Bülach

«Die Erde störts nicht, uns schon»

Der Bülacher Atmosphärenchemiker Urs Baltensperger gehört zu den renommiertesten Wissenschaftlern seines Fachs.

Halten die Nebelkammer in Gang: Urs Baltensperger (rechts) und Teamkollege Josef Dommen arbeiten am CLOUD-Experiment am CERN.

Halten die Nebelkammer in Gang: Urs Baltensperger (rechts) und Teamkollege Josef Dommen arbeiten am CLOUD-Experiment am CERN. Bild: Bild Paul Scherrer Insitut

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Wenn die Ergebnisse aus Laborexperimenten mit den Beobachtungen draussen in der Natur übereinstimmen, ist das ein Triumph für jeden Naturwissenschaftler. Der Bülacher Atmosphärenchemiker Urs Baltensperger erforscht seit Jahren die Entstehung von Feintaub. Seine Experimente am CERN in Genf und seine Feldstudien auf dem Jungfraujoch haben sich gegenseitig bestätigt.

Weisse Wolken, flockig-flauschig, sind schön anzusehen und zieren den blauen Himmel. Doch das Bild trügt: Sie sind dreckiger als dunkle Wolken. «Solche, die von oben betrachtet weiss erscheinen, reflektieren mehr Sonnenlicht als dunkle. Weisse Wolken beinhalten aber mehr Feinstaubpartikel. Aerosole», sagt Baltensperger. Sie bestehen aus winzigen Teilchen. Haftet sich Feuchtigkeit an diese Teilchen, keimen Wolken.

Helle Wolken haben also eine kühlende Wirkung auf das Klima. Sie halten das Sonnenlicht davon ab, den Boden zu erreichen. So gesehen ist es gut, wenn viel Feinstaub in der Luft liegt, weil dann die Klimaerwärmung gebremst wird. «Das heisst aber nicht, dass wir so weitermachen können, wie bisher», sagt Baltensperger. Dieser Effekt maskiere lediglich einen Teil der Erwärmung durch die Treibhausgasemissionen. Aerosole können krank machen, vergleichbar mit dem Rauchen von Zigaretten. «Es muss deshalb das Ziel sein, den Ausstoss von Treibhausgasen genauso wie von Aerosolen einzudämmen. Die Erde störts nicht, aber die Menschen sehr wohl.»

Urs Baltensperger hatte Geburtstag, als er in London den Spiers Memorial Award 2016 entgegennehmen durfte. «Es war für mich eine grosse Überraschung. Ich hätte nicht gedacht, dass ich den Preis gewinne.» Baltensperger stand mit seinem Forschungserfolg im Wettbewerb mit anderen Disziplinen der Chemie, welche die Royal Society of Chemistry mit dem prestigeträchtigen Preis fördert.

Warum Urs Baltensperger gerade Chemie studierte, kann er nicht genau erklären. «Ich hatte ein breites Interesse. Für mich war es aber klar, dass ich ein naturwissenschaftliches Studium machen wollte. Da es an der Uni keine Anmeldung brauchte, begann ich das Studium dort, weil ich so schnell wie möglich loslegen wollte.» So kam es, dass er diese anspruchsvolle Fachrichtung nicht an der ETH, sondern an der Universität Zürich studierte. Als Baltensperger 1980 seine Diplomarbeit schrieb, wurde sein Betreuer Umweltbeauftragter der Stadt Zürich. Er motivierte Baltensperger, seine Dissertation dem Feinstaub zu widmen, damals noch eine Forschungslücke. «Der Professor hatte keine Erfahrung auf diesem Gebiet. Doch er erkannte den weissen Fleck in der Forschungslandschaft. Seine Reaktion auf, als ich ihm das Thema unterbreitete, war schlicht und einfach: Machen Sie das!»

Das war der Startschuss für Baltenspergers Laufbahn als Atmosphärenchemiker. Im Rückblick sagt er, es sei sehr gut so, wie es gekommen ist. «Es war ein glücklicher Zufall.» Die Frage, ob die Forschung nach mehr als dreissig Jahren nicht langweilig werde, verneint er. Das Gegenteil sei der Fall: «Es wird jedes Jahr spannender. Das verdanken wir massgeblich dem technologischen Fortschritt. Heute haben wir Messinstrumente, die so genau sind, wie wir uns das vor fünf Jahren nicht einmal erträumt haben.» Mit den neuen Geräten werden nicht alle Theorien bestätigt. Einige würden auch widerlegt. Das trage ebenfalls dazu bei, dass die Arbeit spannend bleibe.

Wissenschaftliche Neugier treibt Urs Baltensperger an. Er will wissen, was in der Atmosphäre läuft. Er sagt, in der Schweiz komme es kaum vor, dass die Forschung gekauft ist, etwa durch Konzerne, die ein Interesse an einem bestimmten Forschungsergebnis haben. Er selber sitzt im Schweizerischen Nationalfonds. Dessen Forschungsräte, mehrheitlich Professoren von Schweizer Hochschulen, beurteilen jedes Jahr Tausende Forschungsprojekte. Damit ein Projekt unterstützt wird, müsse es glaubwürdig sein. «Wir legen im Forschungsrat sehr grossen Wert darauf, dass wissenschaftliche Erkenntnisse frei von Voreingenommenheit sind.»

Ein wichtiges Ziel in Baltenspergers Forschungsarbeit ist die Frage, wie sich das Klima in der Zukunft entwickeln wird. Deshalb wollen die Atmosphärenforscher herausfinden, wie es vor der Industrialisierung war. Sie unterscheiden dazu anthropogene und natürliche Aerosole. Erstere sind vom Mensch verursacht, wie zum Beispiel Russ, der bei der Verbrennung etwa in der Industrie, beim Autofahren oder bei der Holzfeuerung entsteht. Die zweiten sind Teilchen, die natürlich vorkommen, wie etwa Meersalz oder Wüstenstaub.

Ein grosser Teil der Aerosole wird jedoch nicht direkt als Teilchen in die Luft eingebracht, sondern bildet sich erst in der Atmosphäre aus Gasmolekülen. Bisher waren die Forscher der Meinung, für die Entstehung solcher Aerosole sei Schwefel eine Voraussetzung. Dieser ist in den Abgasen enthalten. Wie Baltensperger und sein 50-köpfiges Forscherteam zusammen mit ausländischen Forschergruppen aber nun gezeigt hat, stimmt das nicht. Auch die Ausdünstung von Bäumen in die Atmosphäre produziert solche Teilchen. An ihnen bilden sich Wassertröpfchen als entscheidende Zutat für die Wolkenentstehung. Das Experiment und die Theorie haben sich bestätigt. Ein Triumph für jeden Wissenschaftler, wie das schon der Astrophysiker und Fernsehmoderator Harald Lesch in seinen Alpha-Centauri-Sendungen, die von 1998 bis 2007 ausgestrahlt wurden, immer wieder sagte.

Das Rätsel, das nun geknackt ist: Auch die Natur produziert Teilchen, an die sich Wasser haften kann, sodass sich daraus Wolken bilden. «Der Feinstaub kommt also nicht nur vom Russ, vom Meersalz oder vom Wüstenstaub, sondern entsteht auch in der Luft, wie aus dem Nichts.» Das lässt Rückschlüsse darauf zu, wie das Klima war, bevor es vom Menschen indirekt beeinflusst wurde. Dies wiederum hilft bei den Berechnungen, wie sich die Temperatur der Erde entwickeln wird. Auf die Frage, was wir tun könnten, um die Treibhausgase möglichst wenig weiter ansteigen zu lassen, antwortet Baltensperger: «Die erneuerbaren Energien haben ein riesiges Potenzial. Man sollte sie zudem möglichst intelligent nutzen. Es lohnt sich deshalb, in die Forschung für erneuerbare Energien zu investieren.»

Erstellt: 18.07.2016, 18:38 Uhr

«Nature» und «Science»

Auf den Titelseiten

Urs Baltenspergers Durchbruch schaffte es auf die Titelseite der renomierten amerikanischen Fachzeitschrift «Science». Ein Artikel widmet sich der Erkenntnis, dass Feinstaub sich auch erst in der Atmoshpäre bilden kann. Das Cover zeigt das Jungfraujoch, wo Baltensperger und sein Team Feldstudien durchführen.

Gleichzeitig erschienen zwei Artikel in der ebenfalls renomierten britischen Fachzeitschrift «Nature». Deren Schwerpunkte liegen in der Rolle, die flüchtige organische Verbindungen bei der Wolkenentstehung spielen. Diese Verbindungen werden von Bäumen in die Atmosphäre ausgedünstet und liefern damit einen natürlichen Anteil an die Feinstaubentstehung in der Atmosphäre. Und sie beleuchten die Laborexperimente in der Nebelkammer, die Baltensperger mit seinem Team am CERN in Genf angestellt hat. In der Cloud Chamber wird die Atmosphäre simuliert. Die Ergebnisse deckten sich mit den Beobachtungen auf dem Jungfraujoch. (oli)

Zur Person

Urs Baltensperger

Urs Baltensperger ist Laborleiter im Labor für Atmosphärenchemie am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villingen. Seit 1985 arbeitet der Bülacher dort. Unter sich hat er 50 Mitarbeiter, darunter 22 Doktoranden. Weiter ist der 61-Jährige Mitglied des Nationalen Forschungsrats des Schweizerischen Nationalfonds (SNF). Baltensperger ist in Höri aufgewachsen und ist Professor an der ETH Zürich. Er ist verheiratet und hat drei erwachsene Kinder. (oli)

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