Das Oregon Lab, in dem Wissenschaftler auf den Wellen einer besseren Zukunft reiten

Am äußersten westlichen Rand des Campus der Oregon State University, versteckt zwischen grünem Ackerland und einem Sportplatz, beherbergt eine außergewöhnliche Anlage Experimente, die die Menschheit retten könnten. Es heißt OH Hinsdale Wave Research Lab und ist einer der wenigen Orte auf der Welt, an dem Ingenieure eine Küstenlinie nach Maß bauen können.

Untergebracht in zwei höhlenartigen Lagerhäusern hallt der Ort vom Geräusch brechender Wellen wider und in der Luft liegt ein leichter Geruch von Chlor. Das Lagerhaus wird von einem langen, schmalen Trog aus aufgewühltem Wasser halbiert, dessen Betonwände mit Instrumenten übersät sind und auf dem sich ein motorisierter Laufsteg befindet, der auf Schienen über die unruhigen Wellen gleitet. Dieses einzigartige wissenschaftliche Instrument mit dem Namen „Large Wave Flume“ ist das größte seiner Art in Nordamerika. Es ist 12 Fuß breit und 342 Fuß lang – etwa so lang wie ein Fußballfeld – und verhält sich wie ein perfektes Stück flaches Küstenmeer.

An einem Ende des Gerinnes können riesige hydraulische Kolben, die an einem breiten, flachen Paddel befestigt sind, alle fünf Sekunden Wellen von bis zu 1,50 m Höhe erzeugen. Am anderen Ende fällt der Boden der Mulde steil ab und bildet einen schmalen Betonstrand. Eine Welle nach der anderen bricht über den felsigen Boden, schäumt auf und schlürft wieder heraus, genau wie an der nahegelegenen Küste Oregons.

Die Anlage beherbergt auch ein ebenso beeindruckendes Wellenbecken mit einer Breite von 87 Fuß und einer Länge von 160 Fuß, das den Spitznamen „Stahlstrand“ trägt. Seine „Küstenlinie“ ist mit rekonfigurierbaren Metallplatten gefliest, seine Gezeiten werden durch 29 separate hydraulische Paddel erzeugt. Manchmal werden die Metallplatten durch Modelle von Küstenstädten mit winzigen Häusern und Menschen ersetzt, die durch katastrophale Miniaturfluten zerstört werden. Gelegentlich wird der Stahlstrand von künstlichen Tsunamis heimgesucht, die so stark sind, dass sie die Fenster von Büros auf der anderen Seite des Gebäudes erschüttern.

Jeder, der das Wave Research Lab nutzt, ist mit einem Neoprenanzug ausgestattet. Forscher müssen oft schwimmen oder Kajak fahren, um Zugang zu ihren Experimenten zu erhalten.

Seit 50 Jahren nutzen Ingenieure und Visionäre das Labor, um etwas über alles zu lernen, von der Physik der Fluiddynamik bis hin zu den Ereignissen, wenn ein Tsunami eine Brücke trifft. Es ist ein Ort, an dem Unternehmer und Wissenschaftler gemeinsam mit Maschinisten und Studenten Zeit für die Ausrüstung buchen können. Heutzutage konzentrieren sich viele Experimente des Labors jedoch auf eine Sache: Wie der Klimawandel die Küstenlinien auf der ganzen Welt rasch neu gestaltet und was Küstengemeinden tun können, um sich zu schützen.

Laborleiter Pedro Lomonaco lehnt an der feuchten Wand des großen Wellenkanals, sein salziges Haar ist im Wind der Wellen leicht zerzaust. Während seiner gesamten Karriere hat er sich mit Küstenumgebungen befasst und Labore für Hydrauliktechnik in Europa und Kanada geleitet, bevor er hier in Corvallis am Wave Research Laboratory landete. Doch Lomonacos Faszination für die Wechselwirkung zwischen Wasser und Land begann schon viel früher. Da er in Mexiko aufwuchs, liebte er es immer, den Strand zu besuchen. „Lange Zeit habe ich den Sand von jedem Strand, den ich besuchte, in kleinen Filmkanistern aufbewahrt“, sagt er. „Aber dann war das zu schwer, um es herumzutragen.“

Lomonaco hat die freundliche Ausstrahlung eines Surfers, aber er beschreibt die Wellen mit der Präzision eines Ingenieurs und erklärt detailliert, wie Wissenschaftler jeden Wellengang mit einer Reihe von Sensoren messen.

Während er spricht, bemerke ich, dass die Flume-Wellen etwas Seltsames tun. Ihre Ränder brechen größer und früher als ihre Zentren. In einer Einrichtung, die sich der Erzeugung perfekter Wellen widmet, wirkt das seltsam ungenau. Lomonaco grinst und zeigt auf eine Gruppe von Forschern, die sich etwa auf halber Höhe der Wasserrinne von uns um eine Reihe von Computern versammelt hat. Ihr experimenteller Prototyp, Teil eines Küstenschutzprojekts namens Emerald Tutu, dämpft die Wellen und entzieht ihnen einen Teil ihrer Energie, bevor sie auf das Betonufer krachen.

Ich bin mir nicht sicher, was ich erwartet hatte, als ich mich der Teamgruppe anschloss, aber es war kein 1,50 Meter großer, klumpiger brauner Klumpen, der im Wasser schwamm, umhüllt von Gurten und besetzt mit Schwimmkörpern des Pink Panther. Lange Plastiktentakeln ragen wie Vinylalgen von der Unterseite herab. Mit maßgeschneiderten Kameras und Schallwellensendern, die in das Gerinne eingebettet sind, messen sie die Wasserhöhe und chaotische Strömungen.

Die leitende Ermittlerin Julia Hopkins, Professorin für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Northeastern University, schielt auf die Daten, die auf dem Monitor hochlaufen, während Wellen auf den Prototyp einschlagen. Eine blaue Haarsträhne lugt unter ihrem Hut hervor, als sie sich mit dem Doktoranden Tyler McCormack darüber unterhält, wie hoch der „Chungus“ im Wasser trieb.

Während ich den Stift unbeholfen über meinem Reporterblock halte, frage ich mich, ob sie Witze macht. „Was bedeutet Chungus?“

Ohne mit der Wimper zu zucken, liest McCormack laut aus Dictionary.com vor, während seine Aufmerksamkeit zwischen der Datenverfolgung und seinem Telefon liegt: „Es ist ‚ein umgangssprachlicher Begriff für alles, was bezaubernd klobig ist‘.“

Auf den zweiten Blick sieht der Chungus irgendwie bezaubernd aus, wenn er wie ein Wassersitzsack im Wasser herumflattert. In diesem Moment ertönt ein Geräusch aus einem robusten Walkie-Talkie neben dem Computer. "Bereit?" fragt eine Stimme.

„Bereit“, antwortet McCormack. Er winkt der Laborforscherin Rebekah Miller zu, die im Fenster eines Büros über uns steht. Sie drückt einen Knopf auf ihrem Computer, um eine neue Welle auszulösen, und mit einem Stöhnen beginnt sich das Wellenpaddel zu bewegen und das Wasser beginnt erneut zu kräuseln.

Während das aufgewühlte Wasser in tiefere Täler und höhere Wellen strömt, schließt sich der Architekt Gabriel Cira dem Rest des Teams an und strahlt die nassen, klobigen Boi an, die darunter schwimmen. Er ist, wie Hopkins es ausdrückt, der „Mastermind“ hinter Emerald Tutu.

Während er seine Sonnenbrille zurechtrückt – „Ich kann nicht mit fluoreszierendem Licht umgehen“, erklärt er – sagt Cira, dass zukünftige Versionen dieses Chungus in einem riesigen Netzwerk miteinander verbunden sein würden und ihre dicken Körper mit Sumpfgräsern und Algen besät wären. Schließlich würden sie schwimmende Gärten bilden, die Küstenstädte wie flauschige grüne Tutus umgeben und sie möglicherweise vor einer Katastrophe bewahren. So wie dieser einzelne Prototyp genug Energie absorbiert hatte, um das Verhalten der Wellen im Gerinne zu ändern, könnte ein Netzwerk von Wellen eine reale Sturmflut dämpfen.

Laut Cira wären die Emerald Tutu-Netzwerke nicht von natürlichen Sümpfen zu unterscheiden, die im 18. und 19. Jahrhundert entlang vieler unserer Küsten aufgefüllt oder auf andere Weise beseitigt wurden. Die am Chungus hängenden Plastiktentakel würden beispielsweise die Pflanzen simulieren, die später in freier Wildbahn darauf wachsen werden. „Es entsteht eine dichte, schwammartige, schwebende Umgebung“, sagt Cira. „Tiere werden es auch lieben.“ Ein Chungus-Prototyp, den das Team letztes Jahr in einem Hafen in Ost-Boston platzierte, wuchs zu einem dichten grünen Hut, der ein Zuhause für Krabben, Vögel und Würmer wurde.

„Normalerweise betrachten wir Pflanzen nicht als Infrastruktur, aber wir sollten es tun“, sagt Cira. Er ist Teil einer neuen Welle von Architekten und Stadtplanern, die eine weiche „grüne Infrastruktur“ anstelle der traditionellen „grauen“ Betoninfrastruktur bauen wollen. Bundesmittel sollten in grüne Infrastruktur fließen, weil sie zu einem besseren Küstenschutz und mehr Arbeitsplätzen führe. „Grüne Infrastruktur erfordert Überwachung, Wartung und Instandhaltung“, sagt Cira. „Wir glauben, dass lokale Gemeinschaften finanziell auf eine Art und Weise einbezogen werden können, wie dies bei grauer Infrastruktur nicht der Fall ist.“

Es ist nicht ungewöhnlich, dass Leute im Wave Research Lab direkt über die sozialen Auswirkungen ihrer Forschung sprechen – schließlich ist diese Einrichtung ausdrücklich darauf ausgelegt, Ingenieuren dabei zu helfen, bessere Küsteninfrastrukturen für Städte und Industrie zu entwickeln, und das in einer Zeit, in der der Klimawandel dazu führt Gebiete gefährlicher als je zuvor. „Transformationelle Anpassung ist eine echte Sache“, sagt Hopkins, Teamleiter von Emerald Tutu. „Wir können uns nicht schrittweise anpassen; wir müssen die Landschaft jetzt komplett verändern.“

Anpassung bedeutet auch, die Ozeane zu einer nachhaltigen Energiequelle zu machen. Tim Maddux, der seit über zwei Jahrzehnten als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Wave Research Lab arbeitet, sagt, dass er im Labor einen dramatischen Anstieg der Experimente mit Wellenenergiekonvertern (WECs) beobachtet habe. Hierbei handelt es sich um Geräte, die die Bewegung von Wellen mithilfe einer breiten Palette von Designs in eine Quelle nachhaltiger Energie umwandeln.

Einige dieser Entwürfe werden im Wave Research Lab zusammengestellt. Direkt neben der Wasserrinne hat die Doktorandin des US-Bundesstaates Oregon, Courtney Beringer, gerade einen Meilenstein bei ihrem WEC-Bau erreicht.

„Das ist der Tag, auf den ich zwei Jahre lang gewartet habe“, sagt Beringer, während sie und zwei Techniker mit einem Gabelstapler etwas bewegen, das wie eine Skelettversion der TARDIS von Doctor Who aussieht. Das telefonzellengroße Gerät dient während der Tests als Halterung für die kolbenförmige WEC.

Beringer freut sich zwar auf den baldigen Einsatz des Geräts, blickt aber auch viel weiter in die Zukunft, in Richtung dessen, was das US-Energieministerium als „blaue Wirtschaft“ bezeichnet. Irgendwann, sagt sie, werden viele WEC-Geräte vor der Küste schwimmen – einige so groß wie Häuser, andere so klein wie Fahrräder – und Städte mit Strom versorgen. „Es ist gut, klein anzufangen“, sagt sie. „Vielleicht werden wir mit WECs als Erstes kleine Roboter antreiben, die wissenschaftliche Messungen auf See durchführen könnten.“

Andere Forscher wollen Probleme lösen, die sie in der realen Welt erlebt haben. John Nguyen, der ein Stipendium für den Test seiner Twin Ocean Power WEC im Wave Research Lab erhält, sagte, er habe bewusst ein billiges, einfaches Design entworfen, das auch ein Laie bauen könne. Er erzählte mir per E-Mail, dass ihn seine Kindheit in Vietnam inspiriert habe, wo er sich an viele kleine Küstenstädte erinnerte, die keinen Strom hatten. „Meine Heimatstadt hatte nicht genug Strom für alle Häuser, obwohl in jedem Haus nur ein paar Glühbirnen und sonst nichts steckten. Früher hatten wir etwa drei Tage in der Woche einen Stromabschaltungsplan“, sagte er. „Seitdem habe ich darüber nachgedacht, etwas zu schaffen, das die Kraft des Ozeans nutzen kann, um Strom zu erzeugen.“ Er hofft, dass sein WEC-Modell Orte wie die Stadt, in der er aufgewachsen ist, mit Strom versorgen wird.

Viele der im Labor getesteten Geräte stammen aus der Fantasie von Forschern wie Beringer, werden aber dank des erfahrenen Maschinisten Darin Kimpton zum Leben erweckt. Ursprünglich als Feuerwehrmann und Holzarbeiter ausgebildet, scherzt Kimpton, dass er der Typ ist, der Ideen, die mit „CAD-Kleber“ – einer Anspielung auf die allgegenwärtige Design-Software – gemacht wurden, in Dinge umsetzen muss, die in der realen Welt Bestand haben.

Mehr als alles andere, erzählt mir Kimpton, liebe er es, dass er Probleme am Arbeitsplatz lösen kann. Das ist etwas, was ich während der drei Tage, die ich im Labor verbringe, oft höre. Ganz gleich, ob sie herausfinden, wie man eine WEA baut oder welche Art von Infrastruktur Küstenüberschwemmungen stoppen kann, diese Ingenieure, Wissenschaftler, Maschinisten und Designer lieben die Befriedigung, wenn sie dafür sorgen, dass die Dinge besser funktionieren.

Währenddessen steht das Team von Emerald Tutu im Inneren der Wasserrinne vor seiner bisher größten Herausforderung: einen durchnässten Chungus aus dem Wasser zu holen, um Platz für das nächste Experiment zu schaffen. Gefüllt mit Biomasse wog es trocken 1.150 Pfund. Jetzt, nach einer Testwoche, völlig durchnässt, hat sich sein Gewicht verdoppelt. Der Stoffnetzbeutel, der seine Haut bildet, wurde so konzipiert, dass er dem Ziehen und Ziehen beim Schwimmen auf dem Wasser standhält, aber nicht, um dem Herausziehen aus einer Zementrinne standzuhalten. Eine falsche Bewegung und es könnte wie ein Teebeutel aufreißen, seinen Inhalt in die Rinne ergießen und alle zu einer langen, unangenehmen Aufräumaktion zwingen.

Cira und andere Teammitglieder in Neoprenanzügen springen ins Wasser, um die Struktur zu untersuchen, während Hopkins mit einem kleinen Kanu in die Wasserrinne fährt, um zu helfen. Unterdessen positioniert der Laborforscher Miller einen Deckenkran über dem Kopf, um die durchnässte Masse aufzuhängen, die eines Tages Teil einer grünen Infrastruktur sein könnte, die das Untergehen meiner Heimatstadt San Francisco verhindert.

Während der Kran den Chungus langsam in Richtung des Betonstrandes bewegt, dreht sich die Rede um eine grüne Zukunft. „Ich möchte Emerald Tutus in New York und San Diego sehen“, sagt Hopkins. Sie stellt sich den Hafen von Boston als einen Ort vor, an dem „Smaragd-Tutu mit Wellenenergiekonvertern durchsetzt wäre“.

Wenn ich daran zurückdenke, was Beringer über ihr Projekt gesagt hat, füge ich hinzu: „Wir könnten WECs haben, die Roboter antreiben, die sich um die Chungi kümmern.“

„Das stimmt“, sagt Hopkins. „Wir könnten die Roboter die Chungi anders konfigurieren lassen, je nachdem, ob ein Sturm aufzieht.“ Dann beginnt Hopkins, noch größer zu denken. Der Klimawandel verändert die Niederschlagsmuster, sagt sie und fügt hinzu: „Ich möchte schwimmende Farmen sehen, die Stürme auf See jagen.“ Vielleicht wären sie wie Emerald Tutu gemacht, ein Netzwerk miteinander verbundener Chungi, besät mit Körnern, Kürbissen und Hülsenfrüchten, angetrieben von den Wellen, auf denen sie ritten.

Immer noch nass vom Schwimmen mit dem Chungus, kommt Teammitglied Allison Cavallo zu uns zurück und vibriert geradezu vor Aufregung. „Wir bauen hier Utopia!“ sie schwärmt.

Wenn man sich die Problemlöser in Neoprenanzügen, Schutzhelmen und vernünftigen Stiefeln ansieht und ernsthaft versucht, mit nachhaltiger Energie eine sicherere Zukunft aufzubauen, fällt es schwer, ihre Stimmung nicht zu erfassen. Die Sonne scheint schräg durch die hohen Fenster, und der Chungus hat sich an der künstlichen Küste niedergelassen und spritzt Wasser aus Dutzenden winziger Löcher. Die weiche Infrastruktur hat überlebt und mit ihr die Hoffnung auf eine blaue Wirtschaft. Für einen Moment scheint es, als wäre eine Utopie – oder zumindest eine gesündere Welt – möglich.

Annalee Newitz ist eine preisgekrönte Journalistin, Wissenschaftsautorin und Romanautorin. Ihr neuester Roman ist The Terraformers, erschienen im Januar 2023 bei Tor Books.