- Naturschützer müssen zunächst einige Probleme umgehen, bevor die großflächigen Veränderungen des Artenreichtums aus dem All effektiv beobachtet werden können.
- Das größte Hindernis ist die Notwendigkeit, einen semantischen Raum für die Artenvielfalt zu schaffen, mit einer gefestigten Messung, die verschiedene Datensätze enthält. Nach Jahrzehnten der Diskussionen kommen die Wissenschaftler endlich zu einer Einigung, welche Datensätze dieser beinhalten sollte.
- Laut Experten ist, mit dem Betriebsstart neuer Satelliten und neuentwickelter Sensortechnologien, die Zeit reif für Agenturen und Wissenschaftler, im Bereich der weltraumgestützten Biodiversitätsanalyse voranzuschreiten.
Bei ihrer vierten Mondumkreisung am Weihnachtsabend des Jahres 1968 wurden die drei amerikanischen Astronauten, an Bord der Apollo 8, mit dem Anblick der Erde überrascht, die als blassblaue Kugel aus der Dunkelheit emporstieg. Schnell schossen die Astronauten ein Foto. Es sollte das Erste sein, dass von einem Menschen aus dem All gemacht wurde. „Es war das schönste, herzergreifendste, was ich in meinem ganzen Leben gesehen hatte“, berichtete Frank Borman, der Flugkommandant, Jahre später. „Dasselbe muss auch Gott sehen.”
Seit dem ikonischen „Earthrise” Foto ist unsere Fähigkeit, die Erde aus dem All zu betrachten, noch besser geworden. Satelliten nehmen heutzutage hochauflösende Bilder und Messungen vor. Diese ermöglichen es Naturschützern, unter anderem Wettermuster vorherzusehen, die Bewegungsmuster von Pflanzenplankton-Populationen zu verfolgen und aktive Vulkane zu überwachen.
Allerdings nutzen Umweltwissenschaftler die Beobachtungssatelliten noch nicht in vollem Umfang, um den immer größeren Verlust des Artenreichtums zu bekämpfen. Normalerweise schätzen Wissenschaftler den Artenreichtum in einem Ökosystem, indem sie die Zahl der Tiere verschiedener Arten in einem bestimmten Gebiet zusammenzählen und die Zahlen in mathematische Modelle eingeben. Diese Ergebnisse sind allerdings oft begrenzt und höchst wechselhaft.
Ein Blickwinkel aus dem All könnte von unschätzbarem Wert sein, sagte Nathalie Pettorelli, eine Ökologin der Zoological Society of London gegenüber Mongabay. Weltraumgestützte Messungen des Artenreichtums in unterschiedlichen Größen könnten einen Maßstab über den gesundheitlichen Zustand eines Ökosystems liefern und Wissenschaftlern helfen, „ganze Ökosysteme und Gemeinschaften zu verstehen, sowie deren Funktionen, die sie in bestimmten Regionen und darüber hinaus spielen“, sagte sie.
Nichtsdestotrotz müssen Umweltwissenschaftler einige Probleme umgehen, bevor sie großflächige Veränderungen des Artenreichtums aus dem All effektiv beobachten können. Momentan haben die Organisationen, die die Satelliteninformationen sammeln, keine expliziten Kooperationen mit Umweltwissenschaftlern. Das bedeutet, dass die begrenzten Satellitendaten, die die Forscher erhalten, nicht über einen kontinuierlichen Zeitraum oder zu den spezifischen ökologischen Gebieten, die von größtem Interesse sind, gesammelt werden.
Der Zugang zu den Informationen würde es Wissenschaftlern erlauben, einen semantischen Raum für den Artenreichtum zu erstellen, also einer gefestigten Messung, die verschiedene Datensätze beinhalten würde. Nach Jahrzehnten der Diskussionen kommen die Wissenschaftler endlich zu einer Einigung, welche Datensätze dieser beinhalten sollte. Aber um zu einem wahren Konsens zu kommen, müssen sie mit datensammelnden Organisationen zusammenarbeiten, sagte Pettorelli.
Pettorelli und einige Kollegen verfassten ein “Op-Ed“ im Journal Nature, um den Dialog zwischen Wissenschaftlern und diesen Organisationen zu starten, indem sie einige Variablen zur Beobachtung aus dem All vorschlugen. Sie gingen davon aus, dass diese Daten zusammengenommen einen Indikator für den Artenreichtum liefern könnten.
Sie weisen darauf hin, dass viele dieser Messungen Informationen über Funktion und Struktur eines Ökosystems beinhalten, die Satelliten bereits dokumentieren. So sind der Quickbird satellite, der von der in Colorado beheimateten Firma DigitalGlobe, und das NOAA’s Animal Telemetry Network, bereits so weit entwickelt, dass man Fotos von individuellen Pflanzen und Tieren aufnehmen kann, die den Forschern deren Größe und Verbreitung zeigen können.
Dies scheinen die Daten zu sein, die automatisch mit dem Artenreichtum in Verbindung gebracht werden, aber es gibt noch viele andere Messwerte, die Wissenschaftlern zusätzliche Informationen darüber liefern können, wie ein Ökosystem funktioniert. Beispielsweise zeichnet die Französische SPOT mission seit 1986 die Pflanzenwitterung auf und weist so auf die Lebensräume hin, die im Laufe der Zeit zersplittert sind. Landsat, eine gemeinschaftliche Mission der NASA und der U.S. Geological Survey, sammelt Informationen über den Gesundheitszustand von Wäldern, indem unter anderem berechnet wird, wieviel des Gebietes mit Laub bedeckt ist. Daten über Brände und Überflutungen, die von Global Forest Watch (einem Partner von Mongabay) geliefert werden, können Wissenschaftlern sowohl zeigen, wie ein Ökosystem funktioniert, als auch helfen, Bedrohungen zu identifizieren. Satelliten, die von diesen Instituten gestartet oder benutzt werden – neben denen von Google und der Europäische Weltraumorganisation – sammeln noch mehr nützliche Daten. Laut Pettorelli und ihrer Kollegen geben diese verschiedenen Messwerte den Forschern einen vielseitigen Eindruck über den Gesundheitszustand von Ökosystemen und der Vielseitigkeit von den Arten, die sie bevölkern.
Pettorelli berichtete Mongabay, wie sie und ihre Kollegen eher einen Prozess vorschlagen als eine Lösung, ähnlich der wissenschaftlichen Kollaboration 1979, bei der geprüft werden sollte, ob sich die Erde aufheize. Pettorelli und ihre Kollegen schreiben, dass das Problem eines nicht angemessenen semantischen Rahmens für den Artenreichtum, „durch eine fehlende Kommunikation zwischen den Gemeinschaften der Ökologie und der Fernerkundung noch verschärft“ wird.
Dies sei der perfekte Moment für Satelliten, damit zu beginnen, den Artenreichtum zu messen, sagte, Greg Asner, ein Wissenschaftler des Carnegie Institution for Science, gegenüber Mongabay. Vor fünfzehn Jahren, als die meisten Satelliten in Betrieb genommen worden, hatten Umweltwissenschaftler kaum eine Ahnung, welche Daten ihnen helfen würden, den Artenreichtum zu berechnen und die Technologie war auch noch gar nicht so weit. Heute hat sich die Situation verbessert. Asner sieht den Op-Ed von Pettorelli als den jüngsten einer Reihe von Publikationen, Konferenzen und Gesprächen, die die Wissenschaftler näher an eine Einigung gebracht haben, welche Daten erhoben werden sollten. Er sagte, dass die Daten, die in dem Op-Ed erwähnt wurden, „nahe an dem sind, worauf sich die Leute verständig werden.“
Die Technologie hat sich auch sehr verbessert. Asner macht hochauflösende Scans aus einem Flugzeug mit einem Instrumentenpaket namens Airborne Taxonomic Mapping System (AToMS), das die Struktur eines Waldes und dessen Artenvielfalt aufzeichnet, indem unter anderem die chemischen Eigenschaften und Reflexionseigenschaften von Pflanzen ermittelt werden. Die frisierten Flugzeuge sammeln Daten periodisch, nicht kontinuierlich, wie es ein Satellit machen würde, aber Asner arbeitet daran, einen Satelliten mit einem AToMS package auszurüsten.
Solche technologischen Fortschritte könnten für Raumfahrtagenturen wie NASA und der Europäischen Weltraumorganisation Grund genug sein, Teile ihres Budgets in Projekte zur Artenvielfalt zu investieren. „Es ist der perfekte Bedingungssturm“, sagte Asner.
Laut Pettorelli und ihren Kollegen müssen noch mehr Gespräche zwischen Wissenschaftlern und datensammelnden Agenturen stattfinden. Sie glauben, dass zwischenstaatliche Umweltverbände diejenigen sein sollten, die diese Kooperationen in Gang setzen sollten, wie zum Beispiel das Sekretariat des Übereinkommens über die biologische Vielfalt.
Das Sekretariat stimme zu, dass mehr getan werden müsse, um diese unterschiedlichen Gruppen miteinander abzustimmen und mehr Daten miteinander zu teilen, sagte Robert Hoft, ein Beauftragter für Umweltangelegenheiten des Sekretariats, gegenüber Mongabay. Er sagte, die Satellitendaten zum Umweltschutz zu benutzen, stehe auf der Agenda: das Sekretariat lässt langsam Bemühungen sehen, die Pettorelli sehen möchte. Und die Wissenschaftler des Sekretariats haben Aufrufe an Institutionen, wie Universitäten, Agenturen für die wissenschaftliche Förderung, Stiftungen und Regierungsorganisationen getätigt, um die Förderung hin zu satellitenunterstützten Forschungsprojekten zu erhöhen, bei denen Wissenschaftler und datensammelnde Agenturen zusammenarbeiten können.
„Alle [diese Organisationen] haben vielleicht andere Gründe, die erforderlichen Mittel für so eine Arbeit aufzuwenden: Regierungen brauchen die Informationen und begreifen, dass dies eine kosteneffektive Art ist, diese zu bekommen; Raumfahrtagenturen und Google, weil ihre Fähigkeiten zum Einsatz kommen und sie beweisen können, dass sie Dinge von öffentlichen Wert machen; Agenturen von wissenschaftlicher Förderung, weil es pure Wissenschaft ist“, sagte Hoft gegenüber Mongabay. Aber selbst mit allen Daten, die bereits vorhanden sind, ohne eine vernünftige Finanzierung werden Umweltschützer nicht in der Lage sein, die Informationen in einer nützlichen Weise zu bündeln, um die Artenvielfalt zu verfolgen, fügte er hinzu.
Asner stimmte dem zu: “Die Technologie ist einsatzbereit. Der fehlende Aspekt sind die Entscheidungsführer an Orten wie D.C., die sich dafür entscheiden müssen, die finanziellen Mittel zu vergeben.“
Wenn Umweltschützer irgendwann den Artenreichtum aus dem All nachverfolgen können, hofft man, dass man bessere Strategien entwickeln kann, um das Aussterben von zu vielen Arten zu verhindern. Und bei der konsequenten Überwachung der relevanten Ökosysteme werden sie erfahren, ob ihre Strategien funktionieren.
„Wir haben neue Informationsströme, die von neuen Sensoren kommen; neue Satelliten werden die ganze Zeit neu in Betrieb genommen“, fügte Hoft hinzu. „Das bedeutet, dass wir massenweise neue Möglichkeiten haben, um den Wandel aus der Entfernung und im großen Maßstab zu ermitteln und die Möglichkeit, diese Beobachtungen zu wiederholen, um zu sehen, wie sie sich im Laufe der Zeit wandeln.“
Aber Hoft und Pettorelli fügten auch hinzu, dass die Augen im Himmel nicht den Bedarf am Boden ersetzen können. Die Satellitendaten müssen trotz allem durch den erdbezogenen Messwerten ergänzt werden, wenngleich mit eventuell weniger Umfangreichen.
Wenn Umweltschützer und andere Interessengruppen sich jetzt für einen semantischen Raum für den Artenreichtum entscheiden, könnten sie nicht nur dabei helfen, zukünftige Erhaltungsmaßahmen zu planen, sondern auch über die Missionen und Datensammlungen zukünftiger Satelliten bestimmen. Verschiedene neue datensammelnde Satellitenmissionen sollen in den nächsten Jahren gestartet werden. NASAs GEDI-Mission, die 2018 vollendet sein soll, wird Informationen über Pflanzengröße und Biomasse sammeln. Und deren ECOSTRESS-Mission Agentur soll zwischen 2017 und 2019 gestartet werden, um zu überprüfen wie Pflanzen Wasser aufnehmen und abgeben. Umweltwissenschaftler wollen die Kollaborationen in die Wege leiten, bevor die Missionen starten, damit sie sicher sein können, dass sie die nützlichsten Daten sammeln.
„Wenn wir die verfügbaren Daten besser nutzen würden, könnten wir bessere Strategien planen, wie wir zukünftige Konstellationen von Satelliten entwickeln, damit wir unsere Optionen bei der Datensammlung maximieren“, sagte Pettorelli. „Es wird immer Dinge geben, die man nicht aus dem All nachverfolgen kann, aber auch eine Menge, bei der das geht.“
Quellen
Skidmore, A.K. et al. (2015). Agree on biodiversity metrics to track from space. Nature 523:403–405.