Testphase erfolgreich:Stresstest in der Klimakammer
Die neuen Versuchskammern der TU München im Vöttinger Moos suchen ihresgleichen. Darin lassen sich Klimabedingungen realistisch und flexibel nachstellen - und vor allem Folgen des Klimawandels gut simulieren.
Von Petra Schnirch, Freising
Die Halle liegt etwas versteckt im Vöttinger Moos. Zum Campus ist es ein gutes Stück Weg. Dennoch befindet sich an diesem auf den ersten Blick unspektakulären Ort eine neue Forschungseinrichtung der TU München (TUM), die ihresgleichen sucht. In einer umgebauten Scheune können Wissenschaftler in acht Versuchskammern Klimabedingungen realistisch und flexibel nachstellen. Vor allem Folgen des Klimawandels lassen sich dort in Miniatur-Ökosystemen gut simulieren.
Für Farhah Assaad-Gerbert ist das ein "Traum". Die Botanikerin ist eine der Ersten, die die begehbaren Kammern nutzen kann. TUM-Mesa (Model Ecosystem Analyser) ist im April 2018 nach einer Testphase in Betrieb gegangen. Assaad-Gerbert züchtet dort in einem ersten Schritt Mutanten der Acker-Schmalwand, lateinisch Arabidopsis thaliana, die in der Forschung als Modellpflanze gilt, weil ihr Genom komplett analysiert werden konnte - die Forscher also begreifen, wie die Pflanze tickt. Ziel ist es, vereinfacht gesagt, herauszufinden, wie fit eine Pflanze ist, wie viele Samen sie unter unterschiedlichen Bedingungen produziert. Zu diesem Zweck wird sie abrupten Wechseln ausgesetzt, etwa bei der Wasserversorgung oder der Temperatur. Ein instabiles Klima stresse die Pflanzen. Die Fragestellung sei, bis zu welchem Grad sie damit zurechtkommen, erklärt die Wissenschaftlerin. Seit 14 Jahren erforscht sie an der TUM Entscheidungsprozesse bei Pflanzen und versucht, einzelne Gene, die für die Widerstandsfähigkeit verantwortlich sind, zu verstehen. In einem zweiten Schritt will sie dies bei einer Pflanzen-Gemeinschaft untersuchen.
Versuche können in den Klimakammern unter realen Bedingungen ablaufen
Die Einrichtung der Klimakammern hat etwa fünf Millionen Euro gekostet, den Großteil steuerte die Deutsche Forschungsgemeinschaft bei. Die Bauzeit betrug etwa ein Jahr. Auch der Unterhalt ist kostspielig, er beträgt nach Angaben der TUM etwa 750 000 Euro im Jahr. Umweltingenieur Roman Meier betreut die Einrichtung.
Was macht die TUM-Mesa so besonders? Die Klimakammern arbeiten mit LED-Technologie, wie Leiter Wolfgang Weisser, Spezialist für Ökosysteme und Biodiversität, erklärt. Versuche können dort deshalb unter realen Bedingungen ablaufen, sogar die Sonneneinstrahlung zu unterschiedlichen Tageszeiten kann simuliert werden. Das alles sei weltweit einzigartig, sagt Weisser. Bisher verwendete Dampfdrucklampen würden zu heiß, sodass der Raum gekühlt werden müsse, schildert Weisser. Der dabei produzierte "Sturm" beeinflusse jedoch das Ergebnis, gerade für ihn als Insektenkundler sei das ein Problem.
Temperatungen von vier bis 40 Grad Celsius und Luftfeuchtigkeit bis zu 95 Prozent können die Forscher einstellen
Durch ein kleines Fenster öffnet sich der Blick in die Klimakammern, auf einem Panel davor lassen sich die wichtigsten Parameter abrufen, ebenso an den Bildschirmen im Kontrollraum. Einstellen lassen sich Temperaturen von vier bis 40 Grad Celsius mit Luftfeuchtigkeiten bis zu 95 Prozent. Auch der Wasserhaushalt kann erfasst werden, es besteht die Möglichkeit zu Tröpfchen- oder Schwallbewässerung. Die Präzision sei beeindruckend, schwärmt Farhah Assaad-Gerbert. Entwickelt hat die Klimakammern die Regineering GmbH, ein Start-up des TUM-Absolventen Stefan Innerhofer.
Gleich alle acht Kammern wird Manuela Baumgarten vom Lehrstuhl für Ökophysiologie der Pflanzen in den kommenden beiden Vegetationsperioden nutzen. Sie untersucht die Folgen des Klimawandels auf Fichten und Buchen und arbeitet mit unterschiedlichen Konzentrationen von Co₂ und Ozon. Sie wird verschiedene Klimaszenarien nachstellen - den best case mit einer Erwärmung um lediglich zwei Grad und den schlimmsten Fall mit vier Grad. Das LED-System sei dabei "der Clou", sagt sie. Die Bäume stammten aus dem Kranzberger Forst, auch natürlicher Boden von dort werde bei dem Forschungsprojekt eingesetzt. Die Klimakammern ermöglichten Experimente unter idealen kontrollierten Bedingungen, schildert Manuela Baumgarten - anders als bei Freilandversuchen.