Wann kippt das System? Erstsemester untersuchen globale Belastungsgrenzen

Die Erde ist ein komplexes System, einzelne Probleme lassen sich nur schwer isoliert voneinander betrachten. Genau diese Zusammenhänge sind der Kern der Kompaktwoche der Erstsemester-Bauingenieure. Denn sie werden es später sein, die mit ihren Arbeiten direkt in natürliche Systeme eingreifen. Zusammen mit Diplom-Ingenieur Detlef Hau warfen sie daher einen Blick auf den Zustand unserer Erde – wo landen wir, wenn wir so weitermachen wie bisher?

Eine Gruppe von Studierenden vor einem Chart.

Detlef Hau zusammen mit den Studierenden des ersten Semesters Bauingenieurwesen während der Kompaktwoche.

Ein Chart mit vielen unterschiedlichen Graphen über den Zustand der Erde.

Das Bruchlast-Chart zeigt viele verschiedenen Graphen, die den Zustand unserer Erde aufzeigen.

Um den Zustand der Erde greifbarer zu machen, nutzt der Lehrbeauftragte der TH Lübeck, Detlef Hau, die sogenannten planetaren Grenzen. Ein wissenschaftlicher Ansatz, der versucht die ökologischen Belastungsgrenzen der Erde zu quantifizieren. Insgesamt gibt es neun dieser Grenzen, werden sie überschritten, steigt das Risiko für irreversible Umweltveränderungen.

Wo liegen die Grenzen zum Erhalt unserer Lebensgrundlage?

Um diese Grenzen greifbarer zu machen, ist es in der Kompaktwoche die Aufgabe der Studierenden, mit tatsächlichen Messdaten ein Chart zu füttern – das sogenannte Bruchlast-Chart. Jede neue Kohorte von Studierenden nimmt sich eine neue Kurve vor. In diesem Jahr ging es um die Ölförderung – ein klassisches, wie auch gerade politisch sehr relevantes Thema.

Insgesamt zeigt das Chart Daten beginnend um 1700 bis 2100. Während die Zukunftsdaten Schätzungen sind, beruhen die anderen Punkte der Kurven auf tatsächlichen Messdaten. Die Ziele dieses Bruchlast-Charts sind es, den Zustand der Erde aufzuzeigen, Zusammenhänge sichtbar zu machen und uns die Geschwindigkeit menschengemachter Veränderungen bewusst zu machen. Beispielsweise zeigen zwei der anderen Kurven die Abnahme bewaldeter Flächen und die Zunahme der CO₂-Konzentration. Abholzung verstärkt den Treibhauseffekt, weil mehr CO₂ in der Atmosphäre verbleibt – das eine bedingt das andere.

Damit haben diese beiden Kurven auf gleich zwei der planetaren Grenzen einen Einfluss: den Klimawandel und die Landnutzungsänderung. Das Chart soll also den Zustand unserer Erde aufzeigen, um den Studierenden zu verdeutlichen, dass Bauingenieurwesen heute eben nicht mehr nur bedeutet, stabile und effiziente Bauwerke zu entwerfen, sondern auch Verantwortung für die Auswirkungen auf das Erdsystem zu übernehmen.

Bausektor beeinflusst mehrere Planetare Grenzen

Denn der Bausektor beeinflusst gleich mehrere planetare Grenzen ganz unmittelbar. Beim Thema Klimawandel etwa spielt die Bauindustrie eine zentrale Rolle, weil die Herstellung von Baustoffen wie Beton oder Stahl große Mengen CO₂ verursacht. Gleichzeitig verändern Bauprojekte massiv die Landnutzung, etwa durch Versiegelung von Flächen oder Eingriffe in Ökosysteme, was wiederum den Biodiversitätsverlust verstärken kann. Auch die Nutzung von Ressourcen wie Sand, Wasser oder Metallen wirkt sich auf globale Stoffkreisläufe aus.

Die Kompaktwoche hat den angehenden Bauingenieuren damit aufgezeigt, welche Auswirkungen ihre Arbeit haben kann und an welchen Stellschrauben sie ansetzen können, um mögliche Verbesserungen zu justieren.

Die Planetaren Grenzen

Klimawandel

Beschreibt die Grenze für klimaschädliche Treibhausgase in der Atmosphäre im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter (Holozän), deren Überschreitung zu komplexen Veränderungen – Extremwetter, Temperaturanstieg, Dürre, Artenschwund, Waldbrände – führt.

Biodiversitätsverlust

Meint das Aussterben von Arten und den Verlust von Ökosystemen, die für stabile Lebensbedingungen auf der Erde entscheidend sind.

Biogeochemische Kreisläufe (Stickstoff & Phosphor)

Bezieht sich auf die vom Menschen stark veränderten Nährstoffkreisläufe, die Gewässerüberdüngen und Ökosysteme aus dem Gleichgewicht bringen.

Landnutzungsänderung

Beschreibt die Umwandlung natürlicher Flächen (z. B. Wälder) in Verkehrs-, Siedlungs- oder Landwirtschaftsflächen mit Folgen für Klima und Biodiversität.

Süßwassernutzung

Setzt Grenzen für die Nutzung von Flüssen, Seen und Grundwasser, damit diese langfristig erhalten bleiben.

Ozeanversauerung

Entsteht durch die Aufnahme von CO₂ im Meer und gefährdet kalkbildende Organismen wie Korallen.

Atmosphärische Aerosole

Umfasst kleine Partikel in der Luft, die Klima, Wetter und die menschliche Gesundheit beeinflussen.

Abbau der Ozonschicht

Beschreibt die Ausdünnung der schützenden Ozonschicht, die uns vor schädlicher UV-Strahlung bewahrt.

Neue Substanzen (z. B. Chemikalien, Plastik)

Bezieht sich auf vom Menschen geschaffene Stoffe, deren Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit oft schwer kontrollierbar sind.

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