Die Zukunftsthemen Klima und Wasser bewegen Brasilianer wie Deutsche. Ganz aktuell arbeiten Forscher beider Ländern an zwei herausragenden Projekten in diesen Bereichen. Das eine spielt sich im Amazonasgebiet ab, wo Forscher einen 300 Meter hohen Messturm im Regenwald errichten wollen. Hoch über den Baumkronen wollen die Fachleute Spurengase, Staubteilchen und Klimadaten erfassen. „So einen Turm, wie wir ihn bauen, gibt es in ganz Südamerika nicht“, sagt Professor Jürgen Kesselmeier vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz. Wenn alles klappt, sollen die Messungen 30 Jahre lang andauern. Gemeinsam will man herausfinden, welche Rolle der Regenwald im Klima spielt. Wie funktioniert die Selbstreinigung der Atmosphäre in den Tropen? Wie verteilen und verändern sich die Treibhausgase Kohlendioxid und Methan über dem Regenwald? Welche Partikel bilden sich unter natürlichen Bedingungen oder bei Waldbränden? Um solche Fragen wird es gehen. Nicht zuletzt ist der Turm auch zur Ergänzung von Boden- und Flugzeugmessungen und zur Kontrolle von Satellitendaten gedacht.
„Stellen sie sich die rostfreie Stahlkonstruktion so ähnlich wie ein Baugerüst vor“, sagt Kesselmeier. Die Grundfläche beträgt drei mal vier Meter. Das Bauwerk soll wie ein Radioturm seitlich mit Stahlseilen abgespannt werden. Das Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) soll drei Messtürme in der Region ergänzen, die unweit der 1969 gegründeten Außenstelle der Max-Planck-Gesellschaft stehen. Die älteren Türme sind kleiner als 60 Meter. Ihre Messungen werden von der nahe gelegenen Großstadt Manaus kontaminiert. Darum hat man für ATTO einen entfernteren Ort ausgesucht – 150 Kilometer nordöstlich von Manaus. Noch 2010 soll der Zugangsweg zum Bauplatz gebahnt werden, damit 2011 die Fundamente gelegt werden können. Eine Verzögerung um ein Jahr ist allerdings nicht auszuschließen, da der Bau nur in der jährlich wiederkehrenden Trockenzeit möglich ist. Finanziert wird das Projekt zu gleichen Teilen von den Forschungsministerien beider Länder. Der wissenschaftliche Partner auf der brasilianischen Seite ist das Bundesinstitut zur Erforschung Amazoniens (INPA). Die Kooperation mit den brasilianischen Forschern sei essenziell wichtig, sagt Kesselmeier. „Unsere wissenschaftlichen Interessen passen zusammen, und der Datenaustausch klappt hervorragend“.
Nicht um Wald, sondern um eine Stadt geht es in dem Projekt IWAS Água DF. Die Wasserversorgung des Hauptstadtdistrikts um Brasilia soll fit für die Zukunft gemacht werden. Daran arbeitet seit 2008 ein Forschungskonsortium deutscher und brasilianischer Partner. In Brasilia leben heute 2,5 Millionen Menschen und die Satellitenstädte wachsen rasch weiter. Darum nimmt auch der Wasserverbrauch zu. „Bisher musste der regionale Wasserversorger 7000 Liter pro Sekunde bereitstellen, aber schon 2011 dürften es 10000 Liter pro Sekunde sein“, erwartet Professor Holger Weiß vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig, einer der Projektleiter. Initiiert wurde die Kooperation durch seinen Kollegen Professor Detlef Hans-Gert Walde. Der deutsche Geologe arbeitet an der Universität Brasilia. In das Land kam er vor mehr als 20 Jahren als DAAD-Austauschwissenschaftler. Im Grunde sei er ein halber Brasilianer und kenne beide Kulturen und Interessen gut, sagt Walde.
Heute wirken Experten zahlreicher Richtungen in dem Projekt mit. „Wir haben Wasserbau-Ingenieure, Klimatologen, Geologen, Chemiker, Geografen und Hydrologen dabei“, sagt Weiß. Vielfältige Aufgaben stehen an. So bedürfen die 50 Jahre alten Wasserleitungen einer Modernisierung, Kläranlagen müssen optimiert und erweitert werden. Bisher werden 80 Prozent des Leitungswassers aus zwei Stauseen außerhalb Brasilias produziert. Aber das reicht nicht mehr. So soll ein zusätzliches Reservoir erschlossen werden: der Paranoá-See im Zentrum der Stadt. „Wir prüfen auch, ob sich verschmutztes Wasser in Sedimenten filtern lässt“, sagt Weiß. So reichert man vielerorts Grundwasser an. Das wichtigste kurzfristige Ziel ist die Erstellung eines Integrierten Plans zum Management der Wasserressourcen für die Region. 2011 sollen aber auch schon erste Pilotanlagen zur Aufbereitung von Trinkwasser und Abwasser fertig sein. Langfristig will man Schutzzonen für Grundwasser ausweisen und die Belastung durch Agrochemikalien in Gewässern senken. Verringert werden soll auch die Erosion in der Regenzeit.
Das Projekt IWAS Água DF wird zu gleichen Teilen von Deutschland und Brasilien finanziert. Es ist Teil eines vom BMBF geförderten Verbundvorhabens zum Management von Wasserressourcen in hydrologisch sensitiven Weltregionen. Auf brasilianischer Seite wirken die Universität Brasilia und der Wasserversorger CAESB mit, zudem das Nationale Institut für Meteorologie, die Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft und das Staatliche Unternehmen für Entwässerung. Die brasilianischen Fachleute treffen sich jährlich mit den Kollegen der deutschen Partnerinstitutionen. Die erste Projektphase läuft 2010 aus, die zweite Phase bis Ende 2012 ist aber bereits beantragt.
