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Klangökologie: Die Symphonien der Natur

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So knistert ein Korallenriff

Von ANDREAS VON BUBNOFF

10.12.2015 - Die Natur wird völlig neu beschrieben: Hören Sie, wie Klangforscher Lebensräume rund um den Globus neu erkunden. Und dabei eine flirrende Vielfalt aufzeichnen, die zu verschwinden droht.

Erkunden sie die Symphonien der Natur auf der interaktiven Weltkarte.

Wie eine Symphonie hört sich die Nacht im Regenwald von Borneo an. Denn diese Aufnahme [La01] des italienischen Komponisten, Klangkünstlers und Klangforschers David Monacchi gibt nicht nur eine besonders reichhaltige Klanglandschaft wieder. Sie tut dies auch in der bestmöglichen Qualität: Monacchi benutzte nicht ein normales, sondern ein „omnidirektionales“ Mikrophon, das Klänge aus allen Richtungen aufnimmt. Die räumliche Information bleibt erhalten, sagt Monacchi, der schon seit 1998 Klänge von äquatornahen Regenwäldern in Borneo, dem Amazonas und in Zentralafrika aufnimmt — dort, wo sich die grössten noch erhaltenen Überbleibsel unberührten tropischen Regenwaldes befinden.

Bestmögliche Qualität sei wichtig, sagt er, denn die Zeit drängt:„Wir nehmen diese Klangteppiche in der bestmöglichen Qualität auf, bevor es zu spät ist,“ sagt er, denn wir befänden uns mitten im sechsten Massensterben der Arten.„Dies alles wird sehr schnell zerstört sein,“ sagt Monacchi.„Es sind möglicherweise 30.000 Arten, die pro Jahr aussterben.“ Der Kalifornier Bernie Krause, von Hause aus Musiker und einer der Pioniere von Naturklangaufnahmen, stimmt dem zu: Fast die Hälfte der Naturklänge, die er seit 1968 in aller Welt aufgenommen hat, seien wohl in dieser Form inzwischen verschwunden, da die Lebensräume so nicht mehr existierten.

Aber kaum jemand nimmt diesen Klangverlust überhaupt wahr.„Die ganze Welt singt, aber wir hören nicht mehr zu,“ war am Abend des 20. September letzten Jahres auf einer Projektion an der Wand des UN Gebäudes in New York zu lesen; Worte, mit denen Oscarpreisträger und Dokumentarfilmer Louie Psihoyos am Vorabend des UN-Klimagipfels auf das weltweite Massensterben aufmerksam machen wollte.

© Oceanic Preservation Society/Obscura Digital „Die ganze Welt singt, aber wir hören nicht mehr zu“, Projektion des Oscarpreisträgers Louie Psihoyos im September 2014 vor dem Klimagipfel.

Auch Monacchi will die Öffentlichkeit auf den Ernst der Lage aufmerksam machen: Er hat eine Museumsaustellung, genannt „Fragments of Extinction,“ entwickelt, in der er seine Regenwaldaufnahmen in einem abgedunkelten Raum mit Hilfe zahlreicher Lautsprecher von allen Seiten wiedergibt. „Wir können das gesamte Ökosystem mit einer nie zuvor versuchten räumlichen Genauigkeit rekonstruieren,“ sagt er. „Es ist, als wäre man dort.“ Mit dem Projekt will er Druck auf Regierungen ausüben, um mehr gegen das illegale Abholzen der tropischen Regenwälder zu tun. Landläufig sind solche Aufnahmen als „Soundscapes“ oder „Klanglandschaften“ bekannt, denn sie versuchen, die Gesamtheit eines Klanges einzufangen. Der Begriff wurde bereits in den sechziger Jahren vom kanadischen Komponisten R. Murray Schafer eingeführt, einem der Begründer der „akustischen Ökologie,“ deren Vertreter schon seit Jahrzehnten meist menschliche und manchmal auch natürliche Soundscapes aufnehmen.

Unter Wissenschaftlern fand der Gesamtklang eines Lebensraumes lange kaum Interesse. Biologen waren eher am Klang einzelner Tierarten interessiert und benutzten typischerweise Parabolspiegel oder Richtmikrophone, die bevorzugt Klänge aus einer bestimmten Richtung aufnehmen. Ein Problem, sagt der Deutsche Walter Tilgner, der schon seit den siebziger Jahren Klanglandschaften — er nennt sie „Naturhörbilder" — aufnimmt. Ein Symphonieorchester nähme man ja schliesslich auch nicht mit einem Richtmikrophon auf: „Wenn fünf Buchfinken im einem Wald singen, gelingt es eigentlich nicht, mit den fünf Einzelaufnahmen das wirkliche Klangbild herzustellen,“ sagt er.

Endlich aber haben auch Wissenschaftler damit begonnen, ganze Klanglandschaften zu analysieren. So arbeitet Monacchi mit Biologen zusammen, um auf einer 27-stündigen Aufnahme einer tropischen Regenwaldregion in Borneo die insgesamt 180 Arten, die zu hören sind, zu identifizieren — im Kontext, sozusagen.
Das Gebiet ist noch jung: Im Juni letzten Jahres trafen sich Soundscapewissenschaftler zur weltweit ersten Konferenz in Paris. „Wir hier in Paris befinden uns gerade am Beginn einer neuen Disziplin,“ sagte Krause dort. „Natürliche Soundscapes beherbergen eine Menge interessanter Geschichten, die wir erst jetzt angefangen haben, zu verstehen.“ So neu ist das Ganze, dass einer der Tagesordnungspunkte der Konferenz war, sich auf den Namen der Disziplin zu einigen. Schliesslich einigte man sich, per Emailabstimmung, auf „Ökoakustik.“

Noch herrscht Goldgräberstimmung, denn Wissenschaftler stoßen regelmäßig auf unbekannte Klänge, vor allem unter Wasser: „Es ist ein weisser Fleck,“ sagt Jérôme Sueur vom Nationalen Naturgeschichtemuseum in Paris, der unter anderem Unterwasserklänge von Teichen erforscht. „Bisher haben nur sehr wenige Leute ein Mikrophon in einen Teich gehalten.“
Aber es gibt auch praktischere Ziele: Eventuell hoffen Forscher, Umweltschäden und sogar langfristige Veränderungen wie etwa Folgen des Klimawandels besser anhand des Klanges messen zu können als mit traditionellen Methoden, denn der Klang ist „der Herzschlag der Biosphäre,“ sagt Stuart Gage, Soundscapeökologe und Emeritus der Michigan State University. Aber noch übersteigen die Erwartungen die Ergebnisse. Gage schätzt die Zahl der bisher veröffentlichten Studien auf einige dutzend, und der italienische Ökologe Almo Farina verzichtete am Ende eines Vortrages letztes Jahr in Berlin auf die sonst üblichen Schlussfolgerungen: „Es gibt keine Schlussfolgerungen,“ sagte er. „Es ist ein neues Gebiet und wir haben viel Theorie und viel zu tun.“

Dennoch: Was Forscher und Künstler inzwischen an Klängen gesammelt haben, ist faszinierend — eine gute Gelegenheit, fand unser Autor Andreas von Bubnoff, sich mit Soundscapeforschern und Klangkünstlern weltweit zu unterhalten und sie um ihre Lieblingsbeispiele von Naturklängen zu bitten, sei es aus unberührten oder stark geschädigten Gebieten, über oder unter dem Wasser. Folgen Sie ihm auf seiner Klangreise durch die ganze Welt.

Auf dem Land

Wohl geordnet und selten überlappend

AP

Beginnen wir im tropischen Regenwald, wo Krause im Jahre 1983 eine der möglicherweise zentralen Einsichten zu Soundscapes hatte: daß sich die Klänge verschiedener Tierarten nur wenig oder gar nicht in ihrer Frequenz zu überlappen scheinen. Er erinnert sich noch genau an jenen Februarmorgen vor 32 Jahren: „Ich lag in meinem Zelt und war zwischen Bewußtsein und Schlaf, als mir plötzlich klar wurde, daß der Klang irgendwie Struktur hatte, wie Musik,“ sagt er. Und tatsächlich: Als er wieder zurück in Kalifornien war und die verschiedenen Frequenzen mit einem Computer in einem Spektrogramm sichtbar machte, sah er, dass das Ganze sehr der Partitur eines modernen Musikstücks ähnelte [La03]: „Die Klänge der Insekten, Säugetiere, Frösche, und der anderen Tiere waren alle getrennt voneinander,“ sagt er. „Ich dachte, das ist wirklich interessant.“

Diese Klangnischenhypothese macht intuitiv Sinn, denn nur wenn sich die Klänge verschiedener Tierarten nicht überlappen, können diese sich miteinander verständigen. Aber obwohl Krause seine Hypothese im Jahre 1987 zum ersten Mal publizierte, sollte es bis zum Jahre 2001 dauern, bis der erste Wissenschaftler Kontakt zu ihm aufnahm: Stuart Gage. Krause lud Gage dazu ein, zusammen mit ihm im Jahre 2001 und 2002 Soundscapes im Sequoia Nationalpark aufzunehmen. Die Studie, die erst zehn Jahre später erscheinen sollte, war eine der ersten wissenschaftlichen Vergleichsstudien von verschiedenen Landschaftstypen zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten. „Es war die Geburt der quantitativen Auswertung der Soundscape,“ sagt Gage. Als ich ihn letzten Herbst in Nordmichigan besuchte, spielte er mir seine Lieblingsaufnahme aus diesem Projekt vor, deren Zustandekommen er nie vergessen wird: Gegen Mitternacht begann ein Bär, mit dem Mikrophon zu spielen — während Gage voller Angst nur 20 Meter entfernt daneben saß.

Unterdessen hatten auch andere Wissenschaftler damit begonnen, sich für Klangnischen zu interessieren. Ohne von Krauses Theorie zu wissen, nahm Sueur in den Jahren 1999 und 2000 Klänge mehrerer Zikadenarten in Mexiko [La05] auf und konnte zeigen, dass sich deren Frequenzen nicht überlappten. Die Studie erschien im Jahre 2002, aber auch Krause erfuhr erst später davon. „Viele von uns arbeiteten unabhängig voneinander, aber an denselben Ideen,“ sagt Krause. „Erst um 2005 herum begannen wir, voneinander zu erfahren.“

Mittlerweile häufen sich die Beschreibungen zur Existenz von Klangnischen. Besonders eindrucksvoll sind die Beispiele solcher Nischen, die Monacchi im Regenwald gesammelt hat. [La06, La07, La08, La09] Dennoch, sagt Sueur: Dies sind alles nur Beschreibungen; der experimentelle Beweis, dass Klangnischen auch wirklich ökologisch wichtig sind, fehlt bislang. „Ich glaube zu 100 Prozent daran; es gibt sie, es macht Sinn,“ sagt er. „Aber es ist noch immer eine Hypothese.“

Manchmal gehen sich die Tiere auch zeitlich aus dem Weg. Sie geben nur dann Laute von sich, wenn andere Arten, die ähnlich klingen, pausieren — wie etwa auf einer Aufnahme von Monacchi aus dem Dzanga-Sangha Schutzgebiet in der Zentralafrikanischen Republik, wo zwei Baumfrösche immer dann aufhören zu singen, wenn eine Zikade zu hören ist [La10]. Auch Krause nahm Nordpazifische Baumfrösche (Pseudacris regilla) [La11] direkt vor seinem Haus in Nordkalifornien auf, die sich gegenseitig in ihrem Gesang abwechseln, wohl, wie er sagt, um ihr Territorium zu behaupten.

Ein anderes Phänomen sind plötzliche Veränderungen der Klanglandschaft. Das vielleicht beste Beispiel ist der „dawn chorus“ oder Morgengesang: die Tatsache, dass etwa Vögel in Europa und vielen anderen Teilen der Welt am frühen Morgen am meisten singen. „Es ist wie das Gebet des Mujaheddin,“ sagt Farina, „oder die Morgenmesse, wenn die Kirchenglocken läuten — die Zelebrierung eines neuen Tages.“ Warum sie das tun, ist alles andere als klar, fügt er hinzu: Es gebe ein dutzend Hypothesen.
Der Übergang von den Nachtklängen zum Morgengesang dauert oft nur wenige Minuten, wie etwa Gages Aufnahmen aus Michigan zeigen. [La12B] Besonders eindrucksvoll ist der Morgengesang in unberührten Gebieten, wie etwa Sasso Fratino in Italien, einem Waldgebiet, zu dem der Zutritt des Menschen seit 1959 untersagt ist. Insgesamt 30 verschiedene Vogelarten hat der Italienische Bioakustiker Gianni Pavan an einzelnen Orten der Gegend gezählt, und auch auf diesem Beispiel sind mindestens 10 verschiedene Arten zu hören, schätzt er. [La13] Ein anderes eindrucksvolles Beispiel kommt aus der Gegend des Gardasees [La14].

Krause glaubt sogar, dass die zeitliche Aufeinanderfolge der Rufe verschiedener Tiergruppen den Ablauf der Evolution widerspiegelt: Die ursprünglichsten Arten riefen im tropischen Regenwald zuerst, gefolgt von immer höher entwickelten Arten: Insekten um 2 Uhr morgens, gefolgt von Fröschen und Reptilien um 3 oder 4 Uhr, Vögeln kurz vor Dämmerung, und schliesslich Säugetieren. In den gemässigten Breiten wie etwa in Deutschland sei es nicht die tägliche, sondern die jahreszeitliche Aufeinanderfolge der einzelnen Tierlaute, die diesem Prinzip folge: Insekten singen im Herbst; gefolgt von Fröschen im Winter, Vögeln zu Frühjahrsbeginn, und schliesslich Säugetieren im Sommer. Wissenschaftler fangen gerade erst damit an, sich für diese Hypothese zu interessieren, ein Zeichen, so Krause, daß viele für diese Art von Zusammenhängen taub sind: „Sie wissen nicht, wie man den Stimmen der Natur wirklich zuhört,“ sagt er.

Unterwasser

Alles andere als still

picture-alliance/Photoshot/Oce

„Le Monde du silence“ oder „Die schweigende Welt“: Das war der Titel, den Jacques Cousteau, der berühmte Meeresforscher und Dokumentarfilmer, einem seiner ersten Filme gab, der 1957 als bester Dokumentarfilm mit dem Oscar prämiert wurde. Ana Širović, Meeresakustikerin an der Scripps Institution of Oceanography in Südkalifornien, gibt dem Titel zumindest eine Teilschuld daran, dass noch heute viele Menschen glauben, es sei still in den Ozeanen der Welt. Dagegen ist es zumindest in Küstennähe etwa in felsigen Gebieten oft alles andere als still: Vielmehr klingt es oft wie eine Bratpfanne, „wie wenn Du was frittierst, oder wie ein Kaminfeuer,“ sagt Soundscapeökologin Lucia Di Iorio, von der diese Aufnahme [U01] stammt. Niemand tippe auf etwas Natürliches.
Dabei entstand die Aufnahme in etwa zehn Metern Tiefe im Atlantik, ein paar hundert Meter vor einer kleinen Insel, die ihrerseits etwa vier Kilometer vor der westlichsten Spitze der französischen Bretagne liegt. Ein Großteil des Geräuschs, so Di Iorio, stamme von zahlreichen nur wenige Zentimeter großen Garnelen der Familie der Pistolenkrebse oder Alpheiden.

Soviel weiß man schon seit den 1940er Jahren, denn bereits im 2. Weltkrieg störte dieses Knistern Sonarortungen von Unterseebooten, worauf die US-Navy Wissenschaftler der Universität von Kalifornien darum bat, die Ursache herauszufinden. In einer Studie aus dem Jahre 1947 nennen die Wissenschaftler das Knistern „das bei weitem weitverbreitetste aller biologischen Unterwassergeräusche, die man im Meer kennt.“ Auch in Korallenriffen und Austernbänken [U04 & 5] knistert es, und womöglich nutzen Jungtiere das Knistern und andere Klänge zur Orientierung: Krabbenlarven gelangen anhand des Klanges zu den schützenden und nahrungsspendenden Korallenriffen, und Austernlarven finden so zu den Austernbänken, wo sie sich festsetzen können.

© Andreas von BubnoffDie Meeresbiologin Ashlee Lillis erklärt Korallenriffaufnahmen

Aber erst im Jahr 2000 konnten Wissenschaftler um Detlef Lohse an der Universität Twente in den Niederlanden zeigen, wie das Geräusch wirklich entsteht: Die Tiere schliessen die größere ihrer Scheren so schnell, dass ein Wasserstrahl entsteht. Der dadurch erzeugte Druckabfall erzeugt eine Blase, deren Kollaps dann einen Knall erzeugt — laut genug, um Beutetiere zu lähmen oder sogar zu töten.
Einzelne dieser „Blasenexplosionen,“ so Di Iorio, könne man unterwasser mehrere hundert Meter bis zu einige Kilometer weit hören — viel weiter als etwa Fressgeräusche von Seeigeln oder Schliessgeräusche von Muscheln. „Es ist das lauteste, was man von diesen Kleinviechern hört,“ sagt sie. Am lautesten ist es, zumindest in der Bretagne, abends und nachts, wohl deshalb, da die Tiere dann im Schutz der Dunkelheit von Räubern weniger leicht entdeckt werden können. Wohl aus dem gleichen Grund ist das Knistern oft bei Neumond lauter als bei Vollmond, sagt der Neuseeländische Biologe Craig Radford. [Vgl. U7 & U8]

Aber das Knistern in der Bretagne kommt nicht nur von Pistolenkrebsen, sagt Di Iorio: Während diese vor allem Geräusche um die 2-4 kHz erzeugen, hat sie dort auch andere Frequenzen festgestellt, deren Herkunft sie gerade untersucht, indem sie Gruppen von Kleinorganismen im Aquarium und in Käfigen im Meer aufnimmt und die Aufnahmen dann mit der natürlichen Soundscape aus dem Meer vergleicht. Darunter sind das Skelettknacksen von Seeigeln, wenn sie sich bewegen oder beim Fressen ihren Schnabel schliessen, oder das vielleicht eigenartigste Geräusch eines einzelnen Krebses namens Seespinne (Maja brachydactyla) beim Fressen. „Ausser uns hat das noch niemand gehört,“ sagt Di Iorio. [U11]

Die Klangaufnahmen ermöglichen es Di Iorio, Gruppen von kleinen Unterwassertieren zu erfassen, die für direkte Beobachtungen nur schwer zugänglich sind. „Benthische Kleintiere kann man schlecht lange beobachten,“ sagt sie. Sie nutzt außerdem den Klang bestimmter Arten oder der Soundscape dazu, um den Gesundheitszustand eines Habitats zu beurteilen. Veränderungen der Aktivität von Seeigeln und Pistolenkrebsen etwa können Verschmutzung oder Temperaturveränderungen widerspiegeln.

Übrigens fehlt das Knistern in kalten Küstengebieten wie der Arktis, wo stattdessen Eisgeräusche recht laut werden können. [U12] [U13]
Auch in Flüssen und Teichen kann es ziemlich laut werden. So klingen Flußinsekten auf einer Aufnahme der Australischen Klangkünstlerin Leah Barclay fast wie auf einer Wiese [U14], und zu seiner Überraschung fand Sueur im Jahre 2009, daß das verglichen zur Körpergröße lauteste Tier der Welt in Flüssen und Teichen überall in Europa lebt: [U15]: Es handelt sich um 2 Millimeter große Männchen der Ruderwanze Micronecta scholtzi, die aus einem Meter Entfernung bis zu etwa 100 Dezibel laut sein können — in etwa so, als wäre man in der Disco einen Meter vom Lautsprecher entfernt. Sie machen das, indem sie ihren Penis gegen den Körper reiben.

Selbst die Redewendung „stumm wie ein Fisch“ stimmt so nicht. In vielen Küstengebieten hört man neben dem höherfrequenten Knistern auch ein tieferfrequentes Grunzen und Knurren von Fischen. [U17; U18] Auch Fische sind oft bei Dunkelheit am aktivsten: In Korallenriffen in Florida etwa fand die Bioakustikerin Erica Staaterman, dass niederfrequente Laute, wie sie von Fischen kommen, nachts oder um Neumond herum am lautesten sind, und der britische Biologe Julius Piercy fand, dass Umberfische in Indonesien an Neumond lauter sind als 12 Tage vor Neumond. [Vgl. U19& U20]

Warum die Fische rufen, ist erst in wenigen Fällen genauer untersucht: Vorläufige Experimente in Radfords Labor von der Universität von Auckland deuten etwa darauf hin, dass die nachtaktiven Bigeyefische, die den Tag in Unterwasserhöhlen vor Neuseeland verbringen, rufen, um im Schwarm zusammenzubleiben, sagt der Meeresbiologe.
Oft haben die Rufe mit Paarungsritualen zu tun: Im Falle des Lusitanischen Krötenfisches (Halobatrachus didactylus) in der Flußmündung des Tajo in Lissabon hat Biologin Clara Amorim herausgefunden, daß die Männchen mit ihrem Gesang Weibchen an ihr Nest locken — je öfter sie rufen, desto mehr Weibchen legen Eier in ihrem Nest, die die Männchen dann befruchten können. [U21] Der Britische Meeresbiologe Tony Hawkins konnte sogar die Lockrufe von Schellfischmännchen (Melanogrammus aeglefinus) dazu nutzen, um die Laichgründe der Fische vor der Küste Norwegens genauer als zuvor zu kartieren. Dies, sagt Hawkins, ist wichtig, um Überfischung zu vermeiden.

Viel mehr weiss man über die Gesänge von grösseren Meeressäugern wie Walen. Wie im tropischen Regenwald scheint es auch hier Klangnischen zu geben, sagt Širović, und verweist auf Aufnahmen vor der kalifornischen Küste, die zeigen, dass etwa Blau-, Finn- und Buckelwale auf verschiedenen Frequenzen singen. [U23]

© Andreas von BubnoffHydrophon, Präzisionsuhr und Frequenzspektrum. So funktioniert die Unterwasser-Klangaufzeichnung.

Da man Walgesänge auch aus grosser Entfernung hören kann, nutzen Forscher ihre Rufe dazu, um abzuschätzen, wieviele der Tiere sich wann wo aufhalten. Vor der Westküste Kanadas zum Beispiel haben Kim Juniper von der University of Victoria in British Columbia und seine Kollegen mit einem Netzwerk von Hydrophonen herausgefunden, dass Blauwale im Frühling nach Norden und im Herbst nach Süden wandern — etwas, was man mittels direkter Beobachtung von Schiffen oder Flugzeugen aus kaum herausfinden könnte.

Auch Pavan nutzte Tonaufnahmen — vom Meeresgrund in 2050 Metern Tiefe vor der Sizilianischen Küste — um die Zahl von Pottwalen (Physeter macrocephalus) im Mittelmeer deutlich nach oben zu korrigieren. [U24] Als nächstes will er versuchen, anhand der Walgesänge auf Größe und Alter der Tiere zurückzuschliessen und damit abzuschätzen, wieviel Alt- und Jungtiere im Mittelmeer vor Sizilien leben.

Mysterien

Wieso diese elektronischen Klänge?

pcture alliance/landov

Da die Unterwasserwelt weit schwerer zugänglich ist als das Land, dürfte es kaum überraschen, dass es dort noch viele unbekannte Klänge gibt — wie diesen, den Širović in 75 Metern Tiefe vor der südkalifornischen Küste aufnahm. [My1] Es handele sich wohl um einen Fisch, sagt sie. Das erste, was ihr beim Zuhören einfiel, war ein Cartooncharakter: ein Fisch, der mit einem Springstock herumhüpft.

Auch in der Antarktis haben Forscher des Alfred-Wegener-Institutes (AWI) in Bremerhaven viele unbekannte Klänge gesammelt, wie diesen, von dem noch nicht einmal klar ist, ob er überhaupt biologischen Ursprungs ist. [My2] „Wir vermuten, dass dieser Ton durch eine sich vorschiebende Gletscherzunge entsteht; Hinweise oder gar Beweise haben wir aber nicht,“ sagt AWI Wissenschaftler Olaf Boebel.

Selbst Klänge, deren Ursprung bekannt ist, geben bisweilen Rätsel auf. So klingen die Rufe von Weddellrobben [My3] in der Antarktis oder Bartrobben in der Arktis [My4] eher elektronisch als biologisch, sagt Krause: fast wie niederfrequente Radiosignale, die von elektrischen Entladungen tropischer Gewitter erzeugt und vom Magnetfeld der Erde bis in die Antarktis übertragen werden. [My5] Kann es sein, spekuliert Krause, dass Magnetit, das man in den Köpfen der Tiere gefunden habe, es den Tieren erlaubt, diese Radiosignale wahrzunehmen und dann nachzuahmen? Širović allerdings ist skeptisch: Warum, fragt sie, sollten die Tiere gerade diese Geräusche nachahmen? Warum nicht etwa die viel häufigeren Eisgeräusche? Niemand weiss es.

Auch Walgesänge geben noch viele Rätsel auf. So ist unklar, warum sich Finnwalgesänge je nach Jahreszeit verändern, sagt Širović, die gefunden hat, dass der Abstand zwischen den Einzellauten der Tiere im Winter länger ist als im Sommer. Und die Frequenz von Blauwalgesängen wird jedes Jahr weltweit ein bisschen niedriger. Auch dafür gibt es keine schlüssige Erklärung, sagt Širović: „Jeder hat seine eigene Lieblingstheorie.“ Möglich, sagt sie, dass die Weibchen niedrigere Frequenzen der Männchen bevorzugen. Und schliesslich ist da der mysteriöse 52-Hertz-Ruf eines Wals, von dem Wissenschaftler glauben, es handele sich um ein Hybrid zwischen Blau- und Finnwal, sagt Širović.

Jahrzehntelang war auch unklar, woher der sogenannte „boing“-Klang kommt, bis Forscher eines Tages, kurz nachdem sie dieses Geräusche aufgenommen hatten, einen Zwergwal (Balaenoptera acutorostrata) auftauchen sahen. Auch der seit langem unbekannte „bioduck“ Klang stellte sich erst vor kurzem als Zwergwalklang heraus (Balaenoptera bonaerensis). [My6]

Lärm

Da braut sich was zusammen

AP

Selbst in großer Tiefe ist es in den Ozeanen oft viel lauter, als viele denken. In einigen Teilen des Mittelmeers gebe es sogar zwei Kilometer unter Wasser kaum eine ruhige Minute, sagt Pavan, von dem diese Aufnahme [Lä01 & 2] stammt, und verweist auf 24 Stunden Klangvisualisierungen, die fast immer ein niederfrequentes Grollen zeigen. Das Grollen kommt von Schiffsgeräuschen, die man manchmal hunderte von Kilometern weit hören kann, insbesondere die niederen Frequenzen, da diese vom Wasser schlechter verschluckt werden als hohe Frequenzen. Gleichzeitig werden ruhige Orte wie die Antarktis immer seltener.

Auch andere Ozeane sind betroffen: Noch 1963 konnte man vor der kalifornischen Küste in 110 Metern Tiefe in nur einem Drittel der Unterwasseraufnahmen ein Schiff hören, während das im Jahre 2005 in 89 Prozent der Aufnahmen der Fall war. In etwa dem gleichen Zeitraum hat sich der niederfrequente, meist von Schiffen kommende Lärmpegel ungefähr vervierfacht, sagt Širović, die von einer „Verstädterung“ der Ozeane spricht. Auch in Flüssen kann es extrem laut werden, wie diese Aufnahme aus der Themse in London verdeutlicht. [Lä04]

Mit Frequenzen unter 125 Hertz überlappt das resultierende „Grollen“ mit den Lauten vieler Fische und Meeressäuger, sagt Pavan: Im Mittelmeer etwa werde die Ruffrequenz von Finnwalen (Baleonoptera physalus) oft völlig von Schiffsgeräuschen verdeckt, sagt er. Die Folge: Die Entfernung, aus der Finnwale sich gegenseitig hören können, schrumpft bisweilen von hundert auf unter eineinhalb Kilometer. [Lä05a & b]

Wie die Tiere mit dem Lärm umgehen, ist weitgehend unklar. Es gibt aber Hinweise, dass Orkas vor der Küste Kanadas bei Vancouver die Frequenz ihres Gesanges verändert haben, vielleicht um Schiffsgeräuschen auszuweichen, sagt Juniper, und vor der Ostküste Kanadas haben Forscher wenige Tage nach den Terroranschlägen des 11. September 2001 geringere Stresshormonwerte bei Glattwalen (Eubalaena glacialis) festgestellt als in den Tagen davor, wohl auch wegen des geringeren Schiffslärms. In Laborexperimenten konnte Amorim zeigen, dass Schiffslärm es dem Lusitanischen Krötenfisch erschwert, die Rufe von Artgenossen wahrzunehmen. Auch vorläufige Laborexperimente Radfords weisen darauf hin, dass Bigeye Fische offenbar ihre Artgenossen bei Lärm öfter rufen müssen, um im Schwarm zusammenzubleiben, und dass es bei Lärm für Krebslarven schwieriger zu sein scheint, anhand des Klanges zu schützenden Korallenriffen zu finden. Auch Lärm von Rammen (die etwa zum Eintreiben von Pfählen benutzt werden), sind oft ein Problem. Als Hawkins in einem Meerwassersee in Irland (Lough Hyne) Geräusche einer Ramme von einem Boot mit Unterwasserlautsprechern abspielte, fand er, dass Sprotten (Sprattus) und Makrelen (Scomber scombrus) in grössere Tiefen auswichen und dass das Knistern der Pistolenkrebse häufiger und lauter wurde.

Auch an anderen Tieren scheint Lärm nicht spurlos vorüberzugehen: Finnwale vor der Kanadischen Westküste etwa hören offenbar in genau dem Moment mit dem Singen auf, in dem ein Erdbeben zu hören ist [Lä06], und Delfine reagieren offenbar auf die Explosion eines „Airguns" in etwa 150 Kilometern Entfernung [Lä07].
Airguns werden eingesetzt, um die geologische Struktur unter dem Meeresboden mittels Schallwellen zu untersuchen. Es ist möglich, dass Airguns Meerestiere schädigen, sagt Michel André von der TU Katalonien in Barcelona. Zwar fehlen direkte Beweise für einen kausalen Zusammenhang. Allerdings konnte André in Laborexperimenten zeigen, dass Lärm in einem ähnlichen Frequenzbereich, wie er von Airguns erzeugt wird, die für das Gleichgewicht zuständigen Sinneszellen von Tintenfischen stark schädigt - was eventuell das Stranden von Riesenkalmaren in Spanien im Jahre 2003 erklärt.

Um genauer zu untersuchen, ob und wie Meerestiere auf Lärm reagieren, nutzt André ein weltweites Netzwerk von über 100 Tiefseehydrophonen (die zum Teil zur Überwachung von Atombombentests oder Neutrinomessungen installiert wurden) dazu, um Lärm von Schiffen und anderen Quellen mit Schiffsbewegungen und Tonaufnahmen von Meeressäugern in Echtzeit zu korrelieren. Eine Anwendung, sagt André, ist, mit dem System herannahende Schiffe auf die Lage von Walen aufmerksam zu machen, so dass diese dann aus Rücksicht auf die Tiere etwas langsamer fahren. Auch Junipers Hydrophonnetzwerk vor der kanadischen Küste ist Teil dieses Netzwerkes; Juniper selbst will damit untersuchen, ob Schiffslärm die Rufe von Walen beeinflusst. Falls dies der Fall sei, so Juniper, dann kann dies als wissenschaftliches Argument dienen, dass Schiffe in der Anwesenheit von Walen langsamer fahren müssen, um den Lärm zu reduzieren.

Auf dem Land ist Fluglärm eines der weitverbreitetsten Probleme. Naturklangexperte Tilgner verweist darauf, dass in nur drei Stunden auf einer Aufnahme, die er am Abend des 6. Oktober 2014 in der Nähe seines Wohnortes am Bodensee machte, 48 Flugzeuge zu hören waren — das entspricht einem Flugzeug alle 3 Minuten und 45 Sekunden.

In der Nähe von Flughäfen ist der Lärm offenbar so gross, dass Vögel bisweilen ihr Morgenkonzert nach vorne verlagern, um dem Fluglärm zuvorzukommen, wie Diego Gil vom Spanischen Museum für Naturgeschichte in Madrid und Kollegen Ende letzten Jahres berichteten.
Bisweilen kann Fluglärm ernste Folgen haben: Am kalifornischen Monolake etwa singen dutzende Einzeltiere einer Krötenart namens New Mexiko Schaufelfuß (Spea intermontana) normalerweise gleichzeitig, in einer Art synchronisiertem Chor, um es Angreifern wie Koyoten zu erschweren, einzelne Tiere zu orten. Krause konnte beobachten, dass das Überfliegen eines Militärjets in mehreren Kilometern Enfernung das Rufen der Tiere so durcheinander brachte, daß sich kurz danach Koyoten ein paar der Kröten schnappten. [Lä09a & 09b]

Auch im Regenwald konnte Krause beobachten, wie Fluglärm Tiere vorübergehend zum Verstummen brachte [Lä10c], und in manchen Gebieten in Alaska scheinen Wildtiere wie Elche den Lärm von Motorschlitten zu meiden, sagt Timothy Mullet vom US Fish & Wildlife Service. [Lä12]

Ebenfalls in Alaska befinden sich einige der wenigen verbliebenen Orte des Planeten ohne Geräusche des Menschen, sagt Mullet. Er muss es wissen, denn er hat eine „Karte der Stille“ des Kenai National Wildlife Refuge in Alaska erstellt — einem über 8.000 Quadratkilometer grossen Gebiet südlich von Anchorage, dessen Klang er im Winter 2011/2012 an 62 verschiedenen Orten erfasste. Die etwa 60.000 einminütigen Tonaufnahmen sind einer der bisher umfassendsten wissenschaftlichen Versuche, Orte natürlicher Stille direkt anhand von Messungen zu kartieren, sagt er. Einige der Gebiete wiesen zu keinem Zeitpunkt auch nur einen einzigen Laut auf: „Manchmal ist es so ruhig, dass Du das Rauschen in Deinen Ohren hören kannst,“ sagt Mullet. „So etwas zu erfahren, war ein Erwachen. Ich sehne mich nach dieser Ruhe und werde versuchen, das so oft wie möglich wiederzuerleben.“ [Lä14] [Lä15]

Umwelt

Klanglandschaftlich aus dem Gleichgewicht

picture-alliance/blickwinkel/M

In einem Waldstück im Bundesstaat Michigan nimmt Soundscapeökologe Stuart Gage den Klang auf, nachdem zwei Drittel der Bäume gefällt wurden — eine gute Gelegenheit zu untersuchen, ob und wie Waldrodungen zu einer Veränderung der Klanglandschaft führen.

Für Ergebnisse ist es noch zu früh, aber erste Hinweise gibt es schon, dass Rodungen zu einer Verarmung der Klanglandschaft führen können: Im kalifornischen Lincoln Meadow etwa konnte Krause im Jahre 1988 sechs Vogelarten im Morgengesang hören; genau ein Jahr später, nachdem dort selektiv Bäume gefällt wurden, war nur noch eine der Vogelarten zu hören, und dies, obwohl sich auf den ersten Blick nichts verändert hatte Um02 & 03. Für Krause heisst das: „Während ein Bild 1000 Worte bedeuten kann, bedeutet eine natürliche Klanglandschaft dasselbe wie 1000 Bilder.“

Auch die Schädigung von Korallenriffen kann man hören. Auf einer Aufnahme Krauses eines ungestörten Korallenriffs im Gebiet der Fidschi-Inseln ist das Knistern der Pistolenkrebse sowie Geräusche verschiedener Fischarten zu hören, während ein abgestorbenes Riff ein paar hundert Meter weiter nur noch das Rauschen der Brandung und ein leises Knistern einiger weniger Pistolenkrebse aufweist. Um04 & 05 Wissenschaftler konnten dies im Dezember letzten Jahres bestätigen: Julius Piercy von der Universität Essex in England und seine Kollegen konnten zeigen, dass beschädigte Korallenriffe dreimal leiser sind als unbeschädigte. Die Folge, sagt Piercy: Der Klang der Riffe reicht zehnmal weniger weit, was es für Fisch- und Krebslarven schwieriger macht, die schützenden und nahrungsspendenden Riffe anhand ihres Klanges aufzufinden. Um06

Ein geschädigter Lebensraum verliert auch die klare Struktur oder Komplexität der Soundnischen, glaubt Krause. „Man bekommt Chaos,“ sagt er. Dies auch wissenschaftlich zu beweisen — etwa durch das Messen der Komplexität von Soundscapeaufnahmen — ist allerdings nicht einfach. Zwar haben Wissenschaftler sogenannte „Komplexitätsindizes“ entwickelt, aber welcher dieser Indices die natürliche Artenvielfalt am besten widerspiegelt, ist noch unklar.

Um dies zu klären, erfassen Gage und andere Forscher zur Zeit Lebensräume mit traditionellen Methoden (wie etwa dem Zählen von Arten) und nehmen gleichzeitig die Soundscapes auf. Sie bestimmen dann, welcher Index den Artenreichtum oder die biologische Vielfalt am besten widerspiegelt — mit dem Ziel, diese eventuell allein anhand der Klangaufahmen zu bestimmen, was sehr viel einfacher wäre als traditionelle Methoden.

Bisher hat das Ganze nur mässigen Erfolg; ein Problem könnte sein, dass man für unterschiedliche Lebensraumtypen unterschiedliche Indices braucht, sagt Anne Axel von der Marshall-Universität. So geben nur wenige von sechs getesteten Indices die Biodiversität in einer australischen Waldlandschaft korrekt wieder, sagt Gage. Es gibt aber auch Erfolgsbeispiele. In einem häufig gerodeten Waldstück in Tansania fand Sueur eine geringere akustische Komplexität als in einem in der gleichen Gegend liegenden Wald, der lange Zeit von Rodungen verschont wurde. Um11 Auch in unterschiedlich stark landwirtschaftlich genutzten Gebieten in den USA scheint die akustische Komplexität ziemlich gut die Zahl der Arten widerzuspiegeln, wie Christopher Bobryk von der Universität von Missouri herausfand, wobei eine Monokultur die geringste Komplexität hat. [Vgl. Um14B] [Vgl. Um15B] [Vgl. Um16B] [Vgl. Um17B]
In Madagaskar fand Axel, dass die Klanglandschaft in der Regenzeit wie zu erwarten komplexer war als in der Trockenzeit. [Vgl. Um18/19] Ein gewisses Mass an Beweidung mit Kühen, Schafen und Ziegen erhöht die Komplexität der Klangaufnahmen sogar, möglicherweise, weil Beweidung die Baumkronen weniger dicht und für Licht zugänglicher macht. [Um20] Dies mache die Verbreitung von Pflanzensamen leichter und sichere Tieren wie den bedrohten Lemuren reichhaltigere pflanzliche Nahrungsquellen.

Auch langfristige Umweltveränderungen wie die Folgen des Klimawandels hofft man mithilfe von Klangaufnahmen besser zu verstehen. Krause sagt, er habe solche Veränderungen bereits beobachtet, etwa eine fast komplett veränderte Zusammensetzung der Vogelarten im Bundesstaat Wyoming im Abstand von 28 Jahren. [Vgl. Um22/23]

© Andreas von Bubnoff Stuart Gage erklärt, wie er Umweltqualität und die Folgen des Klimawandels am Klang erkennen will.

Gage will dies systematisch untersuchen: Seit 2009 nimmt er in der Nähe seines Landhauses bei den Twin Lakes im Bundesstaat Michigan an mehreren Orten alle 30 Minuten für eine Minute die Soundscapes auf. Die Gegend gilt als besonders unberührte und ökologisch wertvolle Seenlandschaft. Inzwischen hat er über 300.000 Aufnahmen gesammelt. Ziel ist es, so Gage, 15 oder 20 Jahre lang zu verfolgen, wann bestimmte Frösche, Insekten oder Vögel, die den Frühling ankündigen, zum ersten Mal zu hören sind, wie etwa der Spring peeper (Pseudacris crucifer), eine Froschart, die zu singen beginnt, sobald die Wassertemperatur über einen bestimmten Wert ansteigt.

Gage nimmt außerdem Rufe von Arten auf, die als Bioindikator für die Qualität eines Lebensraumes gelten, wie die des Eistauchers (Gavia immer), dessen etwas unheimlich anmutende Rufe vor allem nachts erklingen und ein Zeichen dafür sind, dass ein Lebensraum besonders gesund ist. [Um25] Er hofft, die Häufigkeit der Rufe zur vergleichenden Beurteilung der Umweltqualität von anderen Seen nutzen zu können.

Kunst

Symphonien mit der Natur

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Der Ursprung der Musik liegt in den Klängen der Natur, sagt Krause. Ein Beispiel dafür sei die Musik von Urwaldstämmen wie den Bayaka-Pygmäen in Zentralafrika, die sich so lange in der Natur eingelebt haben, dass ihre Gesänge ein integraler Bestandteil der natürlichen Soundscape wurden, ohne diese zu stören. [K01] „Die Stimmen des Urwalds sind das, was die Spiritualität der Menschen beeinflusst,“ sagt Krause. „Ursprünglich nutzten wir die Klänge des Waldes als ein natürliches Karaokeorchester. Wir haben von den Tieren gelernt zu singen und zu tanzen.“

Dies zu zeigen, ist auch die Botschaft der „Great Animal Orchestra Symphonie für Orchester und wilde Soundscapes,“ in der der Komponist Richard Blackford Krauses Urwaldaufnahmen mit den Klängen des Orchesters verschmilzt. Das Werk, uraufgeführt am 12. Juli 2014 in Cheltenham in England, beginnt mit den Rufen eines Gibbons, einer Affenfamilie, deren Klang zunächst von den Streichern und dann von der Flöte fortgesponnen wird. [K02] Blackford blendet hier die Frequenzen der natürlichen Soundscape zunehmend aus, um den Orchestermusikern eine Klangnische zur öffnen. In einer anderen Sequenz nutzt er den Ruf des Urutau-Tagschläfers (Nyctibius griseus), der fast so klingt, als nutze er die pentatonische Tonleiter des Menschen, von der Krause sagt, sie habe ihren Ursprung direkt in natürlichen Klängen. [K03]

Das zunehmende Ausblenden der Frequenzen der Soundscape, das zu Beginn der Symphonie zu hören ist, ist ein Trick, der von Monacchi stammt, sagt Krause. Monacchi selbst, der sich auch als öko-akustischer Komponist bezeichnet, setzt solche Techniken ein, um die Klangnischenstruktur mit elektronischen Klängen zu ergänzen. Er will damit zeigen, dass wir mit dem Regenwald interagieren können, ohne diesen zu stören. [K04]

Auch der Amerikanische Jazzmusiker David Rothenberg sieht den Ursprung der Musik (vor allem unserer Liebe zu Rhythmus) in der Natur — insbesondere Insekten: Diese seien viel ursprünglicher als die meisten anderen Tierarten und klängen oft wie elektronische Musik: „Kein Dubstep ohne bugstep!“ sagt er. Kürzlich lud er DJs dazu ein, Regenwaldklänge zu remixen, aus dem Film „Song from the Forest“ über den Amerikaner Louis Sarno, der mit den Bayaka-Pygmäen in Zentralafrika lebt (die Bayaka-Aufnahme zu Beginn dieses Abschnitts stammt übrigens von Sarno). Letzten Herbst konnte ich Rothenberg dabei zusehen, wie er bei einem Konzert in New York zu Heuschreckenklängen der Art Oecanthus fultoni improvisierte [K06]. Auch den Klang der Männchen der Wasserwanze Micronecta fand er so interessant, dass er elektronische Klänge dazu komponierte und Klarinette dazu spielte.

Aber Rothenberg geht noch weiter: Er musiziert live mit lebenden Tieren. Mit Zikaden etwa spielt er Klarinette [K08] oder iPad [K09], und mit Nachtigallen [K10] oder Buckelwalen [K11] spielt er Klarinette. Bisweilen, sagt er, scheinen die Tiere sogar auf seine Improvisationen zu reagieren: So fliegen Zikaden manchmal auf den Lautsprecher, und im Falle des Buckelwales könne man tatsächlich hören, wie das Tier „seinen Gesang meinem Spiel anpasst,“ sagt Rothenberg. [K12]

Auch andere Musiker verbinden elektronische Klänge mit Naturklängen. Der in Taiwan lebende französische Klangkünstler Yannick Dauby etwa findet, dass Froschklänge sich besonders gut zu dieser Verbindung eignen, zumal sie oft in Gruppen singen, was es umso schwieriger macht, die resultierenden komplexen Klangstrukturen als Naturklang zu erkennen. [K13]

Wir begannen unsere Klangreise mit einem der unberührtesten und akustisch reichhaltigsten Orte der Erde im tropischen Regenwald. Schliessen wir sie ab mit dem Gegenteil: Dem Klang der geschädigsten und verschmutztesten Orte, die es gibt. Der in Berlin lebende Klangkünstler Peter Cusack etwa ist sehr an Klängen solcher Orte interessiert. Ihn fasziniert, wie radikal der Mensch eine Klanglandschaft verändern kann. Ein Beispiel ist ein Ölförderungsgebiet in Aserbaidschan, einer der verschmutztesten Orte der Erde. Die dortige Ansammlung von Hunderten von Ölförderungsanlagen klingt für Cusack überraschend schön. „Wenn man nicht weiss, daß das Hunderte von Maschinen sind, könnte man es fast geniessen,“ sagt er.

In Tschernobyl allerdings, dem Ort der Reaktorkatastrophe von 1986, hörte Cusack 20 Jahre später paradoxerweise so ziemlich das Gegenteil dessen, was man erwarten würde: Einen besonders eindrucksvollen Morgengesang der Vögel [K15]. „Es war spektakulär,“ sagt Cusack. „Es dürfte schwierig sein, so etwas im restlichen Westeuropa zu finden.“ Dies zeige, sagt er, dass die Natur den Ort wegen der Abwesenheit des Menschen mittlerweile zurückerobert hat. An einer anderen Stelle kann man den Klang eines Kuckucks und eines Geigerzählers hören — gleichzeitig [K16].

© Jacob Kirkegaard Klangkonzentrat eines Waldstückes in Fukushima, Japan. Mit seinem Werk „Stigma“ verdeutlicht der Künstler Jacob Kirkegaard, dass die Gegend nach dem Reaktorunfall wohl für immer stigmatisiert ist.

Dies heißt aber nicht, dass die Natur dort unbeschädigt ist: An den Stellen mit der höchsten Radioaktivität ist die Sterberate vieler Vögel noch immer ungewöhnlich hoch, wie Timothy Mousseau von der University of South Carolina und Kollegen in einer Studie im Jahre 2012 herausfanden. Da vor allem Weibchen vermehrt sterben, sind die Männchen in der Überzahl und konkurrieren womöglich intensiver um die wenigen verbliebenen Weibchen, als das normalerweise der Fall wäre.

Begeben wir uns zum Schluß unserer Reise nach Fukushima, der Gegend der japanischen Reaktorkatastrophe im Jahre 2011. Hier hat der in Berlin lebende Künstler und Komponist Jacob Kirkegaard Naturklänge und Videos aufgenommen und die Soundscapes dann gewissermassen verdichtet: Er nahm den Klang zunächst unverfälscht auf und spielte die Aufnahme dann am selben Ort mit Lautsprechern ab. Währenddessen nahm er den Klang abermals auf, sozusagen angereichert von der Art und Weise, wie der Klang von der Landschaft reflektiert wird, wenn man ihn vor Ort wiedergibt. Nach bis zu zehn Durchläufen entstand so ein „Klangkonzentrat" der Landschaft.

Hier also eines von Kirkegaards Klangkonzentraten aus der Gegend von Fukushima. Der Titel, „Stigma“ soll verdeutlichen, dass eine Gegend wie die Fukushimas allein durch ihren Namen nach dem Reaktorunfall wohl für lange Zeit stigmatisiert sein wird, selbst wenn sie, wie dieses Beispiel zeigt, eigentlich vollkommen unbeschädigt zu sein scheint.

Multimedia-Reportage von Andreas von Bubnoff, Redaktion: Joachim Müller-Jung, Art Director: Robert Wenkemann, Gestaltung und Umsetzung: Jochen Rößler, Bildredaktion: Marion Dubberke

Robert Bosch Stiftung und Reporter-Forum e.V. haben dieses Projekt im Rahmen der Masterclass „Zukunft des Wissenschaftsjournalismus“ gefördert.

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Quelle: F.A.Z.

Veröffentlicht: 10.12.2015 11:01 Uhr