Leschs Kosmos

Unser „täglich Teller“ bringt Genuss. Und birgt zugleich ein fieses Dilemma. Denn das, was wir besonders gern und daher in Massen essen, ist schlecht. Für uns und unseren Planeten.
Wir essen zu viel tierisches Protein. Fleisch, Milchprodukte und Fisch. Die Folgen: riesige Landflächen zur Futtermittelproduktion, hohe Emissionen, Artensterben. Zudem belasten Dünger und Pflanzenschutzmittel Wasser- und Nährstoffkreisläufe. Gibt es Alternativen?
Bis 2050 wird es schätzungsweise über neun Milliarden Menschen auf der Erde geben. Sollen in Zukunft alle gesättigt werden, wird deutlich mehr Nahrung benötigt. Doch die Erde und ihre Ressourcen sind begrenzt. Schon heute rütteln wir mit unserem Appetit an den planetaren Belastungsgrenzen. Doch was tun? Müssen wir unsere Vorlieben gänzlich neu definieren? Oder gibt es Wege, den Genuss zu bewahren und die Umwelt weniger zu belasten? Wie schmeckt die Zukunft?
Wissenschaftler*innen erforschen die Potenziale von Quallen für die Ernährung des Menschen. Auch Quallen enthalten tierisches Protein und vielleicht noch weitere wertvolle Nährstoffe. Wären neue Arten eine Lösung für die Krise auf dem Teller? Oder kommt das Essen der Zukunft vielleicht aus dem Labor? Können wir uns den Genuss von Fleisch, Fisch und Milchprodukten erhalten, weil sie unabhängiger von Tier und Umwelt bald in Bioreaktoren entstehen?
Seit Langem versuchen Forschende und unzählige Start-ups, das Geheimnis zu ergründen, wie sich künstliches Fleisch herstellen lässt. Der erste Schritt auf dem Weg zu einer „zellulären Landwirtschaft“. Doch der große Durchbruch lässt auf sich warten. Worin liegen die Hürden für das Fleisch aus dem Labor?
Bei der Herstellung von Käse steht man vor ähnlichen Problemen. Eine „eiserne Kuh“ soll das Milchprotein der Zukunft liefern. Für einen Käse, der keine tierischen Komponenten enthält und trotzdem genauso wie gewohnter Käse schmeckt. Ohne künstliche Geschmacksstoffe. Auch das könnte Emissionen reduzieren und die Umwelt schonen.
Doch vielleicht gibt es noch einen anderen Weg? Jedes Jahr landen unzählige Tonnen Lebensmittel im Müll und damit auch wertvolle Ressourcen. Ließen sie sich vielleicht bewahren? Forschende setzen auf tierische Helfer: Die Schwarze Soldatenfliege könnte Lebensmittelreste recyceln. Zum Futter für das Fleisch von morgen. So wäre vielleicht auch weniger Sojaschrot aus dem Ausland nötig. Das könnte Regenwälder schützen.
Doch lässt sich der Planet wirklich nur durch das Kochbuch der Wissenschaft retten? Oder gibt es noch andere Ansätze? Vielleicht sogar noch effektivere?
Prof. Dr. Harald Lesch begibt sich auf eine kulinarische Reise in die Zukunft. Wie werden wir unseren „Mordshunger“ im Spannungsfeld zwischen Genuss und Verantwortung stillen können? (Text: ZDF)

Die Bauwirtschaft boomt. Mit fatalen Folgen, da doch der weltweite Verbrauch von Beton schon jetzt weit klimaschädlicher ist als der globale Flugverkehr. Harald Lesch prüft die Alternativen. Bis zum Jahr 2060 wird laut Prognosen weltweit doppelt so viel Fläche bebaut sein wie heute. Doch schon jetzt verursacht allein die Zement-Produktion viermal so viel CO2 wie der globale Flugverkehr. Wie kann das Bauen in Zukunft klimafreundlicher werden? Harald Lesch begibt sich auf die Spur des neuen Bauens. Baustoffe und Bauarbeiten sind heute für elf Prozent aller CO2-Emissionen in der Welt verantwortlich.
Die gute Nachricht: Es gibt Alternativen für ein neues, klimafreundliches Bauen. Innovative Konzepte wie Carbon-Beton könnten die Menge an Beton bei gleichbleibender Bautätigkeit künftig drastisch reduzieren. In Dresden entsteht gerade das erste Gebäude, das komplett aus dem neuen Wundermaterial besteht. Und es gibt Ideen, die ganz auf Beton verzichten. Ein möglicher Kandidat ist ein lange vergessenes Baumaterial: Lehm.
Er sorgt für ein gutes Raumklima, enthält keine Schadstoffe, und seine Herstellung hinterlässt so gut wie keinen CO2-Fußabdruck. Stehen wir also vor einer Renaissance des Baustoffes Lehm? Der Österreicher Martin Rauch forscht daran, Stampflehm standardisiert und günstig herzustellen – mithilfe modernster Hightech-Methoden. Damit sollen Gebäude mit bis zu zehn Stockwerken möglich sein. Aber Lehm ist nicht der einzige Baustoff, der Beton Konkurrenz machen könnte: In Zeiten des Klimawandels sind „urbaner Holzbau“ die Zauberwörter unter Architekten.
Weltweit entstehen selbst Hochhäuser aus Holz. Ist Holz also der perfekte neue alte Baustoff für die Zukunft? Vieles spricht dafür, schließlich speichert Holz sogar große Mengen an Kohlendioxid. Doch wie nachhaltig ist das Bauen mit Holz wirklich? Wäre ein steigender Holzbedarf eine Gefahr für unsere Wälder? Die Frage, wie beim Bauen möglichst wenig Ressourcen und Energie verbraucht werden können, treibt auch Achim Menges und Jan Knippers um.
Die Stuttgarter Architekten lassen sich dabei von der Natur inspirieren: Für ihre Projekte übersetzten sie die effizienten Konstruktionsprinzipien der Natur mithilfe digitaler Technologie in die Konzeption von Gebäuden. Das Ergebnis sind Faser-Konstruktionen, die mit einem Bruchteil des Materials auskommen, das bei herkömmlicher Bautechnik üblich ist. Ob diese Alternativen nur schöne Ideen für Vorzeigeprojekte oder aber tatsächlich massentauglich sind – das klärt Harald Lesch in dieser Folge von „Leschs Kosmos“. (Text: ZDF)

Körperliche Nähe und Hautkontakt können nicht nur schön sein, sondern auch gesund. Sie beeinflussen Immun- und Nervensystem. Berührungsmangel – aber auch „falsche“ Berührung – kann fatal sein. Der sensorische Sinn wurde in der Forschung lange unterschätzt, dabei ist er lebenswichtig und Voraussetzung für den Zusammenhalt in der sozialen Gemeinschaft. Welche Mechanismen laufen im Körper bei einer Berührung ab? Und welche Folgen hat ungewollte Nähe? In dieser Folge von „Leschs Kosmos“ ergründet Harald Lesch, was mit wissenschaftlichen Methoden über die Effekte von Berührungen herausgefunden werden kann.
Es zeigt sich: Die physiologischen Folgen des Streichelns lassen sich tatsächlich messen. Körperliche Nähe ist unverzichtbar für unser seelisches Gleichgewicht. Die erstaunliche Erkenntnis: Was dabei im Körper passiert, stärkt unser Immunsystem und fördert unsere Sozialkompetenz. Eine besondere Rolle spielt hier Oxytocin, das sogenannte Kuschelhormon, das auch als Bindungshormon bezeichnet wird. Forschende sind einer komplexen hormonellen Wirkungskette auf der Spur.
Sie können belegen, dass Berührung der Anfang einer Kaskade von Wirkungen ist, die Angst und Stress mindert und zudem Empathie zwischen Menschen erst möglich macht. Vom „Zauber der Berührung“ spricht der Leipziger Haptikforscher Prof. Martin Grunwald, der den Zuschauern in seinem Forschungslabor am Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung seine neuesten Untersuchungen zeigt. Er und sein Team studieren die Bedeutung von „Selbstberührung“.
Zwischen 400- bis 800-mal am Tag berühren wir unser Gesicht, und in der Regel nehmen wir von dieser Bewegung, die im Schnitt 1,3 Sekunden dauert, keine Notiz. Das Leipziger Forscherteam hat ermittelt, welche Folgen es hat, wenn wir an dieser Selbstberührung gehindert sind. Ein weiterer entscheidender Faktor für unsere Gesundheit wurde lange von der Wissenschaft vernachlässigt und steht heute im Fokus: die Bedeutung von Nähe für die Zugehörigkeit und Geborgenheit in sozialen Gruppen. Berührung und Nähe sind essenziell für uns – es macht jedoch einen gravierenden Unterschied, wer uns berührt und wen wir wie nahe an uns heranlassen wollen.
Forscherteams sind der Bedeutung von Distanzzonen auf der Spur. Offensichtlich verfügen wir über einen Sensor, der einen schützenden Raum um uns anzeigt. Welche neurologischen Prozesse sich dabei abspielen, ergründen Neurowissenschaftler aus aller Welt. Harald Lesch erkundet, was über die Wirkungen von Berührung und Distanz auf unser Wohlbefinden bekannt ist. Die Verbindung von Psyche und Körper gibt allerdings auch noch manches Rätsel auf. (Text: ZDF)

Cannabis soll in Deutschland nach 100 Jahren wieder legal werden. Die neue Bundesregierung will dem ständig wachsenden Schwarzmarkt endgültig den illegalen Boden entziehen. Eine gute Idee?
Giftige Stoffe im „Gras“ sind für junge Konsumenten eine Gefahr. Doch auch um die „saubere“ Droge gibt es Streit, da für viele Cannabis trotz der Risiken als Heilmittel gilt. Ist so ein „Kraut“ gegen Krebs gewachsen? Wissenschaftliche Fakten zu „Horror oder Heilung“?
Ermittler der Polizei finden in beschlagnahmten Cannabisblüten stetig steigende Wirkstoffmengen des psychoaktiven THC. Die Pflanzen werden gezielt hochgezüchtet, um die Wirkung der Droge zu verstärken. Doch in hoher Dosis regelmäßig konsumiert kann Cannabis zum Risiko für Heranwachsende werden und gravierende Folgen für die psychische Gesundheit haben.
Insbesondere der neueste Trend ist besorgniserregend: Der Zusatz sogenannter synthetischer Cannabinoide. Hanfblüten werden mit einer Substanz versetzt, die die halluzinogene Wirkung der Droge verstärkt. Darüber hinaus kann es bei den jungen Konsumentinnen und Konsumenten zu lebensbedrohlichen Zuständen wie Herzrasen, akuter Atemnot und Nierenversagen kommen.
„Cannabis indica“ begleitet die Menschheit schon seit der Steinzeit, seit über 12.000 Jahren. Als vielseitige Nutzpflanze nutzte man den Rohstoff Hanf: Aus den Fasern stellte man Textilien und Papier her. Gleichzeitig diente er immer auch als Nahrungsquelle und Droge. Cannabis enthält Substanzen, die berauschen, unter bestimmten Umständen giftig sind, zugleich aber auch medizinisch wirksam sind und Leiden lindern können. Diese Folge begibt sich auf eine Reise durch die wechselhafte Geschichte der mal geliebten, mal verhassten Droge.
Heute ist Cannabis nach Alkohol das am meisten konsumierte Rauschmittel – über alle Gesellschaftsschichten und Altersgruppen hinweg. Aber in der Illegalität. Noch! Die neue Bundesregierung hat die Legalisierung von Cannabis auf ihrer Agenda. Was so klingt, als sei der Schritt in die Legalität einfach zu vollziehen, ist bei genauer Betrachtung komplizierter als gedacht. Viele Fragen sind bislang noch gar nicht geklärt: Wie lässt sich zum Beispiel eine gleichbleibende Qualität eines Naturproduktes sichern? Das Label „Made in Germany“ gibt es dabei noch nicht. Bisher war die Qualitätsfrage deshalb eher Vertrauenssache: Vertrauen auf einen „Dealer“. Seit 2017 können nun Menschen mit bestimmten schweren Erkrankungen in deutschen Apotheken hochwertiges Cannabis auf Rezept bekommen.
Harald Lesch wirft einen Blick in ein Hochsicherheits-Gewächshaus eines deutschen Cannabis-Herstellers, bei dem der gesamte Wachstums- und Produktionszyklus – vom Setzling bis zur Ernte der Pflanze – strengstens kontrolliert und reguliert wird. Ein Modellfall, der zeigt: In legalem Cannabis muss sich keine böse Überraschung verbergen. Und doch bleibt die Skepsis, welche Folgen damit verbunden sein könnten.
Durch die Legalisierung soll Cannabis nun den „Geruch des Illegalen“ verlieren. Alle Glieder der Wertschöpfungskette sollen zum Alltag werden: Von lizensierten Herstellern bis zum streng reglementierten Vertrieb über Cannabis-Läden. Im Ergebnis soll ein völlig neuer Markt entstehen, der den Schwarzmarkt verdrängt und für den Staat lukrativ sein könnte. Klingt nach einem gewaltigen Experiment mit enormen Risiken. Die Versuchsteilnehmer: eine ganze Nation. Wo liegen die Chancen, wo die Risiken? Ein Blick in ein Land, das diesen Schritt bereits 2018 gegangen ist, kann Orientierung bieten: Kanada legalisierte als erstes großes, westliches Industrieland den Handel und Gebrauch von Marihuana. Was lässt sich aus den Erfahrungen lernen? Harald Lesch zieht Bilanz. (Text: ZDF)

Freunde treffen, ausgehen, reisen – dürfen wir der neuen Freiheit trauen? Harald Lesch zeigt, wie die medizinischen Fortschritte der vergangenen zwei Jahre auch unsere Zukunft sichern.
Die Pandemie war ein regelrechter Booster für die Forschung. Die neuen Erkenntnisse sind wertvoll im Kampf gegen SARS-CoV-2, haben aber noch einen weiteren Effekt: Dank Anti-Corona-Strategien können wir uns in Zukunft auch vor anderen Erregern besser schützen.
Die neu gewonnene Reisefreiheit lässt von fernen Ländern träumen. Doch die Pandemie hat ein unterschätztes Risiko bewusst gemacht: Exotische Tiere können gefährliche Erreger in sich tragen. Forschende haben diese potenzielle Gefahr deshalb mehr denn je im Blick. Seit 2012 gibt es auf der Arabischen Halbinsel immer wieder einzelne Fälle von MERS-Infektionen. Wie COVID-19 ist auch MERS eine durch Coronaviren hervorgerufene Infektion der menschlichen Lunge. Sie verläuft häufig tödlich. Forschende haben jetzt den Überträger des MERS-Virus im Visier: das Dromedar. Kann es dank der Erkenntnisse der vergangenen zwei Jahre gelingen, eine MERS-Pandemie zu verhindern?
Impfungen bieten Schutz vor Virusinfektionen. Auch auf diesem Gebiet hat die Coronapandemie neue Wege geöffnet. Mithilfe der mRNA-Technologie können wir selbst mit sich rasch verändernden Viren mithalten. Doch es bleibt ein Wettlauf wie in der Geschichte vom Hasen und Igel: Wir können den Viren niemals zuvorkommen. Ein Universal-Impfstoff könnte uns einen Vorsprung verschaffen. Wie weit ist hier die Forschung?
In New York forscht ein Wissenschaftsteam schon seit vielen Jahren an der Entwicklung eines Universal-Impfstoffes gegen Grippeviren. Es sucht nach Oberflächenstrukturen der Viren, die sich nicht oder nur kaum verändern. Könnte unser Immunsystem nach einer Impfung diese Strukturen erkennen, wären wir auch gegen Varianten dieser Viren geschützt. Im Kampf gegen Viren – ob Grippe- oder Coronaviren – wäre das ein Gamechanger.
Die Pandemie hat uns zudem gelehrt, die Arbeit des medizinischen Personals wertzuschätzen. Entlastung soll zukünftig aus dem Bereich der Robotik kommen. Am Fraunhofer-Institut in Stuttgart wird ein Roboter trainiert, der Oberflächen und Türklinken selbstständig reinigt. Wird uns dieser Helfer vielleicht schon bald in Kliniken oder sogar im Alltag begegnen?
Ein weiterer Schlüssel zur Wahrung unserer Freiheit liegt im wirksamen Schutz von Risikogruppen. Unerwartet unterschiedliche Verläufe von COVID-19 haben Forschende auf eine neue Spur geführt: Könnte sich das Risiko eines schweren Verlaufs anhand unserer Gene vorhersagen lassen?
Harald Lesch zeigt auf, wie die Krise zu einem Booster für die Wissenschaft wurde und welche Hoffnungen diese Innovationen für unsere Zukunft geben. (Text: ZDF)

Nie zuvor arbeiteten so viele Menschen im Homeoffice wie während der Pandemie. Harald Lesch zeigt, was die Wissenschaft und wir aus diesem unfreiwilligen Großexperiment gelernt haben.
Mehr als zwei Jahre Pandemie, die Hoffnung ist groß, diese Zeit endlich hinter uns lassen zu können. Doch die Krise hat auch neue Möglichkeiten eröffnet: Mobiles Arbeiten könnte den Alltag vieler nachhaltig verändern. Liegt darin die Chance auf ein besseres Leben?
Vor der Pandemie war der Alltag der meisten Arbeitnehmer klar getaktet: früh aufstehen, sich zurechtmachen, zur Arbeit gehen. Mit dem Lockdown wurden viele jäh aus dieser starren Routine herausgerissen: Plötzlich galt die Pflicht zum Homeoffice. Die Bilanz dieser Erfahrung ist gemischt: Umfragen zufolge wollen mehr als zwei Drittel der Arbeitnehmenden, die im Homeoffice gearbeitet haben, gern weiterhin zumindest zum Teil mobil arbeiten. Häufig wird die bessere Vereinbarkeit von Beruf und Familie als Grund genannt. Ein Fünftel allerdings bewertet das Arbeiten von zu Hause aus überwiegend negativ. Welche Lehren hat die Wissenschaft über die Vor- und Nachteile des Homeoffice gezogen?
Für Forschende auf dem Gebiet der Chronobiologie war die Pandemie ein regelrechter „Glücksfall“, ein Experiment im großen Maßstab. In ihrem Fokus steht, ob die flexiblere Arbeitszeitgestaltung Auswirkungen auf den individuellen Biorhythmus und damit auch auf Körper und Seele haben kann. Welche Bedingungen müssen gegeben sein, damit sich ein positiver Effekt einstellt?
Eine Kehrseite des Homeoffice kennt die Psychologie bereits: Wenn der persönliche Umgang mit Kolleginnen und Kollegen fehlt, droht Vereinsamung. Die Folgen können dramatisch sein: In Japan, wo die Zahl der Singlehaushalte besonders hoch ist, stieg während der Pandemie die Zahl der Selbstmorde so stark an, dass die Regierung Sofortmaßnahmen gegen die Vereinsamung beschloss. Auch in Deutschland zeigen Umfragen, dass besonders unter 18- bis 30-Jährigen das Problem der sozialen Isolation angestiegen ist. Lässt sich aus dieser Erfahrung für die Zukunft lernen? Tatsächlich könnten neue Konzepte im Wohnungs- und Städtebau ganz neue Begegnungs- und Kommunikationsmöglichkeiten schaffen.
Selbst, wenn virtuelle Begegnungen den persönlichen Kontakt nicht ersetzen können, liegen auch darin Chancen. Wünschenswert wäre hierfür eine virtuelle Welt, die als möglichst lebensnah empfunden wird. Avatare – virtuelle Doppelgänger – könnten sich stellvertretend für uns im virtuellen Raum begegnen. Technisch ist inzwischen schon vieles möglich, doch es fehlt noch an wichtiger Grundlagenforschung zur Akzeptanz der Avatare. Am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften wird erforscht, wie sich unsere Reaktion auf virtuelle Stellvertreter messen lässt. Diskutieren wir schon bald ganz selbstverständlich mit Avataren im virtuellen Office?
Harald Lesch zeigt, welche Lehren wir aus der Krise für unseren Arbeitsalltag ziehen können – und welche Chancen die Pandemie auf eine bessere Zukunft eröffnet hat. (Text: ZDF)

Müll. Morgens vor die Tür gestellt, mittags schon entsorgt, Hauptsache weg. Dabei bergen Mülltonnen wahre Schätze. Forschende fahnden mit Hightech danach. Sparen wir so knappe Ressourcen?
Harald Lesch öffnet die „Blackbox Mülltonne“. Er wirft einen völlig neuen Blick hinein, nicht angewidert vom Gestank, sondern fasziniert: Wir müssen nur lernen, die Schätze aus dem Müll zu heben.
Seit der industriellen Revolution, seit also der Mensch in Massen Konsumgüter produziert, muss er sich auch Gedanken darüber machen, was am Ende mit all den Waren passiert. Seit vor etwa 150 Jahren die erste bezahlte Müllabfuhr erfunden wird, hat sich nämlich die Menge an Müll, die jeder Deutsche jährlich produziert, verzehnfacht. Und Müll ist nicht gleich Müll.
Nicht umsonst teilen wir ja schon zu Hause alle brav unseren Zivilisationsabfall in verschiedene Stoffgruppen auf. Der Gedanke dahinter ist klar: effizientes Recycling. Aber wie gut funktioniert Recycling wirklich? Für Bio, Glas und Papier scheinen die Verfahren etabliert. Wie aber sieht die deutsche Recycling-Realität in Sachen Plastik, Styropor und Elektronik aus? Und wie weltweit? Wir stehen vor einem drohenden Ressourcen-Kollaps. Wir können es uns schlicht nicht leisten, auf effiziente Wiederverwertung zu verzichten. Die jüngste Geschichte zeigt, wie fatal es ist, von Rohstofflieferungen anderer Länder abhängig zu sein. Gibt es Wege, diesem Dilemma zu entkommen? Die Antwort lautet schlicht: ja. Und die Lösung liegt tief in unserem Müll begraben. Hier werden Ideen geboren, die das Recycling-Versprechen einlösen sollen.
Plastik: Auch wenn alles Plastik der Welt eins zu eins recycelt würde – was es nicht wird – bliebe doch ein Problem: Unsere Weltbevölkerung wächst jährlich um 80 Millionen Menschen – eine Bevölkerungszahl also, die der der Bundesrepublik entspricht. Und jeder dieser neuen Erdenbürger konsumiert immer mehr Plastik, produziert mehr CO2. Bleibt uns am Ende also nur noch die Entscheidung zwischen Klimakollaps oder einem Leben wie in der Steinzeit? Weder noch. In einer gigantischen Versuchsanlage im Herzen der rauchenden Industrieschornsteine Leverkusens suchen Wissenschaftler gerade den petrochemischen „Stein der Weisen“: Sie wollen nämlich der Atmosphäre das CO2 entziehen – um daraus neues Plastik zu machen.
In den Niederlanden hingegen versucht man, ein Plastik herzustellen, das zu 100 Prozent nicht aus fossilen Brennstoffen stammt, sondern aus: Pflanzenabfall. Soll aussehen wie Plastik, sich anfühlen wie Plastik – und dabei sogar die physikalischen Eigenschaften von Plastik übertreffen. FDCA, so der Name des neuen Hoffnungsstoffs, soll zu 100 Prozent wiederverwertbar sein – bei 70 Prozent weniger Energie produziert und 70 Prozent weniger CO2. Ein wahr gewordener Traum?
Polystyrol: besser bekannt unter Styropor. Bis heute hat sich kein echter Ersatz für dieses Wunder der Verpackungsindustrie durchsetzen können. Nicht Popcorn, nicht Pappmaschee, nicht Papier. Kein anderer Stoff schützt so effizient wertvolles Transportgut, kein anderer isoliert das Zuhause so preiseffizient. Über 100.000 Tonnen Styropor fallen deshalb alleine in Deutschland jährlich als Abfall an. Und die bittere Wahrheit dahinter: Nur ein Drittel davon wird recycelt. Die anderen zwei Drittel landen in Hochöfen oder auf der Deponie. Und dort verrotten sie nicht. Als aber einem US-Amerikaner beim Holzhacken auffällt, dass sein Brennholz durch einen Pilz seltsam verklebt ist, kommt ihm eine Idee: Warum nicht einfach aus pflanzlichem Abfall und dem Pilz einen neuen Stoff erschaffen? Das Ergebnis: ein völlig anderes Styropor. Eines, das alle Vorteile des klassischen Styropors birgt – sich am Ende aber schlicht und einfach im Garten kompostieren lässt.
Smartphone und Co.: Elektronik ist aus unserem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken. Und gerade Smartphones haben unser aller Leben in den letzten 15 Jahren sprichwörtlich vernetzt. Die ganze Welt in der Hosentasche tragen, weshalb es heute auch nicht weniger als fünf Milliarden Menschen mit sich herum schleppen – und das im Schnitt gerade mal 2,4 Jahre lang. Dann nämlich muss ein neues Modell her. Und für jedes einzelne dieser kleinen technischen Wunder werden rund 50 verschiedene Rohstoffe gefördert und um die Welt transportiert.
Viele Smartphones machen so im Laufe ihres Lebens quasi zweimal eine Reise um die Welt. Ein erstes Mal als Rohstoffpuzzle aus aller Welt. Ein zweites Mal, um illegal auf einer der großen Mülldeponien unseres Globus zu enden. Ein absurder ständiger Strom aus Rohstoffen und Elektroschrott, der sich selbst erhält. Die weltweiten Ressourcen werden dabei nicht nur immer knapper – sie stürzen unsere Gesellschaft auch mehr und mehr in Abhängigkeiten zu den Lieferländern.
Würde man aber einen Turm – zehn mal zehn Meter in der Basis – aus allen kaputten Smartphones der Welt errichten, wäre dieser 15 Kilometer hoch – vollgestopft mit wertvollsten Ressourcen, die es einem ermöglichen könnten, daraus neue Smartphones zu bauen. Warum also nicht einfach aus Alt Neu machen?
Aber elektronischen Geräten die wertvollen Stoffe zu entziehen, um daraus neue Geräte zu bauen, scheint bislang kaum möglich. Vor allem die Stoffgruppe der sogenannten Seltenen Erden machen den Recyclern das Leben schwer und verhindern die effiziente Wiederverwertung. Doch es naht Hilfe von unerwarteter Seite – in Form von Viren. Viren, die Bakterien befallen, sogenannte Bakteriophagen, helfen den Wissenschaftlern an die Kostbarkeiten im Handy zu gelangen.
Harald Lesch begibt sich auf eine spannende Schatzsuche im Müll. Was brauchen wir noch, um das Recycling-Versprechen endlich einzulösen? (Text: ZDF)

Millionen Asteroiden treiben durch unser Sonnensystem. Der nächste Einschlag ist nur eine Frage der Zeit. Doch es gibt Ideen, uns zu schützen: Die Raumsonde DART probt den Ernstfall.
Vor rund 65 Millionen Jahren führt ein Asteroideneinschlag zur Katastrophe: Bis zu 75 Prozent der damaligen Arten, darunter ein Großteil der Dinosaurier, sterben aus. Einschlagskrater auf der ganzen Welt bezeugen: Auch heute könnte ein Asteroid Kurs auf die Erde nehmen.
Hoffnung setzen Forschende auf die Weltraumsonde DART, die seit Herbst 2021 auf ihrer Mission im All ist. Die Sonde der US-amerikanischen Weltraumagentur NASA soll Ende September 2022 ihren Zielort erreichen: Den Doppelasteroiden Didymos mit seinem Mond Dimorphos. Ihr Auftrag: DART soll Dimorphos rammen und dadurch aus der Bahn lenken. Eine Generalprobe für den Tag X, an dem ein gefährlicher Asteroid Kurs auf die Erde nehmen könnte. Denn im Ernstfall könnte schon eine winzige Bahnänderung einen Killer-Asteroiden knapp an der Erde vorbeiziehen lassen.
Die Gefahr eines Asteroideneinschlags ist real, doch die Wahrscheinlichkeit ist nicht leicht zu ermitteln. Der Mond ist von rund 300.000 Einschlagskratern gezeichnet. Auf der Erde hingegen sind nur 190 Krater bekannt. Ein gewaltiger Unterschied, der jedoch nicht bedeutet, dass die Erde weniger häufig getroffen wird. Viele Krater auf der Erde wurden im Laufe der Zeit durch Erosion abgeschliffen. Ob eine geologische Struktur tatsächlich durch einen Einschlag verursacht wurde, ist dann nur schwer nachzuweisen.
Auch heute noch treffen Asteroiden immer wieder die Erde. Zuletzt am 15. Februar 2013 in der Nähe der russischen Millionenstadt Tscheljabinsk. Damals zerbrachen im Umkreis von 100 Kilometern Fensterscheiben, umherfliegende Trümmer verletzten mehr als 1.500 Menschen. Doch die Folgen hätten noch schlimmer sein können. Wie sich später herausstellte, bestand der Asteroid hauptsächlich aus Eis und losem Gestein. Deshalb verursachte er hauptsächlich eine Druckwelle. Bis auf den metallhaltigen Kern verglühte der größte Teil beim Eintritt in die Erdatmosphäre.
Mithilfe erdgebundener Teleskope sowie des Weltraumteleskops Hubble scannen Forschende den Himmel auf der Suche nach möglicherweise gefährlichen Asteroiden. Zurzeit sind rund 1,1 Millionen bekannt, und täglich werden neue entdeckt. Die meisten drohen zum Glück nicht, die Erde zu treffen.
Welche Folgen ein Einschlag im schlimmsten Fall haben könnte, zeigt ein Blick in die Vergangenheit. Der vermutlich verheerendste Einschlag ereignete sich vor rund 65 Millionen Jahren. Damals schlug ein Asteroid mit zehn Kilometern Durchmesser auf der Halbinsel Yucatan im heutigen Mexiko ein. Milliarden Tonnen an Staub, Schlacke und Schwefel wurden in die Atmosphäre geschleudert und verdunkelten rund 30 Jahre den Himmel. Die Temperaturen sanken um 26 Grad. In Folge des globalen Winters starben die großen Landbewohner der damaligen Zeit, die Dinosaurier, fast vollständig aus. Doch es gab auch Überlebende, deren Überlebensstrategien viel darüber verraten, ob auch wir eine solche Katastrophe überstehen könnten.
Harald Lesch zeigt, welche Gefahr von den Millionen Asteroiden in unserem Sonnensystem tatsächlich ausgeht – und wie wir uns vor einem globalen Killer schützen könnten. (Text: ZDF)

Es wird eng im All: Etwa 6000 Satelliten kreisen bereits um die Erde und liefern eine Vielzahl an Daten. Harald Lesch zeigt, was sie alles erspähen können – und wem das dient. Experten warnen vor dem Satelliten-Boom, denn ausrangierte Weltraumtechnik kann als Weltraumschrott zur Gefahr für die Raumfahrt werden. Auch Militärstrategen haben die Satelliten im Visier. Droht nun ein Krieg im Weltall? Ohne Weltraumtechnik wären Wettervorhersagen, Navigation und viele Banktransaktionen nicht möglich. Sie ist kritische Infrastruktur unserer modernen Gesellschaft – und damit ein potenzielles militärisches Ziel.
Geheimdienste fangen Signale ab, SMS, Telefonate, GPS – Satelliten sind zu unverzichtbaren Agenten im All geworden. Stehen wir unter ständiger Beobachtung? Im Krieg in der Ukraine spielen Aufklärungs- und Spionagesatelliten eine Rolle. Satellitenbilder ermöglichen, das Geschehen besser einzuordnen, und sie können zur Aufklärung von Kriegsverbrechen dienen. Auch helfen sie, nukleare Bedrohungen, wie in Tschernobyl und Saporischschja, zu erkennen.
Satellitentechnik hat zudem eine militärische Seite: Drohnen und Präzisionswaffen finden mithilfe von Radar- und Navigationssatelliten ihre Ziele. Kein Wunder, dass Satelliten längst selbst zum Angriffsziel geworden sind. Bald könnte der Krieg auch im Weltall ausgetragen werden, denn mehrere Länder besitzen bereits Waffen, mit denen die Satelliten des Gegners gestört oder sogar abgeschossen werden können. Je mehr neue und ausrangierte Satelliten im Orbit kreisen, desto größer wird die Gefahr von Kollisionen.
Die Schweizer Firma ClearSpace entwickelt im Auftrag der ESA Methoden zur Bergung von Weltraumschrott. Das Problem: Die Wrackteile im All „taumeln“, und das Andocken an diese Objekte ist schwierig. Ein Forscherteam der Technischen Universität Braunschweig verfolgt deshalb einen neuen Ansatz – inspiriert von den Füßen des Geckos. Satellitendaten können aber auch helfen, besser auf den Klimawandel reagieren zu können. Hyperspektralsatelliten liefern beispielsweise entscheidende Daten für die Landwirtschaft.
Sie ermöglichen eine Erdbeobachtung völlig neuer Dimension, denn sie erspähen feinste Veränderungen in der Vegetation. Ihre Daten helfen, den Zustand von Erntepflanzen zu bestimmen: Wo fehlt Wasser? Wo wachsen Pflanzen zu langsam? Bauern können dann gezielt nur dort Wasser oder Dünger einsetzen, wo die Pflanzen es auch tatsächlich brauchen. Harald Lesch erkundet, welche Risiken und Chancen in einem von Satelliten dicht „bevölkerten“ Orbit stecken – und wie sie uns dabei helfen können, die Zukunft zu meistern. (Text: ZDF)

Der Traum vom schnellen Geld – wer in Kryptowährungen investiert, kann mit wenig Aufwand reich werden. Heißt es. Wie wird das digital erzeugte Geld unser aller Leben verändern? Kryptowährung soll uns mehr Macht über unser Vermögen geben, ohne den Einfluss von Banken. Selbst das Sparen soll sich wieder lohnen. Was verbirgt sich hinter den Versprechungen? Wie funktioniert die Technik? Prof. Harald Lesch begibt sich auf Spurensuche im Krypto-Kosmos. An der Frankfurt School of Finance & Management trifft Harald Lesch auf Prof. Philipp Sandner. Er erforscht, welchen Einfluss Kryptowährungen und die Blockchain auf unser zukünftiges Finanzsystem haben werden.
Ist das digital erzeugte Geld der natürlich nächste Schritt einer sich zunehmend digitalisierenden Gesellschaft? Die Evolution des Geldes? Der Bitcoin-Educator und -Experte Roman Reher, bekannt als „der Blocktrainer“, glaubt an die gesellschaftlichen und sozialen Effekte der Kryptowährung. Doch wie realistisch ist es, dass das digital erzeugte Geld vor dem Hintergrund der unbeständigen Kurse wirklich Gutes tut? Wie viel Revolution steckt in Krypto? Und wie steht das im Verhältnis zum hohen Stromverbrauch des Bitcoin-Netzwerkes? Im Norden von Norwegen entstehen Bitcoin-Mining-Center.
Sie dienen der Verifizierung und Sicherung der Bitcoin-Transaktionen. Auf Basis 100 Prozent erneuerbarer Energien. Ist umweltfreundliches Mining, das Erschaffen von digitalem Geld, doch möglich? Oder nur die Ausnahme einer grundsätzlich klimaschädlichen und damit planentenfeindlichen Industrie? Was ist Klischee? Was sind die Fakten? Prof. Harald Lesch folgt den Wegen des alten und neuen Geldes und findet heraus, welchen Einfluss Kryptowährungen auf unser Leben haben werden und wie die Technik funktioniert. Sind Bitcoin & Co.die Zukunft unseres Geldes? Oder bleibt das einzig Wahre doch das Bare? (Text: ZDF)

Kein Gas aus Russland und der Atomkraft-Ausstieg – drohen uns jetzt „kalte und dunkle“ Winter? Harald Lesch zeigt, welche Maßnahmen aus der Krise führen könnten. Horrende Gas- und Stromkosten, ein möglicher Blackout – diese Meldungen dominieren seit Wochen die Schlagzeilen und schüren die Ängste der Menschen in Deutschland. Sind diese Ängste berechtigt? Was sagt die Wissenschaft und welche Alternativen gibt es? In den Siebzigern befindet sich das Wirtschaftswunderland Deutschland in einer Energiekrise. Die Kernkraft scheint zu der Zeit die ultimative Lösung des Problems zu sein: Rund ein Drittel der benötigten Energie wird daraus gewonnen.
Obwohl die Kernkraft von Anfang an umstritten ist, setzte erst durch die Atomkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima ein Umdenken ein: Der Ausstieg bis Ende 2022 wurde beschlossen. Doch trägt sich die Entscheidung des langfristigen Ausstiegs aus der Atomkraft auch noch in Zukunft? Deutschland hat ein Gasproblem: Die Vorkommen im eigenen Land sind nur sehr gering, sodass man auf Importe angewiesen ist. Von dem in Deutschland gewonnenen Erdgas kommen 97 Prozent aus der Region zwischen Weser und Ems.
Hier haben sich im Laufe von Jahrmillionen abgestorbene Kleinstlebewesen durch hohe Temperaturen und Druck unter der Erdkruste in Erdgas umgewandelt. Gibt es neben diesem natürlichen, sehr langwierigen Weg auch die Möglichkeit einer schnelleren künstlichen Herstellung von Gas? Auch der Blick nach Island zeigt eine vielversprechende Lösung des Energieproblems: mehr als 90 Prozent der Haushalte heizen dort mit Erdwärme. Allerdings braucht es bestimmte Voraussetzungen für das Bohren nach der Wärme aus der Erde, die nicht überall in Deutschland gegeben sind.
In München ist man mit einem groß angelegten Geothermieprojekt dem auf der Spur. Ungenutztes Potenzial besteht vor allem noch bei der Fotovoltaik- und Windenergie. Doch nicht jeder möchte die blauen Platten auf dem Haus haben. Jetzt haben Forschende die Weiterentwicklung von Effizienz als auch die Ästhetik im Visier. Harald Lesch zeigt den aktuellen Stand in der Energiefrage und untersucht, wie die Wissenschaft die Zukunft der Energiegewinnung vorantreibt. (Text: ZDF)

Technik und Natur. Ein Gegensatz? Die Umwelt muss geschützt werden – auch mit Technik. Wie lässt sich das vereinen? Der Blick in die Natur entdeckt unendlich viele Ideen für die Zukunft. So strapaziert die Natur inzwischen auch ist, sie teilt noch immer ihre Genialität mit uns. Harald Lesch stellt die neuen Referendare der Schule Natur vor, sie heißen: Spinnen, Seeigel, Buckelwale und das Buch des Lebens, die DNA. Nicht eine einzige Erfindung des Menschen kann bis heute mithalten mit dem, was 300 Millionen Jahre Evolution hervorgebracht haben.
Beispielsweise die Spinnen. Ihre Netze bestehen aus einem einzigartigen Material: Spinnenseide. Sie ist für die Materialforschung von ganz besonderem Interesse: das mechanisch belastbarste Material, das man kennt. Viermal belastbarer als Stahl – dabei aber extrem dehnbar. Ein abstürzendes Passagierflugzeug könnte mit einem Spinnenseidenseil aufgefangen werden, das gerade mal daumendick wäre. Forschende weltweit scheiterten bisher daran, Spinnenseide „nachzubauen“. Jetzt könnte es gelingen.
Biofouling – so nennt man die Besiedlung von Schiffsrümpfen durch Algen, Seepocken und Muscheln. Sei es ein Schiff, eine Ölplattform oder das Fundament einer Windturbine. Die kleinen Meeresbewohner verursachen wirtschaftliche und damit auch Umweltschäden: Schiffe verbrauchen jährlich mehr Treibstoff – im Wert von bis zu 20 Millionen Euro. Um das zu verhindern, werden spezielle Lacke auf den Rumpf aufgetragen. Eine giftige, biozidhaltige Beschichtung, die sich allerdings über die Zeit langsam auflöst und ihr Gift ins Wasser entlässt.
Darunter sogar Kupfer, das für Fische und Krebse etwa 100-mal giftiger ist als für uns Menschen. Eine schleichende Katastrophe, die nun ein Niederländer mit einem genialen Trick abwenden will, inspiriert vom Seeigel. Auf Flugreisen komplett verzichten? Ein hehres Ziel, aber schlicht Utopie. Auch wenn jeder Flugzeugpassagier einen rund fünfmal höheren Ausstoß an Kohlendioxid verursacht, als er es bei einer Reise mit Bus oder Bahn tun würde. Das Problem von Flugreisen heißt: Effizienz.
Denn die Grundkonstruktion eines Flugzeugflügels hat sich seit Otto Lilienthal nur wenig verändert. Letztlich ist er eine exakte Kopie der Natur – den Flügeln der Vögel abgeschaut. Ausgerechnet ein Meeresbiologe ist jetzt dabei, das Fliegen möglicherweise zu revolutionieren – mithilfe einer Buckelwalflosse. Das Wissen der Welt für immer zu speichern, ist schwieriger, als man denkt. Schrift auf Stein überdauert mehrere Tausend Jahre, Papier hält nur mehrere Hundert. Um die Daten der ganzen Welt zu speichern, braucht es digitale Medien.
Aber gerade sie haben eine extrem kurze Lebensdauer. CD, Festplatten und USB-Sticks funktionieren oft schon nach wenigen Jahren nicht mehr. Das wollen zwei Chemiker nun ändern, indem sie sich der ältesten Datensicherungstechnik der Welt bedienen: Wissen übersetzt in einen sehr alten Code – den Code des Lebens. Harald Lesch durchforstet den Dschungel an Ideen, die alle ihr Vorbild in der Natur haben. Denkt man sie konkret zu Ende, bietet sich eine Chance für die Zukunft, in der Technik und Natur einander bereichern und nicht zerstören. (Text: ZDF)