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Der Begriff Tomatenfisch wird als Synonym für eine Aquaponik-Anlage verwendet, die Tomatenanbau und Fischzucht kombiniert. Das geschlossene System nutzt die Ausscheidungen der Fische als Dünger für die Pflanzen. Das ressourcenschonende Verfahren könnte einen wichtigen Beitrag zur Nahrungsmittelversorgung im 21. Jahrhundert leisten.

Was ist Aquaponik?

Der Begriff Aquaponik setzt sich zusammen aus Aqua von Aquakultur und Ponik von Hydroponik. Hydroponik bezeichnet die Gemüsezucht ohne Erde. Auch die Aquaponik kommt ohne Erde aus. Stattdessen kommen Steinwollwürfel – i. e. ein extrem leichtes Vlies aus geschmolzenem Gestein, das große Mengen Wasser aufsaugen kann - und eine zirkulierende Nährstofflösung zum Einsatz. Das Verfahren, das Fischzucht und Landwirtschaft kombiniert, wurde in den 1980er Jahren in den USA entwickelt und seither in verschiedenen Ländern optimiert.

Wie funktioniert die Tomatenfischzucht?

Die Aquaponik-Anlage ist ein geschlossenes System, das aus einem Fischbecken und einem Gewächshaus besteht. Es nutzt den Umstand, dass sowohl Barsche als auch Tomaten besonders gut bei 27 Grad gedeihen. Die Fische werden mit Frischwasser versorgt, das von ihren Exkrementen verunreinigte Wasser wird zur Hydroponik-Anlage geleitet. In einem mechanischen Filter werden die Feststoffe ausgefiltert; in einem biologischen Filter wandeln Bakterien das in den Ausscheidungen der Fische enthaltene, giftige Ammonium in den Pflanzendünger Nitrat um. Anschließend werden die freiliegenden Wurzeln der Tomatenpflanzen mit dem gereinigten Kot der Fische gedüngt. Der Wasserdampf, den die Pflanzen über ihre Blätter abgeben, kondensiert am Gewächshausdach und wird als Frischwasser für die Fische wiederverwertet. Vollendet wird der Kreislauf, weil die Pflanzen das CO2, das die Fische ausatmen, in Sauerstoff umsetzen; das macht das System nahezu emissionsfrei. Die für die Erwärmung des Wassers nötige Energie stammt aus Photovoltaik- oder Biogas-Anlagen, in denen die Pflanzenreste verwertet werden; das ist energiesparend.

Was kann man anbauen?

Neben Tomaten sind auch Basilikum, Blumenkohl, Gurken, Auberginen, Peperoni, alle Arten von Salaten und Kräuter wie Basilikum, Petersilie, Thymian und Oregano für Aquaponik geeignet. Bei den Fischen handelt es sich meist um Streifenbarsche oder Buntbarsche wie den Tilapia; sie sind wenig anspruchsvoll und wachsen besonders schnell. Qualitativ und geschmacklich stehen die Nahrungsmittel herkömmlich angebautem Gemüse oder Fischen aus dem Meer in nichts nach.

Die Vorteile der Aquaponik

Die Nachfrage nach Fisch steigt; zugleich sind die Weltmeere überfischt, viele Arten vom Aussterben bedroht. Aquaponik schont die Wildfisch-Bestände und findet nah am Verbraucher statt; die Lieferwege sind sehr kurz. Bei der ressourcenschonenden, nahezu emissionsfreien, CO2-neutralen und somit nachhaltigen Aquaponik kommen weder künstlicher Dünger noch Antibiotika zum Einsatz. Da das System ein geschlossener Kreislauf ist, muss das Wasser nicht ausgetauscht oder zusätzlich gefiltert werden. Eine Überdüngung natürlicher Gewässer, die bei der Abwasserentsorgung in anderen Aquakultur-Modellen entsteht, findet nicht statt. Während man beim konventionellen Gemüse-Anbau – z. B. im spanischen Almeria - etwa 180 Liter Grundwasser für ein Kilo Tomaten braucht, kommt ein Aquaponik-System mit 35 Litern und einem Fünftel der Fläche aus. Speziell dort, wo Wassermangel herrscht, könnte die effiziente und jahreszeitenunabhängige Technologie zur Nahrungsmittelversorgung der Zukunft beitragen. Die Anlagen gibt es in unterschiedlichen Größen. Manche, die von der Urban-Farming-Bewegung auf freien Flächen, in Industriebauten oder auf Dächern in Städten errichtet werden, sind viele tausend Quadratmeter groß; es gibt aber auch Aquaponik-Systeme für Selbstversorger, die bequem ins Wohnzimmer passen.

Eine Welt ohne Telefon, SMS und Messenger-Dienste ist heute kaum noch vorstellbar. Aber wie übermittelte man früher Nachrichten? Berittene Boten wurden eingesetzt und man nutzte optische Signale wie Feuer, Rauch oder Licht, um Informationen weiterzugeben. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe einen optischen Telegraphen, der ganz neue Möglichkeiten eröffnete.

Claude Chappe und die optische Telegraphie

Bevor es in den 1840er Jahren möglich wurde, über elektrische Leitungen miteinander zu kommunizieren, wurden eilige Nachrichten von berittenen Boten überbracht. Schon lange davor verständigte man sich mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegraphen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Diese Methoden waren aber störungsanfällig; längere Nachrichten, die viele Wörter enthielten, konnten so nicht übermittelt werden. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe gemeinsam mit seinen Brüdern eine besonders effektive Methode: die optische Telegraphie.

Effektive Kommunikation mit visuellen Zeichen

An einem Mast, der auf einem kleinen Turm oder einem Gebäude aufgestellt wurde, war ein schwenkbarer Querbalken befestigt. An dessen beiden Enden befand sich jeweils ein weiterer kleinerer, schwenkbarer Arm. Mit dieser Konstruktion konnten - über ein System von Seilzügen - je nach Position des Querbalkens und der Arme unterschiedliche visuelle Zeichen eingestellt werden. Diese waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben, einzelnen Begriffen oder auch ganzen Sätzen zugeordnet. Der Sender verschlüsselte die Nachricht mit einem Zeichencode. Die Zeichen wurden über die Sendemasten eingestellt und als optisches Signal weitergegeben. In der Empfängerstation konnte die Nachricht mithilfe einer Tabelle entschlüsselt werden.

Über weite Entfernungen verschlüsselt kommunizieren

Damit die Kommunikation über weite Strecken möglich war, mussten sich die einzelnen Telegraphenstationen entlang einer Telegraphenlinie vom Sender zum Empfänger in Sichtweite befinden. Mit einem guten Fernrohr konnte man die Zeichen noch auf eine Entfernung von bis zu zwölf Kilometern erkennen. So weit waren die Telegraphenstationen auch maximal voneinander entfernt. Am Anfang der Nachrichtenkette stellten die Wärter der Sendestation die Zeichen über die schwenkbaren Arme ein. Diese wurden dann jeweils von den Betreibern der nächsten Station gesichtet und wiederum an die folgende Station weitergegeben.

Ein Telegraphennetz über das ganze Land

1792 konnte Claude Chappe die französische Nationalversammlung von seiner Entwicklung überzeugen; die ersten Telegraphenstationen wurden errichtet. Die erste „Telegraphenlinie“, d. h. die erste Anordnung mehrerer solcher Stationen hintereinander, wurde 1794 in Betrieb genommen. Sie bestand aus über 20 Stationen und verband Paris mit der Stadt Lille. Für die Übermittlung einer Botschaft aus 30 Wörtern brauchte man für diese Strecke von etwa 200 Kilometern ungefähr eine Stunde. Mit einem berittenen Boten hätte es einen ganzen Tag gedauert. Anfang des 19. Jahrhunderts entstand in Frankreich ein Netz von Telegraphenlinien, das sich über das ganze Land erstreckte. Es wurde mit über 500 Stationen zum wichtigsten, vor allem auch für militärische Nachrichten genutzten, System der Nachrichtenübertragung.

Andere Länder, andere Signale

Auch in Preußen, Schweden, England, Russland und Italien wurden optische Telegraphen zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt. Es wurden dabei andere optische Signale verwendet. Statt drei Balken wie im französischen Telegraphennetz, mit denen 192 Einstellungen möglich waren, wurden beim Preußischen Telegraphen sechs Balken verwendet - damit waren 4.096 Einstellungen möglich. In England setzte man statt Balken achteckige drehbare Tafeln ein.

Die elektrische Telegraphie

Bevor elektrischer Strom effektiv und über weite Strecken genutzt werden konnte, war der optische Telegraph die schnellste Methode der Nachrichtenübermittlung. Dann erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegraphen – den Morseapparat. Das Patent darauf meldete er 1840 an. Gegenüber der optischen Nachrichtenübermittlung hatte der elektrische Telegraph viele Vorteile: Zum Beispiel konnte er Tag und Nacht betrieben werden. Die übertragenen Zeichen waren nicht öffentlich sichtbar und konnten so besser geheim gehalten werden. Die optischen Telegraphenstationen wurden in der Folge nach und nach aufgegeben.

Mit der Entwicklung einer sehr leistungsfähigen Dampfmaschine kam Ende des 18. Jahrhunderts die industrielle Revolution in Gang. Überall in Europa entstanden riesige Industrieanlagen, in denen die neuen und teuren Dampfmaschinen Tag und Nacht in Betrieb waren. Da die Arbeiter mit den Maschinen nicht mithalten konnten, mussten neue Arbeitszeitmodelle entwickelt werden: Die Schichtarbeit wurde eingeführt.

James Watt und die industrielle Revolution

Mit der Entwicklung einer sehr leistungsfähigen Dampfmaschine, brachte der Erfinder James Watt Ende des 18. Jahrhunderts die industrielle Revolution ins Rollen. Die neuen Maschinen wurden zum Herzstück der neu entstehenden Industrieanlagen. Sie waren Tag und Nacht im Einsatz, damit sich die Investition für die Fabrikbesitzer lohnte. Auch für die Arbeiter brachen neue Zeiten an, denn die Arbeitsabläufe und Arbeitszeiten wurden neu organisiert.

Radikaler Umbruch: Massenproduktion und harte Arbeitsbedingungen

Im Mittelalter gab die Natur den Arbeitsrhythmus vor. Mit der Gründung der ersten Manufakturen im 18. Jahrhundert begann sich die Arbeitswelt zu verändern. Die Arbeitsabläufe wurden unterteilt und auf mehrere Schultern verteilt. Die industrielle Revolution brachte einen noch viel radikaleren Wechsel mit sich. Es war der Beginn der Technisierung, der Gewinnoptimierung durch Massenproduktion. Die Arbeitsplätze in den Fabriken zogen viele Menschen an. Aber die Bedingungen waren hart, die soziale Absicherung schlecht. Das große Angebot an Arbeitskräften machte es den Arbeitgebern möglich, die Arbeitsbedingungen zu diktieren: Sie verlängerten die Arbeitszeit und zahlten niedrige Löhne. Die Arbeit an den Maschinen galt als leichte Arbeit; so wurden auch immer mehr Frauen und Kinder beschäftigt.

Neuorganisation der Arbeitszeit

Während die Maschinen rund um die Uhr liefen, war die Leistungsfähigkeit der Arbeiter begrenzt. Oft arbeiteten sie zwölf Stunden bis zur völligen Erschöpfung – doch das reichte nicht aus. Um das Problem zu lösen, organisierten die Industriellen die Arbeit neu: In vielen Fabriken wurde der Zweischichtenbetrieb eingeführt. Die Arbeiter wechselten sich nun ab: Tagsüber arbeitete die „Tagschicht“, nachts die „Nachtschicht“. Auch sonntags wurde häufig gearbeitet. So war ein permanenter Betrieb möglich, 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche. Arbeitszeiten von zehn bis zwölf Stunden waren üblich.

Gesundheitliche Belastung – soziales Elend

Arbeitsschutzmaßnahmen gab es damals nicht, Unfälle waren an der Tagesordnung. Schichtarbeit und lange Arbeitszeiten hatten häufig negative gesundheitliche Folgen und brachten psychische Belastungen mit sich. Viele Menschen litten beispielsweise an Schlafstörungen oder an Herz-Kreislauferkrankungen. Wer nicht arbeiten konnte, bekam auch keinen Lohn. Zu den schwierigen Verhältnissen in den Fabriken kamen miserable Lebensbedingungen hinzu. Viele Arbeiter wohnten in Baracken in der Nähe der Fabriken. Dauerhafte Interessensvertretungen der Arbeiter gab es in den Betrieben erst etwa Mitte des 19. Jahrhunderts.

Fichte und Tanne gehören zu den am häufigsten vorkommenden Nadelbäumen in Deutsch-land. Auf den ersten Blick fällt der Unterschied nur aus der Ferne auf. Tannen überragen oft mit einer Größe bis zu 70 Metern die kleineren Fichten. Ihre Baumkronen sind abgerundet während die Fichten einen spitzeren Wipfel haben. Doch es gibt noch weitere Unterschiede: Die Zapfen zum Beispiel.

Kleine Baumkunde: Zapfen bei Tanne und Fichte

Findet man bei einem Waldspaziergang Zapfen, so kann man eines sicher sagen: Die Zapfen stammen nicht von einer Tanne – auch wenn es im Volksmund „Tannenzapfen“ heißt! Im Gegensatz zu der Fichte wirft die Tanne ihre Zapfen nicht als Ganzes ab. Tannenzapfen zerfallen und geben ihre Samen frei. Bei der Fichte hingegen findet man intakte Zapfen auf dem Waldboden. Die Zapfen der Fichte hängen von den Zweigen herab. Bei der Tanne stehen die Tannenzapfen aufrecht auf den Ästen. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal.

Nadelbäume: Die Fichte piekst, die Tanne nicht

„Die Fichte sticht, die Tanne nicht.“ Dieses Sprichwort verweist auf die Beschaffenheit der Nadeln. Während die Nadeln der Tanne zwei weiße Streifen haben und stumpf sind, hat die Fichte spitze, pieksende Nadeln. Beim Abreißen der Nadeln zeigt sich ein weiterer Unter-schied: An den Fichte bleibt ein bräunliches Fähnchen hängen, das Tannen nicht haben.

Die Baumbestimmung zeigt: Fichte und Tanne sind eng verwandt

Beide Baumarten gehören zur Familie der immergrünen Kieferngewächse, auf Lateinisch: „Pinaceae“. Tannenbäume zählen zur Unterfamilie der „Abietoideae“, Fichten zur Unterfamilie der „Piceoideae“. Beide Nadelbäume unterscheiden sich auch an der Rinde. Die Baumstruktur der Fichte ist schuppig und weist eine rote bis graubräunliche Farbe auf. Die Tanne hat dagegen einen glatten Stamm, der später rissig wird und von grauer bis weißlicher Farbe ist. Nicht unmittelbar sichtbar, aber dennoch verschieden ist das Wurzelsystem. Während die Tanne pfahlförmig wurzelt, ist die Fichte ein Flachwurzler. Dieser Unterschied wird besonders deutlich, wenn ein Sturm über die Wälder zieht. Fichten sind aufgrund der flachen Wurzeln weniger sturmresistent. Sie knicken eher um als Tannenbäume.

Nutzung von Tanne und Fichte

Große Tannen aus dem Schwarzwald waren früher die Exportschlager. Für die Herstellung von Schiffsmasten brauchte man ihr stabiles Holz. Baumkenner unterscheiden über 40 Tannenarten, darunter ist die Weißtanne die Bekannteste in Mitteleuropa. Heutzutage prägen vor allem Fichten das Bild unserer Nadelwälder. Der Grund ist einfach: Sie wachsen schneller und sind pflegeleichter als Tannen. Als Nutzholz findet Fichtenholz vor allem Verwendung in der Papier-, Bau- und Möbelindustrie. An Weihnachten jedoch läuft die Tanne der Fichte den Rang ab. Denn: Wer will schon einen Weihnachtsbaum mit stechenden Nadeln?

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Der Vulkan Stromboli auf der gleichnamigen Insel ist der aktivste Vulkan Europas. Mehrmals am Tag bricht er aus. Stromboli gehört zu den liparischen Inseln nördlich von Sizilien, wie auch die Vulkaninseln Vulkano, Lipari und Salina. Sie alle sind durch die Kollision von Kontinentalplatten entstanden. Aber wie genau ging das vor sich?

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Ohne Präparatoren geht in Naturkundemuseen nichts. Aus Haufen versteinerter Knochenreste rekonstruieren sie Lebewesen der Urzeit. Ein Beruf mit Vergangenheit, der Wissen, Geschick und Geduld erfordert - und Sekundenkleber...

Lebenswelten der Urzeit

Vor 14 Millionen Jahren war das heutige Baden-Württemberg eine von Urwelt-Tieren bevölkerte Savannenlandschaft: Neben Riesenschildkröten und Riesensalamandern lebte hier auch das Urpferd Hippotherium, dessen gut erhaltenes Skelett im Karlsruher Naturkundemuseum zu besichtigen ist. Aber woher weiß man, wie diese Tiere aussahen? Und wie rekonstruiert man Lebewesen, die nie ein Mensch gesehen hat? Oft bringen Paläontologen, also die Wissenschaftler, die sich mit den Lebenswelten der geologischen Vorzeit und mit den Fossilien ausgestorbener Pflanzen und Tiere beschäftigen, von ihren Grabungen nur einen Haufen versteinerter Knochenreste mit. Dann schlägt die Stunde der Präparatoren.

Präparatorin – ein Beruf mit drei Fachrichtungen

Präparatorin oder besser gesagt „Staatlich anerkannte Präparationstechnische Assistentin“ ist, wer die entsprechende dreijährige Ausbildung abgeschlossen hat. Der Beruf verlangt handwerklich-künstlerische Fertigkeiten und je nach Fachgebiet - Medizin, Zoologie oder Geologie - variierende naturwissenschaftliche Grundkenntnisse. Sie reichen von Humanbiologie, Tiersystematik oder Geologie, über Präparations- und Museumstechnik, Material- und Maschinenkunde bis zu Hygienevorschriften und rechtlichen Grundlagen. Während medizinische Präparatoren in der Anatomie und Rechtsmedizin arbeiten oder Ärzten bei Obduktionen assistieren, konservieren zoologische Präparatoren Tiere oder Teile von Tieren. Selbständige Präparatoren arbeiten auch für Privatleute und Naturschutzvereine oder fertigen Jagdtrophäen an. Präparatoren mit Schwerpunkt Geologie beschäftigen sich mit Tieren und Pflanzen der Urzeit.

Geologische Präparatorin im Naturkundemuseum

Naturkundemuseen sind ohne geowissenschaftliche Präparatoren undenkbar. Sie stopfen Tiere aus, legen Gesteine und Mineralien frei und machen biologische und geologische Ausstellungsstücke haltbar. Sie rekonstruieren, zeichnen und präparieren Fossilien und stellen Modelle und Abgüsse aller Art her. Sie betreuen die Sammlungen und sind am Aufbau von Ausstellungen und Dioramen beteiligt. Aber auch die Teilnahme an Ausgrabungen kann zu ihrem Aufgabenbereich gehören. Ihre Arbeit erfordert viel Geduld und Fingerspitzengefühl; ohne Geschick und Ausdauer geht hier gar nichts.

Das Gebiss des Aceratherium incisivum

Knochen, die bei einer Ausgrabung gefunden wurden, werden mit einem Hopfensack mit Gips ummantelt, damit die einzelnen Teile an ihrem Platz bleiben. Je nachdem, in welchem Zustand sich das Sammelsurium der ramponierten Knochen befindet, dauert eine Präparation zwischen vier Wochen und einem Jahr. Alles muss sortiert und fixiert, fehlende Stücke müssen ergänzt werden; und zwar von Hand in mühsamer Kleinarbeit. Sehr gute Anatomiekenntnisse sind Grundvoraussetzung für diese Arbeit: Welcher Knochen sieht wie aus und gehört wohin? Präparatorin Rike Zimmermann hat es mit dem Schädel eines hornlosen Nashorns zu tun, einem Aceratherium incisivum. Seine Zähne sind zerfallen, zersplittert und übereinander geschoben. Damit daraus wieder ein ansehnliches Gebiss wird, muss die Präparatorin viel herumprobieren. Hinweise liefern z. B. der Zahnschmelz oder die glänzende Kaufläche. Als Hilfsmittel dienen Knete, Plastilin und – am Ende - Sekundenkleber. Wer gerne puzzelt, ist eindeutig im Vorteil. Aber die Mühe lohnt sich: Die präzise Arbeit von Präparatoren und Präparatorinnen ist für die Wissenschaft von großem Wert, denn nur mit gut präparierten Fossilien kann die Tierwelt längst vergangener Zeiten anschaulich rekonstruiert werden.

Wie auf der Straße, so muss auch auf dem Meer der Verkehr geregelt werden, damit es keine Unfälle gibt. Dazu wird Radar eingesetzt. Aber wie sieht so ein Radargerät aus und was „macht“ es genau?

Zur Standard-Ausrüstung jedes Schiffes gehört ein Echolot. Wozu dient das Gerät und was „macht“ es genau?

Immer mehr Autos haben Navigationsgeräte, die dem Fahrer helfen, sich zu recht zu finden. Aber wie kann das Navi wissen, wo sich ein Fahrzeug befindet? Worauf stützen sich die „Anweisungen“, die es gibt?

Der Seefahrer und Entdecker Christoph Kolumbus erreichte als erster Europäer 1492 Amerika. Allerdings wurde das von ihm neu entdeckte Land nicht, wie man vermuten könnte, nach ihm benannt. Wieso eigentlich nicht?

Wir verfolgen den Weg des Lichts vom betrachteten Objekt zur Netzhaut. Dabei wird klar: Vom Augapfel hängt es ab, ob jemand kurz- oder weitsichtig ist.

Die französische Kleinstadt Neuf-Brisach ist UNESCO-Weltkulturerbe und gilt als Meisterstück einer barocken Festungsanlage. Sie wurde zu Beginn des 18. Jahrhunderts von dem französischen Baumeister Vauban geplant. Das Besondere ist der geometrische Grundriss in Form eines Oktogons.

Neuf-Brisach: eine Festungsanlage in der Rheinebene

Das Meisterstück einer barocken Festungsanlage ist im französischen Neuf-Brisach, im Elsass, zu finden. Nahe der Stadt Colmar ließ Prestre de Vauban zu Beginn des 18. Jahrhunderts auf Geheiß des Sonnenkönigs, Ludwig XIV., eine ideale Festungsstadt erbauen. Die barocke Militäranlage entstand nicht ohne Grund in der Rheinebene: Sie sollte als Bollwerk gegen die Habsburger dienen, die oft das benachbarte Breisach angegriffen hatten. Vaubans barocke Festungsanlage zählt seit 2008 zum UNESCO-Weltkulturerbe.

Die barocke Festung war dem Militär untergeordnet

Das Besondere an Neuf-Brisach (Neu-Breisach) ist der regelmäßige Grundriss der Ortschaft. Aus der Luft besehen ist die barocke Stadt ein Oktogon, also ein Achteck. An jeder Ecke gibt es eine Bastion mit einem fünfeckigen Verteidigungsturm. Vorgelagerte Gräben, Wälle und Mauern sollten damals rund 4000 Soldaten und 2000 Zivilisten in der Festung schützen. Auch im Inneren plante Vauban die barocke Festungsanlage nach militärischen Gesichtspunkten: In der Mitte findet sich der frühere Exerzierplatz, heute Marktplatz, eine Kirche, Wohnhäuser, ehemalige Kasernen und zahlreiche Brunnen für die Wasserversorgung der einstigen Bewohner. Die Straßen verlaufen streng im Schachbrettmuster; vier Prunktore bilden den Zugang zum Stadtinneren.

Strenge Symmetrie und perfekte Verteidigung

Die barocke Festungsanlage ist streng symmetrisch und in der Form eines Sterns angelegt. Vauban versprach sich von dem geometrischen Grundriss einen maximalen Schutz vor Eroberungen. Durch das Oktogon ist die Festung von allen Seiten her gut zu verteidigen. Die Soldaten hatten überall eine optimale Sicht auf eventuell anrückende Feinde; es gab keinen einzigen „toten Winkel“. Von allen Seiten bot sich den Verteidigern ein gutes Schussfeld. Vauban gilt mit seiner ausgeklügelten Festungsanlage als einer der bedeutendsten Militärarchitekten der Barockzeit.

Im Atomkraftwerk wird Strom durch Kernspaltung erzeugt. Durch die Spaltung des Urans wird Wasser aufgeheizt und Wasserdampf gewonnen. Der Wasserdampf treibt wiederum eine Turbine an, die an einen Generator gekoppelt ist; dieser Generator erzeugt den Strom im Kernkraftwerk.

Ein Atomkraftwerk erzeugt Strom mit radioaktivem Uran

Der Rohstoff für die Kernspaltung ist Uran, ein radioaktives Schwermetall. Uran wird aus Uranerz gewonnen und in Brennstofftabletten gepresst. Diese Tabletten, auch Pellets genannt, enthalten rund fünf Prozent Uran 235. Zwei der Pellets reichen aus, damit ein 4-Personen-Haushalt ein Jahr lang mit Strom versorgt werden kann. Die Brennstofftabletten im Kernkraftwerk werden in Metallrohre, in sogenannte Brennstäbe, eingeschlossen und kommen als solche in ein dickwandiges Reaktordruckgefäß, wo die Brennstäbe von Wasser umspült werden. Der Kernbrennstoff ist damit einsatzbereit.

Im Reaktor: Kernspaltung durch Neutronen

Jedes Atomkraftwerk besitzt einen nuklearen und einen konventionellen Teil zur Stromerzeugung. Im ersten Teil, im Reaktor, wird Wärme erzeugt und Wasser durch Kernspaltung erhitzt. Es entsteht Wasserdampf. Doch wie läuft die Kernspaltung ab? Der Urankern besteht aus Neutronen und Protonen. Trifft ein zusätzliches Neutron auf diesen Atomkern, wird dieser instabil und spaltet sich auf. Bei dem Spaltungsprozess entstehen Wärme und zusätzlich zwei bis drei weitere Neutronen: Diese lösen, verlangsamt durch Wasser, weitere Spaltungen aus: Es kommt zu einer Kettenreaktion, die von dem Reaktorfahrer, also der Zentrale des Kernkraftwerks, exakt gesteuert und kontrolliert werden kann. Das geschieht, indem die Steuerstäbe mehr oder weniger in den Reaktor eingefahren werden.

Kernkraftwerk: Stromgewinnung durch Wasserdampf und Wärme

In einem Druckwasserreaktor, wie hier im Film dargestellt, gelangt das erhitzte Wasser vom Reaktor zu einem Dampferzeuger, wo die Wärme in einen Sekundärkreislauf abgegeben wird. Dieser ist von dem nuklearen Kreislauf abgekoppelt, damit das Wasser im zweiten Kreislauf nicht radioaktiv belastet wird. In diesem Sekundärkreislauf verdampft das Wasser; der Wasserdampf wird an eine Turbine weitergeleitet, die wiederum an einen Generator gekoppelt ist. Im Generator wird schließlich Strom erzeugt, der in die Hochspannungsnetze zur Stromversorgung eingespeist wird. Es gibt aber auch noch einen anderen Kernkraftwerkstyp, den Siedewasserreaktor. Der Unterschied zum Druckwasserreaktor ist, dass der Wasserdampf im Siedewasserreaktor noch radioaktive Stoffe enthält, da dort nur ein Kreislauf für die Wärmeübertragung zuständig ist.

Die Erde besteht aus verschiedenen Schichten: aus Erdkruste, Erdmantel, äußerem und innerem Erdkern. Wie dick diese Erdschichten sind, woraus sie bestehen und welche Temperaturen in diesen Schichten herrschen, zeigt eine Animation.

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

An der Grenze zwischen Baden-Württemberg und Bayern liegt das Nördlinger Ries. Die kreisrunde Region mit einem Durchmesser von etwa 25 Kilometern entstand vor 15 Millionen Jahren. War es ein Vulkanausbruch? Über lange Zeit rätselten Wissenschaftler über die Entstehung dieses imposanten Kraters. 1970 bekam das Ries hohen Besuch aus Amerika: Astronauten der Mondmission „Apollo 14“ nahmen die Region genauer unter die Lupe. Aber warum?

Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg zählt zu den bedeutendsten Fossilien-Fundstätten weltweit. Eine Besonderheit ist der Steinheimer Schneckensand – Sandschichten, in denen Schneckengehäuse gefunden wurden. Die Schnecken veränderten über die Zeit ihre Form und passten sich perfekt ihrer Umwelt an - ein Beweis für die Evolutionstheorie von Charles Darwin.

Das Steinheimer Becken entstand durch einen Meteoriteneinschlag

Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg entstand durch einen Meteoriteneinschlag vor (rund) 14 bis 15 Millionen Jahren. Ein gigantischer Gesteinsbrocken hinterließ einen Krater mit Zentralhügel von etwa vier Kilometern Durchmesser. Hier wurden auch erstmals besondere Gesteine, sogenannte Strahlenkalke gefunden. Der Steinheimer Einschlagskrater, auch Impaktkrater genannt, füllte sich im Laufe der Zeit mit Süßwasser, so dass ein rund 80 Meter tiefer, kreisrunder See entstand. Am Ufer des Sees tummelte sich die damals heimische Tierwelt, aber auch im See lebten viele Pflanzen und Tiere.

Das Steinheimer Becken – eine weltweit bekannte Fundstätte für Fossilien

Besonders häufig kamen in dem Kratersee kleine Süßwasserschnecken vor. Ihre Schneckenhäuser kann man heute noch in den Sandsedimenten des Steinheimer Beckens finden. Der See verlandete im Laufe der Zeit und zählt heute zu den interessantesten Fossilienfundstellen weltweit. Außer den typischen kleinen Schnecken haben Forscher Überreste von über 90 Pflanzenarten, 50 Vogelarten und über 55 verschiedenen Säugetieren wie Gabelhirschen, Nashörnern oder Raubtieren in der Pharionschen Kalksandgrube bei Steinheim gefunden.

Der Steinheimer Schneckensand – eine kleine, biologische Evolutionsgeschichte

Die Schneckengehäuse, die im Steinheimer Becken gefunden wurden, sind eine Besonderheit. Wissenschaftler stellten fest: Die Gehäuseformen in den jüngeren Sedimentschichten hatten sich gegenüber denen in den älteren Sedimentschichten langsam verändert. Über tausende Schneckengenerationen hinweg entwickelten sich – durch Mutation und Auslese – verschiedene Arten aus der ursprünglichen Art. So konnten sich die Steinheimer Schnecken über eine Millionen Jahre lang, solange der See existierte, perfekt an ihre Umwelt anpassen und im See überleben. Der Paläontologe Franz Hilgersdorf entdeckte 1866 zum ersten Mal die allmähliche Formveränderung der Schneckengehäuse. Damit lieferte er den Beweis für die Darwin‘sche Evolutionsgeschichte am Beispiel des Steinheimer Schneckensandes.

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

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Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg entstand durch einen Meteoriteneinschlag vor (rund) 14 bis 15 Millionen Jahren. Ein gigantischer Gesteinsbrocken hinterließ einen Krater mit Zentralhügel von etwa vier Kilometern Durchmesser. Hier wurden auch erstmals besondere Gesteine, sogenannte Strahlenkalke gefunden. Der Steinheimer Einschlagskrater, auch Impaktkrater genannt, füllte sich im Laufe der Zeit mit Süßwasser, so dass ein rund 80 Meter tiefer, kreisrunder See entstand. Am Ufer des Sees tummelte sich die damals heimische Tierwelt, aber auch im See lebten viele Pflanzen und Tiere.

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Wir lassen eine Plastikente den Rhein hinunterschwimmen, um herauszufinden, wie lange das Wasser von der Quelle bis zur Mündung braucht. Eine spannende Reise, denn die Ente muss große Herausforderungen meistern: Das Gefälle des Rheins, die Gestalt des Flussbettes und der Wasserstand sind ganz unterschiedlich - je nachdem., auf welchem Flussabschnitt die Ente unterwegs ist.

Unter dem kritischen Blick einer Ernährungsexpertin wird auf dem Gelände des Alemannenmuseums Ellwangen ein typischer Eintopf aus der Zeit der Alemannen nachgekocht. Entspricht das Testgericht den heutigen Anforderungen einer ausgewogenen Ernährung? Und warum freuen sich Archäologen ausgerechnet über 1500 Jahre alte Küchenabfälle?