Umweltphysik

..was heißt eigentlich „Umweltphysik“?

Das Geschehen in der Umwelt unterliegt physikalischen Einflussgrößen.  Hierzu gehören auch chemische Reaktionen, denn diese beruhen letztlich auf physikalischen Prozessen im molekularen oder atomaren Bereich. Genau genommen gilt dieses auch für den gesamten Bereich der Biologie.

Für  das Leben auf der Erde stellt die Sonnenenergie die allein entscheidende physikalische Einflussgröße dar. Das von ihr emittierende elektromagnetische Spektrum bestimmt das gesamte Geschehen, sei es das Wetter oder auch die Existenzgrundlage des gesamten Biosystems. Für den Einzelnen sind diese einflussnehmenden Parameter nur in Teilbereichen wahrnehmbar. So wird die als Wärme empfundene Energieabsorption individuell in einem relativ engen Bereich als „angenehm“ oder unangenehm“ empfunden. Es ist prinzipiell eine „ja/nein“-Entscheidung, die der Einzelne für sich trifft. Anders dagegen sieht es für den höheren Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums, beim Licht aus. Hier spielen die einzelnen Frequenzanteile, insbesondere die Lichtfarbe eine entscheidende Rolle für das Biosystem. Ein hoher Rot-Anteil hat eine andere physiologische Wirkung als der im höheren Frequenzbereich liegende Blau-Bereich der zum Beispiel die Synthese des Hormons Melatonin steuert, welches wiederum eine zentrale Funktion in der gesamten Bioregulation darstellt (z.B. „circadianer Rhythmus“).

Für den anschließenden nicht sichtbaren UV-Bereich gilt sowohl eine positive Wirkung (z.B. auf die Vitamin-D-Produktion), als auch eine negative hinsichtlich möglicher Hauterkrankungen. Die entsprechenden Frequenzbereiche (UV-A/UV-B) liegen zwar dicht beieinander, unterscheiden sich jedoch erheblich in ihrer biologischen Wirkung aufgrund der frequenzabhängigen Eindringtiefe.

Ein weiteres Thema ist die ionisierende Strahlung, die teils natürlichen Ursprungs ist, aber durch technische Gegebenheiten als zusätzliche, in der Gesamtmenge zunehmende Emissionsquelle gesehen werden muss.

Nicht nur elektromagnetische Felder, auch elektrische und magnetische Felder wirken auf Biosysteme, wobei hier das gesamte Wirkungsspektrum keineswegs bekannt ist. So scheint es zwar gesichert, dass die so genannte Wetterfühligkeit bei entsprechend empfindlichen Personen mit der elektrischen Aktivität der Atmosphäre zusammenhängt, ein plausibles Wirkungsmodell fehlt hier jedoch. Eine andere Situation ist gegeben bei dem Erdmagnetfeld, das für die räumliche Orientierung bei Zugvögeln und Meeressäugern eine Notwendigkeit darstellt.

Mit der Industriealisierung sind diese für die Evolutionsgeschichte wichtigen physikalischen Gegebenheiten durch technisch erzeugte elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder verändert worden, was derzeit im Fokus der Diskussionen hinsichtlich einer gesundheitlichen Relevanz bei entsprechenden Expositionen steht.

Dieses sind Beispiele aus dem gesamten Spektrum der Umweltphysik, wobei nicht immer sofort erkennbare Änderungen dieser auf uns wirkenden „Felder“ einen Einfluss auf das individuelle Biosystem haben. Somit sollte auch die derzeit sehr kontrovers geführten Diskussionen zur Klimaerwärmung reduziert werden auf die physikalische Ebene, da nur hier eindeutige Antworten zu erwarten sind.

Die mit der Industrielasierung negativen Einflüsse auf die Umwelt zu erkennen ist Aufgabe der Umweltphysik.