Schülerlabor „Ozeanversauerung“ auf Helgoland

In der ers­ten Wo­che auf der Insel kon­zentrier­ten sich die Stu­die­ren­den des Eli­te­stu­di­en­gangs „MINT-Lehramt PLUS“ auf die Vor­be­rei­tun­gen für die Schulklas­se. Im Ver­lauf des Erar­bei­tungspro­zes­ses wur­den Ex­pe­ri­men­te und Me­tho­den ent­wi­ckelt, wie­der ver­wor­fen, neu ent­wi­ckelt und zu guter Letzt ver­fei­nert. Dar­über hin­aus er­hiel­ten wir tiefe­re und sehr wertvolle Ein­bli­cke in die For­schung des A­WI. Die fol­gen­den Tage ver­brachten wir mit Pro­ben­ent­nah­men und der Da­ten­sammlung im Nordha­fen, wo wir uns auf Plankton und abio­ti­sche Fak­toren, wie Tempera­tur, pH-Wert usw. kon­zentrier­ten. In ver­schiede­nen Gruppen wur­de Plankton ge­fischt, so­wie die Was­ser­tiefe mit­hilfe einer Secchi-Scheibe ge­mes­sen. An­schließend wur­de das ent­no­mmene Plankton im La­bor unter dem Bi­nokular aus­gie­big un­ter­sucht und eine um­fas­sen­de Ar­ten­liste er­stellt.

Ein „Egg Race“ zum Thema Oze­an­ver­saue­rung stimmte die Schülerinnen und Schüler the­ma­tisch ein. Mit­hilfe einer Box ver­schiede­ner Ma­teria­lien konnten die Ju­gendli­chen selbst krea­tiv wer­den, eige­ne Pläne ent­wi­ckeln und sich mit den zur Ver­fü­gung ste­hen­den La­bor­ma­teria­lien ver­traut zu ma­chen. Gleichzei­tig wur­den sie dazu ange­regt, sich Ge­dan­ken über die Pro­zesse zu ma­chen, die zur Oze­an­ver­saue­rung füh­ren, und diese im klei­nen Maß­stab nachah­men.

An­schließend konnten die Schülerinnen und Schüler mit­hilfe von ver­schiede­nen Ex­pe­ri­men­ten auf ei­nem et­was wis­sen­schaftli­che­ren Weg ihr Ver­ständnis für die Oze­an­ver­saue­rung ver­tie­fen. Wichtig war uns vor allem auch, die Ex­pe­ri­men­te im An­schluss in den überge­ord­neten Kon­text ein­zu­ord­nen und ge­meinsam zu dis­ku­tie­ren, wel­che Pro­zesse an der Grenzflä­che zwi­schen Oze­an und At­mosphäre ab­lau­fen. In den Ver­su­chen wur­de deut­lich, dass basi­sche­res Meerwas­ser eine grö­ßere Menge an CO2 auf­neh­men kann als Lei­tungs- und des­til­lier­tes Was­ser. Das Meerwas­ser im Oze­an hat durch die ent­hal­tenen Hyd­ro­gen­car­bonat- und Car­bonat-Io­nen eine na­türli­che Puf­fer­wir­kung. Da­her sinkt der pH-Wert im Meerwas­ser bei Zu­fuhr von CO2 we­niger stark als im Lei­tungswas­ser. Führt man die oben ge­nannten Io­nen dem Meerwas­ser zu­sätz­lich zu, wird diese Puf­fer­wir­kung noch ver­stärkt. Dadurch ergibt sich eine Mög­lich­keit, der Ver­saue­rung der Mee­re ent­ge­gen­zu­wir­ken. Eine dau­er­haste Lö­sung ist dies al­ler­dings nicht, da das durch Men­schen ver­ur­sach­te CO2 aus der At­mosphäre nicht komplett ge­bun­den wer­den kann - die be­nö­tigte Menge an Car­bonat-Io­nen wäre unre­alis­tisch. Durch Ex­pe­ri­men­te zur Tempera­tur­ab­hän­gig­keit der Puf­fer­wir­kung ist abzu­lei­ten, dass die Lös­lich­keit von CO2 mit stei­gen­der Was­ser­tem­pera­tur ab­nimmt. Es be­steht da­her die Ge­fahr eines sich ver­stär­ken­den Kreislaufs durch den anth­ropoge­nen Treibhausef­fekt, Tempera­turerhö­hung und zu­sätz­li­ches Aus­ga­sen von CO2 aus den Mee­ren.

Mit ei­nem Mys­tery woll­ten wir den Schülerinnen und Schüler die Mög­lich­keit ge­ben, die komple­xen Zu­sammen­hän­ge zwi­schen Kli­ma­wandel, Oze­an­ver­saue­rung, dem ma­rinen Öko­sys­tem und der Ge­sell­schaft zu visu­ali­sie­ren. In Gruppen­ar­beit ha­ben die Ju­gendli­chen ge­meinschaftlich die Kärtchen, be­ste­hend aus 1-2 Sät­zen und ei­nem Bild, in eine für sie logi­sche Rei­hen­folge ge­bracht. Da­bei konnten sie sich mit ver­schiede­nen As­pek­ten des Themas aus­ei­nander­set­zen, an­ge­fan­gen bei den Ur­sa­chen des Kli­ma­wandels bis hin zu den Auswir­kun­gen auf die Oze­ane und die At­mosphäre. Die­se Art der Aus­ei­nander­set­zung för­derte nicht nur das Ver­ständnis des Themas, son­dern auch die Fä­hig­keit, ei­gen­stän­dig zu den­ken und Prob­leme zu lö­sen.

In ei­nem selbst ent­wi­ckel­ten Rol­len­spiel im Kon­text der Bil­dung für nachhal­tige Ent­wicklung (BNE) ging es um die Fra­ge­stel­lung, wie Hel­go­land CO2-neut­ral wer­den kann und soll. Ziel des Rol­len­spiels war es einen ge­meinsa­men, bin­den­den Plan zu erar­bei­ten, der um­ge­setzt wer­den kann. Nach einer Vor­be­rei­tungspha­se, in der sich die Ju­gendli­chen, mit den Inte­res­sen und Mo­tiven ihrer neu­en Rol­len ver­traut ma­chen konnten, star­tete die ei­gent­liche Spielpha­se. Die Schülerinnen und Schüler nah­men mit Be­geis­te­rung am Rol­len­spiel teil und ka­men zu durchaus sinn­vol­len Kompro­mis­sen und kon­kre­ten Plä­nen, die zum Teil sogar so oder so ähn­lich wirk­lich in der Ge­meinde Hel­go­land dis­ku­tiert wer­den. In der sich an­schließenden Re­fle­xi­ons­pha­se wur­den al­ler­dings nicht nur die Er­geb­nisse der zwei Gruppen mit­ei­nan­der ver­gli­chen, son­dern auch auf einer Me­taebene über das Rol­len­spiel und die per­sön­li­chen Er­fah­run­gen beim Ein­tau­chen in eine fremde Rolle ge­spro­chen.

Un­sere Zeit im Schülerla­bor O­PENSEA auf Hel­go­land war zweifellos eine un­ver­gess­liche und lehr­rei­che Er­fah­rung. In­mit­ten der atembe­rau­ben­den Na­tur Hel­go­lands ha­ben wir nicht nur die Schönheit der Insel, son­dern auch die Be­deu­tung von au­ßer­schu­li­schen Lernorten hautnah er­lebt. Das Schülerla­bor auf Hel­go­land – ein Ort des Ler­nens, For­schens und Ent­de­ckens - bie­tet eine ein­zig­arti­ge Mög­lich­keit, das Be­wusstsein für Themen im Zu­sammen­hang mit den Ver­än­de­run­gen in den Oze­anen zu schärfen.

Text: Dr. Nicole Wolf, Marcel Em­mert, Mirja Hüß­ler, Tobias Schmidt, Marlyn Weimer, Pat­rick Schmitt und Lena Adelsper­ger, Eli­te­stu­di­en­pro­gramm „MINT-Lehr­amt PLUS“