Cave.Life
Projekt "Cave.Life" - Suche nach Leben im Eis
Die Suche nach Leben (Mikroorganismen) im ganzjährigen Eis in Tropfstein- und Gletscherhöhlen (unter dem Gletscher) steht im Fokus des Projekts.
Dieser extreme Lebensraum soll mit neuesten biochemischen, geologischen und astrophysikalischen Methoden „tiefgehend“ untersucht werden.
Cave.Life findet im Rahmen der Bildungsinitiative „Sparkling Science“ statt. Dabei handelt es sich um eine speziell geförderte Kooperation zwischen etablierten Forschungseinrichtungen und Schulen. Junge Menschen sollen für die Wissenschaften begeistert werden und nachhaltige Kontakte zwischen Forschung und Schule können auf diese Weise geknüpft werden.
Das Projekt wird von Ao.Univ.-Prof. Dr. Birgit Sattler, Wissenschaftlerin an der Universität Innsbruck und vielleicht Österreichs bekannteste Polarforscherin, geleitet. Die Betreuung am BRG in der Au übernimmt Dr. Ronny Boch, der hier Chemie und Physik unterrichtet und selbst mehrere Jahre als Wissenschaftler an verschiedenen Forschungseinrichtungen tätig war.
Cave.Life ist ein ausgesprochen interdisziplinäres und internationales Projekt aus dem Bereich der Naturwissenschaften. Es soll SchülerInnen eine spannende Interaktion mit Wissenschaftlern ermöglichen, Teamarbeit im Rahmen spannender Fragestellungen fördern und einen ersten Umgang mit Englisch als Wissenschaftssprache mit sich bringen. Das Projekt startet im November 2012.
Forschungsziele sind:
Eine Bestandsaufnahme der mikrobiellen Lebewelt in Eis- und Gletscherhöhlen, im Besonderen im Hintertuxer Eispalast (Zillertal, Tirol) und in der Hundalmhöhle (Angerberg, Tirol), soll durchgeführt werden. Als Mikroorganismen kommen auto- und heterotrophe Bakterien, Algen, Pilze und Viren in Frage. Die möglichen Lebensformen und Ökosysteme müssen Anpassungsstrategien für die extremen Bedingungen in den Höhlen, also konstant tiefe Temperaturen um den Gefrierpunkt, wenig bis kein Licht und kaum Nährstoffe, entwickelt haben.
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Ganzjähriges Eis gibt es in einigen Tropfsteinhöhlen der Alpen (z.B. Hundalmhöhle (Angerberg). Auch dieses Eis könnte Biomoleküle und einfache Lebensformen aufweisen.
Im Projekt sollen weiters robotische Technologien zur non-invasiven Detektion von Biosignaturen in Eis- und Gletscherhöhlen weiter entwickelt werden. Wichtige Arbeiten diesbezüglich sind bereits im Zuge der Antarktis-Forschung und Mars-Exploration des Projektteams geschehen. Eine Herausforderung ist insbesondere das Vermeiden von Kontamination bei der Detektion von Biomolekülen im Eis. Hierfür wird unter anderem ein navigierbarer, robotischer Rover, der mit einer speziellen Laser-Methode bestückt ist (L.I.F.E – Laser Induced Fluorescence Emission), eingesetzt werden.
Rover „Dignity“ – mit Greifarm und Kameras – des Österreichischen Weltraumforums. Das Fahrzeug kann mit einem speziellen Laser für Biomoleküle bestückt werden und soll eventuell vorhandenes Leben in ausgesuchten Bereichen der Eishöhlen detektieren. Das Bild zeigt den navigierbaren Rover während eines Einsatzes in der Rio Tinto Mars-Analoglandschaft in Südspanien.
Geplant ist außerdem das Errichten eines längerfristigen Eislabors unter dem Gletschereis des Hintertuxer Gletschers. Die extremen und möglichst unverfälschten Lebensbedingungen, sowie der Einfluss des alpinen Klimawandels auf die Kryosphäre („Eiswelt“) und Lebewelt dort, sollen derart beobachtet werden.
Unter dem Eis des Hintertuxer Gletschers (Zillertal) befinden sich Höhlenräume und Gangsysteme. Dieser extreme Lebensraum soll hinsichtlich verschiedener Biosignaturen untersucht werden.
Gliederung in verschiedene Module
Das Projekt Cave.Life ist in mehrere Module gegliedert. Ein Modul stellt die Theorievermittlung an Schulen dar (Vorträge, Besprechen der Untersuchungsmethoden, Beprobungspläne, Technologien). Ein anderes Modul befasst sich mit der Bestandsaufnahme und mit Experimenten zur mikrobiellen Lebewelt in den ausgesuchten Höhlen (Begehung der Eishöhlen, Beprobung von Eis, Wasser, Luft und Sedimenten, Entnahme von Eisbohrkernen, biogeochemische Untersuchungen, Messungen zum Mikroklima in den Höhlen). Geplant sind auch Untersuchungen zu anthropogenen Einflüssen auf die Lebensgemeinschaften in den Eishöhlen (Einschleppen von Organismen, Veränderung des Mikroklimas, Lampenflora aufgrund von künstlichen Lichtquellen).
Ein permanentes Eislabor im Hintertuxer Eispalast soll verschiedenste Experimente und Langzeitversuche ermöglichen. Ein weiteres wichtiges Modul stellt die Anwendung eines navigierbaren Roboters mit Laserapplikation dar (Vermeiden von Kontamination, Suche nach organischen Molekülen, in unzugänglichen Nischen, „Mapping“ größerer Flächen durch den Rover). Schließlich sollen die Forschungsergebnisse und erhaltenen Daten im Rahmen eines abschließenden Moduls verbreitet werden. Hierfür sollen verschiedene Medien, Veranstaltungen, das Büro für Öffentlichkeitsarbeit der Universität Innsbruck und die Teilnahme der Wissenschaftler und einiger SchülerInnen an einem wissenschaftlichen Kongress (Polarsymposium 2013) genutzt werden. Weiters sind Aktionen im Rahmen der „Jungen Uni“ (November 2013) der Universität Innsbruck und ein öffentlicher „Cave.Day“ im Hintertuxer Eispalast geplant.
Nahaufnahme einer Eisoberfläche mit Lufteinschlüssen und ersten Hinweisen auf fluoreszierende (Licht abgebende) Biosignaturen. Eiskernbohrungen, Rover-Befahrungen, sowie verschiedene Untersuchungen in den Labors der beteiligten Forschungseinrichtungen und in den Höhlen selbst (Einrichten eines Eislabors), sollen neue Einblicke in die extremen Lebensräume liefern.
DasBRG in der Au istin wesentliche Aspekte des Projekts involviert. Primär sollen im ersten Projektjahr die beiden 7. Klassen involviert werden. Eine kleinere, motivierte Kerngruppe hervorragender SchülerInnen aus diesen Klassen soll bei ausgesuchten Gelände- und Laborarbeiten mitmachen und detaillierte Einblicke in die wissenschaftliche Vorgehensweise bekommen.
Projektpartner sind:
* Ao. Univ.-Prof. Dr. Birgit Sattler, Projektleiterin und Glaziologin, Universität Innsbruck
* Univ.-Prof. Dr. Christoph Spötl, Geologe und Höhlenforscher, Universität Innsbruck
* Dr. Gernot Grömer, Astrophysiker, Uni Innsbruck und Österreichisches Weltraum Forum
* Mag. Andreas Fritz und Markus Tilg, Institut für Ökologie, Universität Innsbruck
* Markus Freiberger (HOL), Lehrer, Ökolog NMS Zirl
* MMag. Dr. Ronny Boch, Lehrer und Geochemiker/Geologe, BRG in der Au
* Dr. Silvia Prock, Leitung der „Jungen Uni“, Wissenschaftskommunikation, Uni Innsbruck
* Roman Erler, Natursport Tirol, Betreiber des Eispalast Hintertux
* Dr. Wolfgang Schöner, Klimatologe, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
* Dr. Michael Storrie-Lombardie, Mediziner u. Direktor des Kinohi Institute, Pasadena, USA
* Sindy Main, Lehrerin, Freeport Junior High School, Illinois, USA
* Dr. Alexandre Anesio, Glaziologe, University of Bristol, UK
* Dr. Christopher McKay, Astrobiologe, NASA, Ames Research Center, USA
* Dr. Philipp Heck, Astrophysiker, Pritzker Center for Meteorics and Polar Research, Chicago, USA
* 
(Boch)
