterfangen. Dennoch sind sich die Wissenschaftler sicher, dass sie fündig werden. Denn sie haben einen 170 Jahre alten Reisebericht im Gepäck.

In den 1850er Jahren bereiste und erkundete Rudolph Amandus Philippi im Auftrag der chilenischen Regierung als einer der ersten Botaniker die Region. Heute ist Philippis Bericht aber weit mehr als bloße Reiselektüre. „Im Prinzip bewegen wir uns gerade auf denselben Pfaden, wie die Botaniker im 19. Jahrhundert“, sagt Böhnert. „Unsere ganze Reiseroute ergibt sich aus den alten Berichten. Ich fahre zu genau denselben Orten. Damit stelle ich sicher, dass ich genau die Typusart finde, die ich suche und die auch vor über hundert Jahren schon dort gewachsen ist.“

„Auch wenn wir wissen, wo sich Populationen befinden, bleibt die Suche ein Glücksspiel. Es hängt natürlich auch immer davon ab, wie trocken es gerade ist, oder ob Niederschlag gefallen ist. 2017 war eigentlich ein besonders gutes Jahr“ sagt Felix Merklinger. „Wir haben Pflanzen gefunden, die wahrscheinlich seit der Erstaufsammlung vor rund 100 Jahren nie wiedergefunden wurden. Cristaria leucantha wurde in den 1920er Jahren und seitdem nicht mehr gefunden und beschrieben. Wir konnten sie jetzt erneut finden. Aber manchmal kommen wir halt an einen Standort und die Pflanzen sind vertrocknet.“

Also weiter! Je höher es dann geht, desto mehr Kakteen wachsen an den Hängen. Schließlich auch einige Exemplare, die für die Wissenschaftler zu gebrauchen sind. Sie erforschen die Verwandtschaftsbeziehungen verschiedener Pflanzenarten anhand von Genanalysen. So können sie ermitteln, wie Pflanzen neue Arten bilden. Hierfür benötigen sie frisches Pflanzenmaterial.

Die Forschung der Botaniker ist dabei wie ein Puzzlespiel der Zeiten. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft verweben sich auf verschiedenen Ebenen. Die modernen Genanalysen werden mit uralten Fossilien in Beziehung gesetzt, die man datieren kann, weil sie in einer bestimmten Erdschicht gefunden wurden. Auch Daten zum Paläoklima, der erdgeschichtlichen Klimaentwicklung, beziehen die Forscher ein. Aus den verschiedenen Informationen lässt sich ein Stammbaum der Pflanzen erstellen und nachvollziehen, wann und unter welchen Bedingungen sich Arten gebildet und entwickelt haben.

„Wenn wir in unserer Geschichte zurückgehen“, erklärt Merklinger, „können wir auch Erkenntnisse für unsere Zukunft, etwa in Bezug auf den Klimawandel gewinnen. Uns interessiert ja grundsätzlich, wie Pflanzen auf Veränderungen reagieren.“ Nachdem die Biologen genügend Kakteenproben gesammelt haben, geht es an den Abstieg ins Tal. Zurück am Auto werden die Proben direkt vor Ort, noch auf der Ladefläche der Geländewagen bearbeitet, in einer Presse getrocknet und dadurch konserviert.

Wüste bei Nacht

Jan Voelkel war mit den Forschern in der Atacama und berichtet hier von seinen persönlichen Eindrücken.

Ich solle trinken, trinken, trinken und mich ja nicht zu weit vom Auto entfernen, damit ich nicht elendig verdörre. So ungefähr hat es mir mein Reisepartner während der Fahrt vom Flughafen zu unserer ersten Station in der Wüste eingebläut.

Dass mit den Temperaturen nicht zu spaßen sein würde, war mir also schnell klar. Tatsächlich wurden wir während unserer Reise durch die Atacama allerdings überrascht. Um die Mittagszeit zog nämlich teilweise ein so starker Wind auf, dass das Wetter umschlug und es trotz strahlend blauem Himmel bitterkalt war. Einer der Wissenschaftler war darauf offenbar besser vorbereitet und hatte eine dicke Daunenjacke dabei. Mein Reisekollege und ich mussten also nachrüsten, zumal wir noch in der Wüste zelten wollten.

Wir besorgten uns also lange Feinrippunterhosen, die Abhilfe schaffen sollten. Ästhetisch mag dies zweifelhaft gewesen sein, allerdings konnte ich so der nächtlichen Kälte trotzen und den spektakulären Sternenhimmel über unserem Zeltlager fotografieren. Natürlich ist die Atacama ziemlich karg, aber dennoch beeindruckend schön und einzigartig. Überraschend war für mich neben den zeitweise frischen Temperaturen vor allem die landschaftliche Vielfalt.

Ich hatte vor Reiseantritt eher mit Sanddünen wie in der Sahara gerechnet. In der Atacama wechseln sich aber sandige Ebenen, steinige Hügel und tiefe Schluchten ab. Mal knirscht der Sand zwischen den Zähnen, wenig später wähnt man sich am Grand Canyon. Als Souvenir habe ich mir ein kleines Stückchen Atacamit mitgebracht. Dieses Mineral ist, wie der Name vermuten lässt, typisch für die Atacama und zeigt, dass auch in dieser kargen Landschaft mitunter unerwartete Schönheit schlummert.