Bäume wachsen aus Luft

Mit dieser Aussage begann der Physiknobelpreisträger Richard Feynman eine seiner beliebten Vorlesungen zu den Kuriositäten der Naturwissenschaft.

Was das mit meinem heutigen Thema zu tun hat, dazu später mehr.

Als ich am Sonntag vor einer Woche nach unserer Versammlung auf der Terrasse unserer Geschwister in Bendingbostel in der Sonne saß, war es wunderbar, das Frühlingserwachen der Natur zu bestaunen, die Wärme der Sonne zu genießen und dabei einfach den Alltag mit all seinen schlechten Nachrichten zu vergessen.

Beim Betrachten der Bäume, an denen man schon die aufsprießenden Knospen des neuen Blattwerks sehen konnte, kam mir eine Frage in den Sinn, die so vielleicht eher Kinder im Grundschulalter stellen würden: Warum schlagen eigentlich die Bäume in jedem Frühjahr wieder neu aus?

Diese Frage bestimmte dann auch meinen Start in die Woche und ich nahm mir die Zeit, der Sache auf den Grund zu gehen. Ich setzte mich also vor meinen PC und fing an, diverse KIs mit dieser Frage zu beschäftigen. Bei den Antworten konnte ich dann sehr rasch nachvollziehen, wie sich ein Kind fühlt, wenn es auf seine immer tiefer bohrenden Fragen nach dem WARUM keine befriedigenden Antworten bekommt. Nicht, dass die Antworten nicht interessant waren. Ich wusste schnell, dass die Knospen bereits im beginnenden Herbst des Vorjahres angelegt werden, dass bestimmte Hormone während der Kälte des Winters dafür sorgen, das Wachstum zu bremsen und wieder andere bei steigenden Temperaturen und länger werdenden Tagen das Gegenteil, nämlich neues Wachstum, bewirken. Schön und gut. WIE der Prozess funktioniert wusste ich jetzt, aber das war keine Antwort auf das WARUM.

Also setzte ich meine Recherche im Internet fort, ließ mich von einer Website zur nächsten treiben, konnte allerdings auch dabei keine Antwort finden. Ihr kennt sicher die Googlezeile bei den Suchergebnissen, die so schlicht sagt: Es fehlt: Warum.

Kurzum, die Antwort, die ich mir selbst gab war – eigentlich wieder eher kindgerecht: Die Bäume schlagen im Frühjahr wieder aus, weil Gott es Noah so versprochen hat:

Von nun an, alle Tage der Erde, sollen nicht aufhören Saat und Ernte, Frost und Hitze, Sommer und Winter, Tag und Nacht. (1.Mose 8, 22)

Bei meiner Recherche bin ich dann allerdings auch auf YouTube bei einer Vortragsreihe über den Physiknobelpreisträger Richard Feynman hängen geblieben. Der hat 1965 den Nobelpreis für seine Arbeiten zur Quanten-Elektrodynamik bekommen, durch die alle bis dahin als unumstößlich angenommenen physikalischen „Naturgesetze“ gehörig infrage gestellt wurden. Seine Art, über die unterschiedlichsten Phänomene der Natur nachzudenken, hat die Entwicklung der Physik ganz maßgeblich beeinflusst.

Und damit wären wir auch beim Titel dieses Blogs, seiner Aussage: Bäume wachsen nicht aus der Erde sondern aus Luft. Ich will mal versuchen, ein paar Inhalte seines Vortrages hier zu erläutern. Ihr wisst ja, dass der Zusammenhang von Naturwissenschaften und Schöpfung genau mein Ding ist. Ich hoffe, ich langweile damit aber nicht die, die damit eher weniger anfangen können. Das Thema, um das es hier geht, ist allerdings so grundlegend als Basis allen Lebens auf der Erde, dass hoffentlich jeder etwas davon mitnehmen kann.

Verblüffend ist, dass große Entdeckungen der Naturwissenschaften oft dadurch zustande gekommen sind, dass sich Menschen hartnäckig mit der Beantwortung eigentlich einfach klingender Fragen beschäftigt haben (so fühlte ich mich mit meiner einfachen Frage in guter Gesellschaft).

Einer dieser Menschen war im 17. Jahrhundert der flämische Gelehrte Johan Baptista van Helmont, den die Frage beschäftigte, woher die Bäume die Substanz für ihr Wachstum bekommen. Würden wir unseren Kindern nicht auch erklären, dass Bäume ihre Wurzeln in die Erde ausbreiten und von dort dann Wasser und Nährstoffe für ihr Wachstum ziehen? Jemand wie Feynman würde allerdings weiterdenken, dass ein Baum, der zu einem tonnenschweren Koloss heranwächst, dann eigentlich ein großes Loch im Boden hinterlassen müsste. So auch damals schon van Helmont. Der machte ein Experiment. Er nahm einen Steckling, wog ihn (ca. 2kg) und pflanzte ihn in einen sehr großen Topf mit Erde, die er ebenfalls genau abwog (90kg). Damit nichts als Wasser in den Topf hinein konnte, bedeckte er ihn mit einer Eisenplatte. Fünf Jahre lang goss er den wachsenden Baum regelmäßig, sonst nichts. Nach den fünf Jahren entnahm er den Baum, entfernte alle Erde, trocknete die Erde und wog alles. Der Baum wog jetzt ca. 76kg und die Erde noch immer 89,9kg. Sie hatte also quasi nichts an Substanz verloren. Er folgerte damals, dass wohl das Wasser die gewachsene Masse des Baumes ergeben müsste.

Heute wissen wir es besser: des Rätsels Lösung heißt Photosynthese. Was dabei passiert, ist so unglaublich, dass ich dazu gerne ein paar Daten mit euch teilen möchte. Was bei der Photosynthese grundsätzlich passiert: die Chloroplasten in einem Blatt filtern CO2 aus der Luft und wandeln es zusammen mit Wasser und Sonnenenergie zu Zucker und anderen komplexen Kohlenstoffverbindungen um sowie zu Sauerstoff, den alle Lebewesen zum atmen brauchen. Ohne Photosynthese kein Leben! Klingt einfach, ist aber ein Prozess, den Wissenschaftler bis heute nur zum Teil verstehen und erst recht nicht nachbauen können.

Alle komplexen Kohlenstoffverbindungen, aus denen Holz, Blätter, Blüten, Samen werden, zieht ein Baum aus dem CO2 der Luft. Dabei beträgt der Anteil von CO2 in der Luft allerdings nur 0,04%. Also nur 4 von 10.000 Luftmolekülen sind CO2! Das ist in etwa so, als würde man Wolkenkratzer aus Goldstaub bauen, den man aus den Ozeanen filtern müsste.

Die Arbeit verrichten die Chloroplasten im Blattgrün, dem Chlorophyll.

• 1 Chloroplast verrichtet 100 Photosynthese-Transaktionen pro Sekunde

• 1 Blatt hat 40 Mio. Chloroplasten, die arbeiten bei ca. 8 Stunden Tageslicht

• Das sind 115 Billionen Transaktionen pro Blatt an einem Tag.

• Eine große Eiche hat ca. 200.000 Blätter… könnt ihr noch folgen ???

  
  

Das alles mit nur je 4 aus 10.000 Molekülen Luft! Wunder der Schöpfung!

So spricht Gott, der HERR, der die Himmel schuf und sie ausspannte, der die Erde ausbreitete und was ihr entsprosst, der dem Volk auf ihr den Atem gab und den Lebenshauch denen, die auf ihr gehen: Ich, der HERR, ich habe dich in Gerechtigkeit gerufen und ergreife dich bei der Hand. Und ich behüte dich und mache dich zum Bund des Volkes, zum Licht der Nationen, blinde Augen aufzutun, um Gefangene aus dem Kerker herauszuführen und aus dem Gefängnis, die in der Finsternis sitzen. Ich bin Jahwe, das ist mein Name. Und meine Ehre gebe ich keinem anderen noch meinen Ruhm den Götterbildern. (Jesaja 42, 5)

Paulus spricht zu den Griechen in Athen:

Meine Botschaft handelt von dem Gott, der die Welt geschaffen hat und alles, was dazu gehört. Als Herr von Himmel und Erde wohnt er natürlich nicht in Tempeln, die Menschen gebaut haben. Er braucht auch keine Bedienung von Menschen, so als ob er noch etwas nötig hätte. Denn er ist es ja, der uns das Leben und die Luft zum Atmen und überhaupt alles gibt. (Apostelgeschichte 17, 24-25 NeÜ)

Messungen der Photosynthese haben ergeben, dass der Wirkungsgrad eines Blattes dabei nur 3-6% beträgt. Das klingt erschreckend wenig, wenn man bedenkt, dass selbst ein Photovoltaik-Element einen Wirkungsgrad von ca. 25% hat. Allerdings erzeugt so ein Element auch nur Strom, sonst nichts.

Ein Baum allerdings bewerkstelligt mit 3-6% Wirkungsgrad

• die Bildung komplexer organischer Strukturen

• Speicherung von Energie

• Wachstum und Selbstreparatur

• Kommunikation mit anderen Bäumen

• Verteidigung gegen Schädlinge

• seine Reproduktion

Wollte man die Gesamtheit dieser Prozesse maschinell nachbilden, wäre das um einen Faktor 100 komplexer als jede verfügbare von Menschen entwickelte Technologie.

Man hat ebenfalls festgestellt, dass ein Blatt bei der Umwandlung der CO2 Moleküle aus der Luft auf Mechanismen der Quantenmechanik zurückgreift, die man gerade versucht, in Quantencomputern nachzubauen. Das bedeutet doch: Eine der vermutlich herausragendsten Zukunftstechnologien basiert im Grunde darauf zu verstehen, wie ein Baum Sonnenlicht einfängt!

Mein Blick auf das Frühlingserwachen und die grandiose Erhabenheit der Schöpfung hat jedenfalls mal wieder eine ganz neue Dimension bekommen.

Ich werde wohl bei einem nächsten Waldspaziergang mal einen Baum umarmen und mich für dieses Wunderwerk bedanken.

In jedem einzelnen Blatt einer Pflanze, in jedem Grashalm steckt mehr schöpferische Intelligenz als in der gesamten auf der Erde verfügbaren Technologie, die je von Menschen erdacht wurde! Ist das nicht wunderbar?

Hallelujah! (Gelobt sei Jahweh, unser Gott)

Euer Peter!

Fotos von Theo Lonic und Mitchell Luo auf unsplash