Die Geschwister Luca und Alicia hatten sich vorgenommen, sich an diesem Wochenende auf eine selbstorganisierte Pfadfindertour zu begeben. Sie waren lange nicht mehr im Wald gewesen und wollten ein wenig die Natur und die Ruhe genießen. Sie packten ihren Rucksack und machten sich mit der Zustimmung ihrer Eltern auf den Weg. Die sportliche Alicia, die liebend gern spazieren ging, genoss die frische Luft im Wald sehr. Es hatte gerade geregnet und der typische Geruch von nasser Erde gefiel den beiden besonders. Um die Route hatte sich Luca gekümmert. Sie war relativ simpel: einfach immer weiter geradeaus, bis das Ende des Waldes ersichtlich ist.

In der Ferne erkannte Luca eine Bank. Sie wanderten schon seit mehreren Stunden, ohne eine Pause eingelegt zu haben. Also fragte Luca Alicia, ob sie denn nicht auf der nächsten Bank eine Pause machen wollen. In dem Augenblick sah Luca eine ältere Oma, die auf die Bank zuging. Luca und Alicia grüßten sie und leisteten der Dame Gesellschaft, welche sich über die Anwesenheit der beiden Geschwister augenscheinlich freute. Luca reichte Alicia der Frau einen Apfel. Daraufhin bat Luca die beiden: „Aber werft die Kerne bitte nicht weg, ja? Die möchte ich hier vergraben.“ Luca grub hinter der Bank ein kleines Loch in die Erde, legte die Kerne dort hinein und füllte das Loch wieder mit Erde. Die alte Dame lächelte und entgegnete Luca: „Du bist ein guter Junge. Das hat mich an etwas erinnert.“ Alicia fragte sofort aufmerksam nach: „Was denn, möchten Sie uns davon erzählen?“ Die alte Dame sagte: „Die Kerne, die ihr eben in die Erde gelegt habt. Die kann man eigentlich recht gut mit uns Menschen vergleichen. Diesen Kernen wird durch Gott eine gewisse Ausrüstung gegeben und ein bestimmtes Schicksal vorbestimmt, damit sie unter der Erde reifen und aus diesem engen Raum ausbrechen können. Ausbrechen in die frische Luft, in der sie zu einem Baum, in ihrer perfekten Form, heranwachsen können. Wenn diese Kerne jedoch ihre Ausrüstungen unter der Erde für schlechte bzw. falsche Dinge nutzen, verfaulen sie in diesem engen Raum unter der Erde. Wenn sie sie jedoch für den guten Zweck nutzen, für den sie erschaffen wurden, dann werden sie aus der Erde hervorkommen und zu Bäumen mit tollen Früchten.“ Alicia verstand, worauf die ältere Dame hinauswollte, und sagte ihr: „Ich verstehe, was Sie meinen. Sie wollen damit sagen, dass auch wir Menschen von einem Schöpfer eine Ausrüstung erhalten haben, unseren Körper, unseren Verstand, und auch abhängig vom Schicksal sind. Wenn wir Menschen also in dieser kleinen, vergänglichen und eigentlich so billigen Welt unsere Ausrüstung nicht angemessen nutzen, würden wir genau wie die Kerne verfaulen und von dieser Welt gehen.“ Die ältere Dame schaute Alicia mit großen Augen an und sprach: „Ja, genau so meinte ich das. Wenn wir uns als Kerne und später als Schösslinge vom Wasser der Religion und dem Licht des Glaubens ernähren, werden wir zu einem wundervollen prachtvollen Baum heranwachsen, der im Diesseits wie auch im Jenseits wunderbare Früchte geben wird. Ein wahrer Fortschritt ist es, wenn das Herz, die Seele, der Verstand und das Vorstellungsvermögen sich dem Jenseits widmen und sich dementsprechend mit ihrer Verantwortung beschäftigen, und das heißt: die Schwäche des Willens überwinden.“ Luca und Alicia schauten sich an. Die ältere Dame hatte sich sehr gut ausgedrückt. Da es langsam dunkel wurde, mussten die beiden Geschwister auch schon langsam nach Hause gehen. Luca bedankte sich bei der alten Dame und sie einigten sich darauf, dass sie sich immer mal wieder an dieser Bank treffen und über alles Mögliche sprechen wollten.

Der Energiebedarf ist zweifellos eines der wichtigsten Themen weltweit, und mit dem technologischen Fortschritt gewinnt dieses Thema zunehmend an Bedeutung. In einer Zeit, in der wir uns von fossilen Brennstoffen abwenden und Atomkraftwerke wegen des Sicherheitsrisikos geschlossen werden, wird es immer wichtiger, saubere, umweltfreundliche und erneuerbare Energie zu gewinnen. In diesem Zusammenhang kommt uns eine glänzende Idee in den Sinn. Wir denken sogar einen Moment lang, dass wir die Energieprobleme der ganzen Welt lösen könnten: mit Blitzenergie.

Wenn wir nur die Energie eines einzigen Blitzes einfangen und speichern könnten, hätten wir das Problem gelöst, denken wir. Betrachten wir das einmal genauer: Ein einzelner Blitz kann eine Spannung von 100 Millionen Volt und eine Stromstärke von 100.000 Ampere erreichen, was einer Leistung von 1000 Gigawatt (1000.000.000 W) entspricht, also ungefähr der Leistung von 1000 Kernkraftwerken.1 Ein einzelner Blitzschlag könnte 150 Millionen Glühbirnen zum Leuchten bringen.2 Warum also zögern wir? Wenn wir nur einen einzigen Blitz einfangen könnten, würden wir den Energiebedarf einer Stadt mit 2400 Haushalten für ein ganzes Jahr decken.3

Wie entstehen Blitze und Donner?

Blitze entstehen durch die Entladung von elektrischer Energie zwischen positiv und negativ geladenen Partikeln in einer Wolke oder zwischen Wolken und dem Boden. Sie bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 km pro Sekunde und zeigen oft ein zickzackartiges Muster. Gewitterblitze sind elektrische Entladungen zwischen negativ und positiv geladenen Wolken, die manchmal auch dann auftreten, wenn es nicht regnet. Die extrem hohe Temperatur eines Blitzes, etwa 30.000 °C, führt zu plötzlichen Temperaturänderungen und einer Expansion der Luft, was wiederum Donnergeräusche erzeugt. Obwohl Blitze und Gewitterblitze mit etwa 150.000 Kilometern pro Sekunde eine enorme Geschwindigkeit haben, erreicht der Schall nur 344 Meter pro Sekunde, was erklärt, warum wir zuerst das Licht sehen und dann den Knall hören.

Ein riesiger Kondensator

Ein Kondensator ist ein wichtiges elektrisches Bauteil, das Energie speichern kann. Er besteht im Prinzip aus zwei Metallschichten, die durch ein isolierendes Material getrennt sind. Kondensatoren werden durch Anschließen an eine Stromquelle aufgeladen, wobei positive Ladungen auf einer Platte und negative Ladungen auf der anderen Platte gesammelt werden. Ein geladener Wolkencluster bildet mit der Erdoberfläche einen riesigen Kondensator. Die Ladung kurz vor einem Blitz beträgt etwa 80.000 Volt. Können wir die Energie eines Blitzes speichern und im täglichen Leben nutzen? Es ist theoretisch möglich, aber derzeit nicht praktikabel.

Unbestimmte Zeit und unberechenbarer Ort

Die Unvorhersehbarkeit von Blitzen ist der Hauptgrund, warum wir Blitzschläge nicht als Energiequelle nutzen können. Es ist unmöglich zu wissen, wo und wann genau ein Blitz einschlagen wird, daher wäre es schwierig, einen Ort zu finden, um Blitze als Energiequelle zu nutzen. In Südamerika gibt es fünf Regionen mit steigenden Blitzraten, und zwar in Kolumbien und Venezuela. Über dem Maracaibo-See gehen mit etwa 233 Blitzen pro Quadratkilometer im Jahr die meisten Blitze nieder.4 Selbst hier ist es leider nicht möglich, vorherzusagen, wo ein Blitz einschlagen wird.

Wo sollten wir ein Blitzfangsystem installieren?

Zwar lässt sich die Einschlagstelle eines Blitzes nicht vorhersagen, aber dennoch können wir das Gebiet eingrenzen: Wo sollten wir unsere „Blitzfalle“ installieren? Da der Großteil der Blitzenergie durch Licht und Donner schnell verloren geht, müssen wir den Blitz so effizient wie möglich einfangen. Da Blitze vor allem in hochgelegenen Gebieten auftreten, sollten wir unser Blitzfangsystem an den höchsten Stellen installieren, vielleicht sogar in der Luft. Um die Erfassungschancen zu erhöhen, nutzen wir Satellitendaten zur klimatologischen Beobachtung von Blitzen. Es gibt eine höhere Blitzaktivität an Land im Vergleich zum Meer, insbesondere in bergigen Regionen wie dem Himalaya, den Anden, der Sierra Madre und den Mitumba-Bergen in Afrika. Die meisten Blitze treten während der .

Einatmen … ausatmen … einatmen … ausatmen … Klingt einfach, ist aber so komplex! Dieser kurze Moment des Atmens hat Dutzende, vielleicht sogar Hunderte von Aspekten. Ein einziger Atemzug, also die Einatmung und das darauffolgende Ausatmen, ermöglicht uns überhaupt erst das Leben. Nicht ohne Grund spricht man vom „Lebenshauch“. Denn könntest du nicht mehr atmen, so würdest du bereits nach wenigen Sekunden bewusstlos werden. Nach etwa fünf Minuten wäre dein Gehirn irreversibel geschädigt und nach spätestens zehn Minuten wärst du klinisch tot.

Wie sehr du doch auf das Atmen angewiesen bist, so sehr, dass du es das ganze Leben über durchhalten musst! Umso mehr solltest du dankbar sein, dass du das Atmen nicht aktiv steuern musst. Denn diese Aufgabe erledige ich für dich – deine Lunge. Automatisch sozusagen.

Meine Hauptfunktion besteht in der Aufnahme von Sauerstoff (O2) und der Abgabe von Kohlendioxid (CO2). Der Sauerstoff aus der Umgebung wird eingeatmet und gelangt über die Luftröhre in die rechten und linken Lungenflügel. Diese Lungenflügel sind wie ein Baum in Äste (Bronchien) verzweigt, wobei die Äste bei jeder Verzweigung immer kleiner werden, bis sie bläschenartige Ausstülpungen bilden, die sogenannten Alveolen. Während die Luftröhre einen Durchmesser von ca. 25 mm aufweist, sind die kleinsten Bronchien nur noch knapp 0,5 mm breit. Alveolen besitzen sogar einen Durchmesser von nur etwa 0,2 mm.

Über meinen Bronchialbaum gelangt nun die Luft in die Alveolen, wo die Sauerstoff-Moleküle ins Blut gelangen. Das Blut wiederum versorgt dann sämtliche Zellen und Organe mit dem Sauerstoff, damit sie ihre Arbeit ausführen können. An den Alveolen wird gleichzeitig CO2, ein Abfallprodukt des Körperstoffwechsels, aus dem Blut aufgenommen und in Richtung Luftröhre wieder ausgeatmet.

Das Innere der Atemwege ist durch eine Schleimhaut ausgekleidet. Hiermit sind Zellen gemeint, die Schleim produzieren, sodass eingedrungene Fremdkörper wie Staubpartikel festgehalten und wieder abtransportiert werden können. Diese Aufgabe übernehmen die sogenannten Flimmerhärchen. Sie befördern über koordinierte Bewegungen diese Fremdkörper wieder zurück in Richtung Rachen, wo sie aus deinem Körper durch Abhusten herausgeworfen werden.

Allerdings kann dieser Vorgang auch gestört sein. Beim Erkältungshusten beispielsweise handelt es sich um eine Reaktion, mit der ich versuche, Erreger und fremde Stoffe, die mich befallen haben, schnellstmöglich wieder loszuwerden. Dabei produziere ich zu viel Schleim, das zäher ist und dadurch die Atemwege verengt. Da die Flimmerhärchen wegen der verdickten Schleimschicht ihre Arbeit nicht mehr ausführen können, stellt der Husten eine reinigende Funktion dar.

Eine Erkrankung, die viele Menschen betrifft, ist das Asthma. Es handelt sich hierbei um eine entzündliche Lungenerkrankung, die am häufigsten (in ca. 80 % der Fälle) allergisch bedingt ist, aber auch durch Reize wie Staub, Tabakrauch etc. ausgelöst werden kann. Hierbei verengen sich die Atemwege aufgrund ihrer Überempfindlichkeit so stark, dass es anfallsweise zur Luftnot kommt. Betroffene müssen daher oft ein Spray bei sich führen, das sie im Falle eines Anfalls inhalieren müssen. Es sorgt dafür, dass sich die Bronchien wieder erweitern und das Atmen erleichtert wird. Insbesondere Kinder und Jugendliche sind von Asthma betroffen.

Ohne mich, die Lunge, ist das Leben nicht mal ansatzweise möglich. Jeder Atemzug sollte dir das zeigen. Deswegen würde ich mich sehr freuen, wenn du das verstehst, und auch entsprechend auf mich aufpasst. In den kalten Monaten solltest du zum Beispiel nachts nicht die Heizung zu warm aufdrehen, damit meine Schleimhaut nicht trocken wird und Bakterien oder Viren dort angreifen. Sonst erkältest du dich! Weiterhin ist eine saubere Luft, die du einatmest, enorm wichtig, damit ich nicht langfristig Schaden nehme. Daher Nein zum Rauchen!

Ihr Menschen solltet mehr Zeit investieren, über die Perfektion und Ordnung eures Körpers und eurer Organe nachzudenken. Wir arbeiten bis zu eurem letzten Atemzug oder Herzschlag für euch. Die Funktionsweise eurer Lunge habt ihr jetzt hoffentlich besser verstanden.

Quellen:

Brandes, R., Lang, F., Schmidt, R. F. (2019). Physiologie des Menschen. 32. Auflage. Berlin: Springer Verlag

Geisslinger, G. et al. (2020). Mutschler – Arzneimittelwirkungen. 11. Auflage. Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft.

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