Atacama
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.
„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.
Text: Jan Voelkel
Bild/Video: Jan Voelkel & Janine Kloesges
Website Gestaltung: Corinna Kielwein
MINTegration
Der Titel des Projektes „MINTegration“ ist Programm: Es geht um die Integration jugendlicher Flüchtlinge verknüpft mit der Nachwuchsförderung in den MINT-Fächern. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Uni Köln wollen für die Gruppe der jugendlichen Flüchtlinge geeignetes Lehrmaterial für den MINT-Unterricht entwickeln und dieses gemeinsam mit ihnen erproben.
Es gibt in Deutschland zu wenig junge Leute, die die MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) studieren. Die Absolventinnen und Absolventen dieser Fächer werden auf dem Arbeitsmarkt händeringend gesucht. Das Projekt MINTegration setzt bei der Förderung der MINT-Fächer in den Schulen an. Die im Projekt entwickelten Lehrmaterialien werden dann zum einen Lehrerinnen und Lehrern und Schulen zur Verfügung gestellt und zum anderen in den Schülerlaboren der Uni Köln regelmäßig zum Einsatz kommen. Die Schülerinnen und Schüler der Pilot-Schule gehen in die Vorbereitungsklassen des Schiller-Gymnasiums in Weyertal und sind zwischen 13 und 17 Jahre alt. Sie kommen aus Syrien, Irak, Somalia, Afghanistan.
Elias, 12-jähriger Schüler aus Syrien, pipettiert neugierig und erklärt ganz selbstverständlich: „Chemie war schon in Syrien mein Lieblingsfach. Jetzt muss ich zwar alles auf Deutsch machen, aber die Regeln der Chemie sind ja überall die gleichen.“
„Heute sind die Studenten unsere Lehrer für Biologie und Chemie. Ich bin gespannt, was wir machen werden. Ich hoffe, dass ich alles verstehen kann“, sagt Manar, 16-jähriges Mädchen aus dem Irak vorsichtig. Sie macht sich Sorgen, ob ihre Deutschkenntnisse ausreichen, um den Anweisungen der Studentinnen und Studenten zu folgen.
Den Projekttag ‚“Beeren“ hat Victoria Hollmann (Uni Köln und Mercator-Institut) gemeinsam mit den Studenten des Masterstudiengangs „Sonderpädagogik“ entwickelt. Sie achtet dabei besonders auf die sprachlichen Voraussetzungen der Flüchtlingskinder und -jugendlichen: „Je besser wir den Bogen von den biologischen Grundlagen zum Alltag der Schüler schlagen können, umso leichter ist es die Schüler zu motivieren und für biologische Themen zu begeistern. Durch das gemeinsame Erleben können sprachliche und fachliche Kompetenzen leichter erworben werden. So lassen sich Naturwissenschaften und Integration ideal miteinander verbinden.“
Ahmed, 13 Jahre als aus dem Irak, probiert das erste Mal Johannisbeeren. Und, wie schmeckt´s? „Sauer“, sagt er. „Aber auch süß. Ein bisschen wie Tomaten“. Das Geschmackserlebnis bringt Ahmed danach zu Papier. Konzentriert schreibt er die Wörter auf. Nele Knigge, eine Masterstudentin, die im Projekt mitarbeitet, hilft ihm, wenn er bei der Rechtschreibung zögert.
Zum Thema „Vitamin C“ geht der Masterstudent Mirko Trenz mit den Jugendlichen in den Modularen Modellgarten der Uni Köln, auch MoMo genannt (http://modellgarten-momo.uni-koeln.de/)
Die Kinder haben gelernt, den Vitamin C-Gehalt von Lebensmitteln zu bestimmen. Jana vergleicht hier den Teststreifen mit der Farbskala. Jana ist 11 Jahre alt und kam vor 2 Jahren mit ihren Eltern aus Syrien.
Mit Blaubeeren lassen sich vorzügliche Blaubeer-Muffins backen. Auch dabei lernen die Kinder Abläufe, Abmessen von Zutaten und neue Wörter. „Das Backen hat viel Spaß gemacht. Jetzt können wir auch zu Hause mal backen“, sind sich alle Schülerinnen und Schüler einig.
Jana und ihre Klassenkameraden Hussein (11) und Julian (12), beide aus dem Irak, essen experimentierfreudig jeder ein Stück Zitrone. Die Bildereihe bestätigt: Sauer macht lustig.
„Ich bin überrascht, wie gut ich mich mit den Schülern verständigen kann“, beschreibt Studentin Lena Schmidt, die im Rahmen einer Masterveranstaltung die Unterrichtsstunden mit ihren Kommilitonen/innen geplant hat, ihre Erfahrung. „Bei den Fachbegriffen sind sie zwar anfänglich noch gestolpert, aber dann hat auch das geklappt. Selbst die sprachliche Zusammenfassung war kein Problem. Unsere Vokabelliste war dabei auch sehr hilfreich.“
„Drei von sechszehn Schülerinnen und Schülern in der Klasse haben sich für ein naturwissenschaftliches Praktikum entschieden, z.B. in einer Apotheke. Das liegt über dem Durchschnitt und hängt aus meiner Sicht mit dem Projekt MINTegration zusammen“, sagt Marion Berkenhoff, Klassenlehrerin einer Vorbereitungsklasse am Schiller Gymnasium in Köln.
„Die jugendlichen Flüchtlinge in den Vorbereitungsklassen benötigen anderes Lehrmaterial und andere Ansprache“, erklärt Frau Schulz-Krause, Rektorin der Pilotschule Schiller-Gymnasiums den Bedarf auf der Seite von Schule und Lehrer/innen. Marion Berkenhoff ergänzt: „Für uns Lehrer in den Vorbereitungsklassen ist es leider noch schwierig den Kontakt zu den Eltern aufzubauen. Das wäre sicher ein nächster wichtiger Schritt für die Integration unserer Schüler.“
Einsatz digitaler Medien
Der Einsatz digitaler Medien in Lehr-Lern-Szenarien ist Gegenstand aktueller didaktischer Forschung. Prof. Banerji beschreibt den Beitrag der digitalen Medien im Projekt MINTegration: „Wir haben im Projekt MINTegration die Versuchsanleitung digitalisiert und u.a. mit Videos hinterlegt, um die Sprachbarriere dieser Schüler im Umgang mit naturwissenschaftlichen Fächern weiter abzubauen. Wir können so unseren Studierenden einen praxisbezogenen Zugang zu digitalen Medien und ein Lernerlebnis mit sofortiger Anwendung bieten. Die gewonnenen Daten lassen sich sehr gut wissenschaftlich für die Evaluation der Lehrmethodik verwerten.“
Beispiele für Vokabeln
Beispiele für Anleitungen
Das Zentrum für LehrerInnenbildung (ZfL) an der Universität zu Köln hat die Erfahrungen und Lehrmaterialien aus dem Pilotprojekt im Rahmen der Online-Plattform „digiLL_NRW“ bereits genutzt. Auf den diggiKurs können Lehramtsstudierende und Lehrkräfte zugreifen und sich online weiterbilden.
Text: Corinna Kielwein
Bild/Video: Corinna Kielwein & Janine Kloesges
Website Gestaltung: Corinna Kielwein