Tag: Römer

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Von Himalaya unter der Antarktis bis Lemuren singen Oper

Ein Trümmerfeld unter dem Eis der Antarktis deutet auf ein einst massives Bergmassiv am heutigen Südpol hin. Sichtbar ist es aus zweierlei Gründen nicht mehr. - Foto: Nancy Pauwels/iStock

Ein Gehirn = zwei Organe?

Dass linke und rechte Hirnhälfte unterschiedliche Funktionen steuern, ist bekannt. Auch, dass graue und weiße Substanz eigene Aufgaben haben, wissen wir. Aber hätten Sie gedacht, dass Ihr Gehirn eigentlich zwei unabhängige Organe sind? Demnach entwickelt sich das Hinterhirn, das unter anderem Herzschlag und Atmung steuert, aus anderen Zellen als das Mittel- und Vorderhirn, die uns Reflexe und Denkvermögen verleihen. Dennoch gehen beide im frühesten Entwicklungsstadium auf das sogenannte Ektoderm zurück, dessen Bildung beim Menschen etwa drei Wochen nach der Befruchtung beginnt. Bereits in dieser Phase „entstehen gleichzeitig zwei parallele Gehirnvorläufer“, so die Forscher aus Kalifornien, einschließlich unterschiedlicher aktiver Gene. Hühner, Zebrafische und Meereswürmer weisen diese Unterteilung ebenfalls auf. (ger)
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Römischer Münzschatz in NRW entdeckt

Auf einem Acker bei Wesseling in Nordrhein-Westfalen haben Archäologen einen Schatz aus mehr als 900 römischen Silbermünzen ausgegraben. Der Großteil des Geldes stammt aus der Zeit von Kaiser Hadrian der 117–138 n. Chr. regierte und stellt mit insgesamt 3,1 Kilogramm Silber ein beträchtliches Vermögen dar. „Damit handelt es sich um den größten Münzschatz aus dieser Zeit in Deutschland, weltweit ist es der fünftgrößte“, erklärt Landesarchäologe Dr. Erich Claßen. Wieso und von wem das wertvolle Gut vergraben wurden, ist nicht bekannt. Der Schatzfund wird nun erstmalig im LVR-Landesmuseum Bonn gezeigt. (kms)

Ein Teil der über 900 entdeckten Münzen bei Wesseling in Nordrhein-Westfalen.

Foto: Marcel Zanjani/LVR-Amt für Bodendenkmalpflege im Rheinland

Himalaya unter der Antarktis

99,5 Prozent der Antarktis ist heute von Eis bedeckt. Daher lassen sich Rückschlüsse auf die Geologie im Untergrund nur anhand voreiszeitlicher Spuren und Fernerkundungen wie Bohrkernen ziehen. Ein solches Blickfenster machten sich Geologen um Bei Chen von der Australischen Nationaluniversität zunutze. Ihre Studie ergab, dass sich unter der Eisdecke 650 bis 450 Millionen Jahre alte Schichten befinden, die zu jener Zeit entstanden, als sich der Großkontinent Gondwana bildete. Dabei könnte ein Gebirge von der Größe des Himalayas entstanden sein, das später vollständig erodierte und heute nur noch als riesige Ansammlung von Sediment unter dem Ewigen Eis ruht. (kms)
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Selbst heilende Pilz-Kleidung

Rund 65 Prozent aller Fasern auf dem Weltmarkt sind aus Kunststoff, was der Umwelt schadet. Um die Textilindustrie nachhaltiger zu machen, suchen Forscher seit Langem nach Alternativen – einschließlich Pilzen. Bisherige Bemühungen scheiterten daran, dass bei der Herstellung die Pilzzellen starben und ein zerbrechliches Endprodukt entstand. Nun haben chinesische Forscher das fadenförmige Myzel der Puppen-Kernkeule (Cordyceps militaris) benutzt, um flexible, lebende Stoffbahnen zu fertigen. Ihr Stoff konnte jegliche Farben annehmen, vor UV-Strahlen schützen und Muster wachsen lassen. Außerdem konnte der Prototyp eines Kleides seine eigenen Risse mit Wasser und Pilzflicken heilen. Trotz der positiven Ergebnisse handelt es sich bei der Entwicklung noch nicht um ein tragfähiges und alltagstaugliches Kleidungsstück. (ts)
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Die Puppen-Kernkeule (Cordyceps militaris) gehört zu den Schlauchpilzen und kommt in Europa vor.

Foto: Jose Ramon Pato/Wikimedia Commons | CC BY-SA 2.0

T. rex war Warmblüter

Für viele erinnern Dinosaurier optisch eher an Echsen als an die Vorfahren unserer Vögel. Dabei war der König der Fleischfresser – Tyrannosaurus rex – ein gar nicht so kaltblütiges Reptil, wie viele denken. Tatsächlich haben US-amerikanische Paläontologen um Robert Eagle ganz ohne Messen der Körpertemperatur entdeckt, dass T. rex ein Warmblüter war. Hierfür fühlten sie „Thomas“, einem Tyrannosaurus-Skelett aus Los Angeles auf den Zahn. Denn ein warmblütiges Tier weist in seinem Zahnschmelz weniger chemische Bindungen auf als ein kaltblütiges Tier. Das Ergebnis: 36 °C – fast genauso viel wie bei Menschen. Damit ist der Beweis erbracht, dass der Tyrann unter den Echsen ein schneller Räuber war und keine träge, sich in der Sonne aalende Bestie. (kms)
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Sonne wird vorhersehbar

Zu wissen, wann unsere Sonne erneut in ihrem Aktivitätsmaximum ist, hilft den Menschen, sich auf mögliche technische Störungen durch Sonneneruptionen vorzubereiten. Um deren Vorhersage zu verbessern, haben sich Forscher um Sandra Chapman von der University of Warwick mit dem elfjährigen Sonnenzyklus und seinem alles andere als sanften Wechsel beschäftigt. Dabei entdeckten sie, dass der abrupte „Umschaltpunkt“ von einem zum nächsten Zyklus und die Zahl seiner Sonnenflecken einen Hinweis auf die Stärke des kommenden Zyklus liefert. Was genau das für die Zukunft bedeutet, wird sich in zwei Jahren zeigen: dann beginnt der neue Zyklus 26. Erste Prognosen deuten auf eine ähnlich starke Sonne wie im aktuellen Zyklus hin. (ts)
Sonneneruption, aufgenommen von der Sonde «Solar Orbiter»

Sonneneruption, aufgenommen von der Sonde „Solar Orbiter“

Foto: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA/dpa

Was wäre, wenn Yellowstone ausbricht?

Vor etwa 631.000 Jahren ereignete sich in der heutigen USA eine Katastrophe: der Supervulkan Yellowstone brach aus. Würde unsere moderne Zivilisation ein solches Ereignis überleben? Dieser Frage gingen Ilan Kelman, Professor für Gesundheit, und der Geologe Matthew Blackett nach. Beide kommen zu dem Entschluss: „Ja, aber …“ Zunächst sorgt der Ausbruch für enorme Mengen Asche und weit verwüstete Landschaften. Alle Überlebenden werden in den folgenden Monaten mit Erkrankungen durch schlechte Luft, verschmutztes Wasser und andere Spätfolgen konfrontiert. Lieferketten und Stromnetze brechen zusammen, Industrie und Landwirtschaft kommen zum Erliegen und die globale Temperatur sinkt um bis zu 1,5 °C. Insgesamt könnte die Weltbevölkerung auf 7,9 Milliarden Menschen sinken – davon hätten 4,8 Milliarden keinen sicheren Zugang zu Trinkwasser. (kms)
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Lemuren performen wie Opernsänger

Oft staunen wir, wie Opernsänger mit Leichtigkeit in höchsten Tönen singen. Nun haben Forscher der University of Warwick herausgefunden, dass der Indri (Indri indri), der weltweit einzige bekannte singende Lemur, offenbar eine auffallend ähnliche Gesangstechnik einsetzt. Dabei koordinieren die Primaten aus Madagaskar ihre Mundöffnung mit der Frequenz ihrer Gesänge. Kurz gesagt: Je höher die Tonhöhe des Gesangs, desto weiter öffnen Indris ihren Mund, um ihn zu singen. Dieses Talent nutzen die Affen, um sich über große Entfernungen mit anderen Gruppen austauschen zu können. (kms)

Der Indri ist weltweit der einzige bekannte singende Lemur.

Foto: Artush/iStock

Unordnung für grünen Wasserstoff

Platin, Iridium und Ruthenium sind für die Wasserelektrolyse ebenso wichtig wie verflucht: Sie sind (zu) teuer. Eine mögliche Lösung fanden indische Forscher um Prof. Ranganathan in sogenanntem einschichtigen amorphen Kohlenstoff. Anders als die höchst geordnete Struktur in Graphen verfügt dieser über Unregelmäßigkeiten, Verzerrungen sowie Berge und Täler. Genau jene begünstigen laut Berechnungen die Bildung von Wasserstoff und könnten – so sich die Ergebnisse bestätigen – die Platinmetalle als Katalysatoren ersetzten. Ob, und wann sie tatsächlich zum Einsatz kommen ist offen. Sowohl die experimentelle Bestätigung als auch Untersuchungen zur Gesamtreaktion, zur Herstellung und zur Haltbarkeit stehen aktuell noch aus. (ts)
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Beeren gegen Fett

Fettansammlung in Muskelzellen stellt ein großes Gesundheitsproblem dar, das durch Faktoren wie fettreiche Ernährung, Bewegungsmangel und Alterung begünstigt wird. Sie verringern die Fähigkeit des Körpers, Glukose und Fettsäuren effizient zu verwerten, was die metabolische Flexibilität und die Insulinresistenz beeinträchtigt. Ein einfaches Mittel dagegen, kommt aus dem Obstregal, wie eine neue Studie aus Japan zeigt. Laut den Forschern um Professor Takakazu Mitani hilft das natürlich vorkommende Polyphenol in Heidelbeeren, Trauben und anderen Beeren eine übermäßige Fettansammlung zu verhindern. (ger)

Beeren verhindern eine übermäßige Fettansammlung in den Muskeln.

Foto: Zakharova_Natalia/iStock

Erde wird runder – und weniger rund

Entgegen der kindlichen Vorstellung ist der Erdball keine perfekte Kugel, sondern an ihren Polen leicht abgeflacht und am Äquator gewölbt. Doch natürliche Prozesse wie schmelzendes Eis oder Plattentektonik verändern die Form. Und um das besser zu verstehen, hat der griechische Geologe Prof. Christoforos Kotsakis satellitengestützte Messdaten untersucht. Dabei entdeckte er, dass sich die Pole zu heben und der Äquator abzusenken scheint, womit die Erdmasse runder wird. Gleichzeitig flacht laut Daten das masseabhängige Schwerefeld stärker ab, womit die tatsächliche Erdform möglicherweise unrunder wird. (ts)
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Sprache entstand am Lagerfeuer

Sprache und Feuer gelten als Marker des Menschseins – und beides könnte in puncto Erfindung enger miteinander verknüpft sein, als bislang erwartet. Eine Theorie besagt, dass unsere Vorfahren zunächst mittels Gesten kommunizierten. Das ist jedoch zeitlich begrenzt, denn im Dunkeln sind Handzeichen schwer bis nicht mehr wahrnehmbar. Forscher um Catherine Hobaiter von der Universität St. Andrews vermuten deshalb, dass Geschichtenerzählen am Lagerfeuer wesentlich zur Sprachentwicklung beitrug. Weil das Licht zu schwach war, hätten die frühen Menschen zu den Gesten auch Laute benötigt, um sich zu unterhalten. Dies wiederum soll letztlich die sozialen Bindungen untereinander gestärkt und Wissen vermittelt haben, wodurch der Mensch zu seinem erfindungsreichen Ich kam. (kms)

Einer Theorie zufolge könnte Lagerfeuer bei der Entwicklung der Sprache geholfen haben.

Foto: Dmytro Aslanian/iStock

Strand, Meer, Mars

Weite Sandstrände und das Rauschen der Wellen im weiten Ozean: Was wie Urlaub in der Südsee klingt, soll die Vergangenheit des Mars vor Milliarden Jahren gewesen sein. Den Beweis wollen chinesische Forscher mit ihrem Rover „Zhurong“ erbracht haben, der 2021 auf dem Roten Planeten landete. Seine Bilder zeigen Schichten, die nicht wie Sanddünen, Einschlagskrater oder Lavaströme aussehen. Vielmehr seien sie Spuren von Wellen, die an der Küste brandeten und allmählich die von den Flüssen ins Meer gespülten Sedimente verteilten und ablagerten. Dies stützt die Annahme, dass der Mars einst große eisfreie Gewässer besaß und nicht wie heute ein zumindest oberflächlich kalter, trockener und staubiger Planet war. (ts)
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Gehen bringt Verdauung in Schwung

Die Darmgesundheit spielt eine entscheidende Rolle für das allgemeine Wohlbefinden, wobei Verstopfung eines der am weitesten verbreiteten Verdauungsprobleme ist. Dennoch bleibt sie oft unbemerkt oder unbehandelt, bis sie das tägliche Leben beeinträchtigt. Unter den vielen Ansätzen zur Behandlung von Verstopfung sticht körperliche Aktivität als eine der einfachsten und am häufigsten empfohlenen Maßnahmen hervor, wie eine neue Studie von japanischen Forschern untermauert. So zeigten Yohei Otaka und Kollegen, dass bereits wenige Minuten Bewegung nach dem Essen den Darm in Schwung bringt. Wie passend, dass dies die letzte Meldung in dieser Übersicht ist. (ger)

Bereits wenige Minuten laufen kann die Verdauung in Bewegung bringen und Verstopfungen vorbeugen.

Foto: Anton Borisov/iStock

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Guter Beton: Deutsche wollen bauen wie die Römer

Das aus römischem Beton gebaute Pantheon steht seit 1.800 Jahren und hat zahlreiche Erdbeben und Plünderungen überstanden. - Foto: Alessandro Panerati/iStock

In Kürze:

  • Römischer Beton hatte im Vergleich zu dem heutigen klassischen Beton deutlich mehr Bestandteile als Sand, Kalk und Wasser.
  • Das verlieh dem antiken Baustoff Selbstheilungskräfte und setzte bei seiner Herstellung weniger Kohlenstoffdioxid frei.
  • Deutsche Forscher wollen den alten Beton reproduzieren und eine antike Zutat, vulkanische Asche, durch verbrannte Abfälle ersetzen.
  • Zusätzlich sollen gut verfügbare und kostengünstige Substanzen den neuen alten Beton schneller härten lassen und den Selbstheilungseffekt imitieren.
 
Wein, Essig und Olivenöl – sie verfeinern seit Jahrtausenden nicht nur die mediterrane Küche, sie könnten auch als besondere Würze in der antiken Baukunst gedient haben. Denn möglicherweise haben die Zutaten dazu beigetragen, dass ein antiker Baustoff heute noch Maßstäbe setzt und in der Materialwissenschaft für Rätsel sorgt: römischer Beton.
Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass er bemerkenswert stabil ist, Risse von selbst kittet und deshalb besonders langlebig ist. Die römischen Baumeister konnten ihn so zusammenmischen, dass er, anders als der normale heutige Zement, Salzwasser widerstand und Hafenanlagen zu dauerhaften Bauwerken machte.
Sein heute vielleicht überzeugendster Vorzug: Bei seiner Produktion wurde weniger Kohlenstoffdioxid (CO₂) freigesetzt als bei der Herstellung von modernem Zement. Wie die Römer diese Eigenschaften erreicht haben, ist bis heute nicht völlig klar.
Vor allem die Klimafreundlichkeit und Langlebigkeit des römischen Betons haben es der Materialwissenschaft angetan. So forscht unter anderem ein Team um Bettina Lotsch vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart an dieser Superformel.

Moderne Stolpersteine

Viele Institutionen streben danach, den Beton nachhaltiger zu machen, weil dieser viel verwendete Baustoff Schätzungen zufolge rund acht Prozent der globalen CO₂-Emissionen ausmache. Hinzu kommt die relativ kurze Haltbarkeit der Bauwerke.
„Beton hält in den gemäßigten Breiten etwa 70 Jahre, in den Tropen höchstens 30“, sagt Sebastian Bette, beteiligter Forscher am Max-Planck-Institut.
Dann müsste ein Bauwerk repariert werden, doch oft hilft nur abreißen und neu bauen. Um die Haltbarkeit zu erhöhen und auf diese Weise Emissionen zu senken, suchen die Forscher Inspiration bei den Römern. Doch die ist nicht so leicht zu finden. „Unser Wissen über römischen Beton ist begrenzt“, so Bette. „Die Römer haben über ihren Beton zwar viel aufgeschrieben, das ist aber nicht immer aufschlussreich.“
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In den Aufzeichnungen werden auch Wein, Öl und Essig als Zutaten erwähnt. Warum sie untergemischt wurden, ist unklar. Möglicherweise sollten Essig- und Weinsäure die Aushärtung beeinflussen.
Auch wie römischer Beton erfunden wurde, haben die Jahrtausende vernebelt. Angefangen hat es vermutlich mit Mörtel zwischen Steinblöcken. Mit der Zeit wurden die Steine immer kleiner und der Anteil des Mörtels immer größer, bis man schließlich bei Beton landete.

Beton – ein chemisches Kuddelmuddel

Dass die Bauindustrie nicht einfach auf ein Rezept der alten Römer zurückgreifen kann, liegt auch daran, dass es das eine Rezept nie gab. Denn der Baustoff wurde nicht wie heute in großen Fabriken, sondern in kleinen Handwerksbetrieben hergestellt. Diese setzten oft ihre eigenen Mixturen an.
Bei der Rekonstruktion kommen auch die ausgeklügelten analytischen Verfahren, die der Materialwissenschaft heute zur Verfügung stehen, an ihre Grenzen. Zum einen weil das Baumaterial über die Jahrtausende verwittert ist. Zum anderen, weil Beton zwar nach einem geradezu banalen Massenprodukt klingt, er es aus wissenschaftlicher Sicht aber nicht ist. Das gilt sowohl für antiken Beton als auch für seine modernen Nachfolger.
So gibt es im abgebundenen Beton 20 bis 30 unterschiedliche kristalline Phasen. Eine Phase bezeichnet in der Chemie einen Stoff von einheitlicher chemischer Zusammensetzung und Struktur. Bei einem Kuddelmuddel von bis zu 30 Phasen ist es schwierig, sich einen Überblick zu verschaffen.
Der komplizierte Aufbau überrascht vielleicht auch deshalb, weil zumindest heutiger Beton im Wesentlichen aus drei ein­fachen Zutaten zusammengemischt wird: Sand, Wasser und natürlich Zement als Bindemittel. Die Komponenten bestehen teilweise schon aus verschiedenen chemischen Verbindungen, und beim Abbinden entstehen weitere.

Heutiger Beton ist im Wesentlichen ein Sand-Kalk-Wasser-Gemisch.

Foto: Cineberg/iStock

Zudem verwendet die Industrie Zusätze, um die Eigenschaften zu modifizieren. Im Fall des häufigsten verwendeten Portlandzement ist dies beispielsweise Calciumoxid, auch Branntkalk genannt. Vermischt mit Ton und den Zusätzen wird daraus Zementklinker gebrannt.
Aus Sicht von Klimaschützern ist der Branntkalk bedenklich, da seine Produktion viel Energie kostet und große Mengen an CO₂ freisetzt. Gleichzeitig zieht Branntkalk zum Aushärten nachweislich Kohlenstoffdioxid aus der Umgebung und bindet dieses. Den Römern war dies egal, denn für ihren Beton kam ohnehin nur wenig Calciumoxid zum Einsatz.

Vulkanasche als wesentliche Zutat

Stattdessen mischten römische Baumeister Vulkanasche hinein. Sie enthält Puzzolane, also Aluminiumsilikate, die Calciumoxid ersetzen können. Doch aus verschiedenen Gründen ist es so gut wie unmöglich, ein antikes Rezept in die Gegenwart zu übertragen.
„Römischer Beton brauchte Wochen zum Aushärten“, erklärt der beteiligte Forscher Artem Shevchenko. „Heute will man die Stockwerke eines Gebäudes aber möglichst schnell hintereinander gießen.“

Das Pantheon in Rom besitzt unter anderem eine massive Betonkuppel.

Foto: TomasSereda/iStock

Zudem gäbe es nicht genug Vulkanasche und es musste der richtige Vulkan sein. Infrage kämen nur jene, die feine Asche erzeugen, damit sie chemisch reaktiv ist und als Bindemittel dienen kann.
In öffentlichen Gebäuden wie dem Pantheon oder dem Kolosseum findet sich nur die Asche vom Vesuv nahe Pompeji. Bauherren für private Gebäude scheinen da flexibler gewesen zu sein.
So ergab eine Analyse der Villa Capo di Bove in Rom, dass auch auf heimisches Rohmaterial zurückgegriffen wurde. Für die anschließende Therme mischten die Römer dem Beton sogar Tonscherbe bei, damit die Becken auch auf lange Sicht dem Wasser standhielten. Denn das leicht saure Badewasser greift normalen Beton mit der Zeit an, sodass er schließlich reißt.

Müll statt Vulkanasche

Wie die Römer früher benötigen auch heutige Bauherren Beton für verschiedene Zwecke. Doch ein Punkt unterscheidet beide: Während die römische Mischung damals scheinbar frei und unproblematisch war, benötigen moderne Ingenieure exakt definierte Zusammensetzung und möglichst immer gleiche Eigenschaften nach DIN-Norm. Dabei könnte sich Mut zur Vielfalt auch für die heutige Zeit auszahlen. „Vielleicht können wir auch die Zusammensetzung von modernem Beton stärker variieren“, so Bette.
Gerade der antike Baustoff zeigt, dass er Jahrtausende überdauern kann, obwohl er keine DIN-Norm erfüllt. Die Variabilität könnte vor allem für ein Vorhaben hilfreich sein: der Beimischung von Asche aus Müllverbrennungsanlagen. Diese variiert wie Vulkanasche in ihrer Zusammensetzung, gilt aber wegen mitunter kritischer Bestandteile als nicht praxistauglich.
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Eine schlechte Zutat ist etwa Aluminium. Dieses reagiert beim Aushärten von Beton mit der alkalischen Lösung in den Poren des Materials, wobei Wasserstoff entsteht. Der würde den Beton aufsprengen und das Gebäude zerbröseln, bevor es überhaupt fertig ist. Zwar könnten diese untauglichen Bestandteile vorher aus der Müllasche entfernt werden, jedoch kostet das derzeit noch viel Energie.
Doch es gibt auch interessante Komponenten. Eine davon ist die sogenannte anorganische Asche – ein wildes Gemisch verschiedener Mineralien, die den Bestandteilen der Vulkanasche ähneln und als Bindemittel für CO₂ dienen könnten.
Inwieweit Asche aus der Müllverbrennung also künftig in den Beton gerührt werden und möglicherweise ein Umweltproblem lösen kann, muss noch weiter intensiv erforscht werden, so die Forscher.

Geheime Zutat für weniger CO₂

In anderer Hinsicht inspiriert die Antike die Forscher zu Ergebnissen, die schneller praxisrelevant werden könnten. Es geht um Beton, der wie sein römisches Vorbild wenig Zementklinker enthält und deshalb klimafreundlich ist, aber für die meisten Bauvorhaben zu langsam aushärtet.
„Wir haben unter anderem einen Zusatz gefunden, der gut verfügbar, preiswert ist und die Härtung von CO₂-armem Beton offenbar so beschleunigen könnte, dass er praktisch eingesetzt werden könnte“, erklärt Bette. Mehr könne er jedoch nicht verraten, weil die Untersuchungen noch andauern.
Auch bei der Frage, warum römischer Beton so langlebig ist, haben die Wissenschaftler Fortschritte gemacht. Ausschlaggebend sind die Selbstheilungskräfte, die dem heutigen Beton fehlen. Dies könnten die Römer mit Strätlingit erreicht haben – einem natürlichen Mineral, dass Wasser aufnimmt und dadurch anschwillt.
„Das könnte die Selbstheilungskraft von Beton erklären“, glaubt Shevchenko. „Wenn Beton reißt, dringt dort Feuchtigkeit ein. Strätlingit kann diese Feuchtigkeit aufnehmen, sich dabei ausdehnen und einen Riss verschließen.“

Ein Stück des Römerkanals, auch Eifelwasserleitung genannt, in Buschhoven nahe Bonn. Das Aquädukt wurden aus römischen Beton (auch opus caementicium genannt) gefertigt und mit gemauerten Bögen aus Naturstein versehen.

Foto: Haspi, Wikimedia Commons | CC BY-SA 3.0

Außerdem entdeckten die Forscher im römischen Beton das siliziumhaltige Katoit, eine Schwesterverbindung von Strätlingit. Ob und wie dieses Mineral die Eigenschaften des Betons beeinflussen könnte, ist noch unklar.
Um noch besser zu verstehen, was den römischen Beton so besonders macht und wie moderner Beton langlebig und nachhaltig wird, müssen die Forscher noch viel tun. Dazu gehört die gründliche Untersuchung der wichtigsten oder gar allen Bestandteilen des antiken Betons.
Spekulation wird aber vermutlich bleiben, ob die Römer bewusst Wein, Öl und Essig in ihren Beton mischten, um dessen Eigenschaften zu beeinflussen. Vielleicht waren die Zutaten auch als Gaben an die Götter gedacht, damit diese die Bauwerke auf ewig stehen ließen.
Mit Material der Max-Planck-Gesellschaft.
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Ein Blick in das antike Steinhauer-Handwerk

Die Werke griechischer Steinhauer faszinieren bis heute die Menschen. - Foto: Poike/iStock

In Kürze:

  • Die antiken Griechen sind heute für ihre Steinhauer und großen Werke weltberühmt, wobei Marmor zu den beliebtesten Materialien gehörte.
  • Vieles zur Bearbeitung der Steine übernahmen die hellenischen Handwerker von den Alten Ägyptern, entwickelte aber auch ab dem 4. Jh. v. Chr. neue Methoden.
  • Über die gesamte Herstellung betrachtet, war der Transport der Steinblöcke vermutlich der teuerste Aspekt.
  • Allgemein genossen Steinhauer ein hohes Ansehen in der antiken Gesellschaft.
 
Stein ist eines der frühesten Materialien, das der Mensch verarbeitet. Während unsere Vorfahren anfangs kleine messerähnliche Werkzeuge in Form von Faustkeilen und Kratzern herstellten, weitete sich die Bearbeitung von Steinen später auf Kunstgegenstände und Gebäude aus und das Handwerk der Steinhauer entstand.
Am prägendsten für die europäische Kultur waren die Arbeiten griechischer Steinhauer. Vieles von ihrem Wissen hatten sie von älteren Hochkulturen wie den Ägyptern, doch verfeinerten sie das Handwerk und hoben es so auf ein ganz neues Niveau.

Antike Steinhauer ohne Scheu

Obwohl wir heute dank zahlreicher Schriftquellen vieles über die alten Griechen wissen, sind mit großer Sicherheit einige Methoden der antiken Steinbearbeitung im Laufe der Zeit verloren gegangen.
Eines ist jedoch früher wie heute gleich: Die Wahl des Werkzeuges hängt maßgeblich vom zu bearbeitenden Gestein ab. Besonderer Faktor ist dabei die Härte, die heute mit der Mohs-Skala und ihren zehn Referenzmineralen bestimmt wird.
Diese Härteskala reicht von Talk (Grad 1), dem weichsten Material bis zu Diamant (Grad 10), dem härtesten, natürlich vorkommenden Mineral. Für Gesteine mit dem Härtegrad 1 bis 6 reichen Werkzeuge aus Bronze für die Bearbeitung aus, während Materialien ab Mohshärte 7 nur noch mit Eisen oder Stahl zu bearbeiten sind.
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Diese Wiener Gedenktafel für den in Deutschland geborenen Mineralogen Carl Friedrich Christian Mohs (1773–1839) stellt seine Härteskala dar.

Foto: Doris Antony/Wikimedia Commons | CC BY-SA 4.0

Wie selbstverständlich wagten sich antike Steinhauer ohne Angst auch an härtere Gesteine und fertigten daraus mit großer Handwerkskunst und Geschick äußerst raffinierte Stücke. Dazu gehören nicht nur riesige Tempel, realistische Statuen und millimetergenau gearbeitete Reliefs aus Marmor, sondern auch Schmuck aus teils gravierten Edelsteinen oder dünnwandige Trinkbecher.
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Mykenische Vase aus Marmor-ähnlichem Kalkstein, ca. 1750–1050 v. Chr., ausgestellt im Archäologischen Nationalmuseum in Athen.

Foto: Carl Ha/Wikimedia Commons | CC BY-SA 4.0

Heute kommen dafür nicht selten modernste Techniken wie Hochleistungssägen und Diamantbohrer zum Einsatz. Doch wie haben die Menschen in der Antike das geschafft?

Vom Felsen zum Steinblock

Eines der beliebtesten Materialien der antiken Griechen war Marmor. Dieser lag nicht nur in Hülle und Fülle vor den Toren der antiken Städte, sondern war wegen seiner Eigenschaften auch gut zu bearbeiten.
Bereits ab dem 8. Jh. v. Chr. begannen griechische Steinhauer mit der Fertigung kunstvoller Skulpturen. Das dafür benötigte Material bekamen sie auf Bestellung aus den ihnen nächstgelegenen Steinbrüchen, von denen heute rund 20 bekannt sind. Lediglich für besondere Werke wie Tempel bediente man sich an hochwertigerem und weiter entfernt gelegenen Lagerstätten.
Die ersten griechischen Statuen, die antike Bildhauer schufen, waren stilistisch stark an das ägyptischen Skulpturen angelehnt

Die ersten griechischen Statue, sogenannte Kouroi, stammen aus der archaischen Epoche und waren stilistisch stark an ägyptische Skulpturen angelehnt.

Foto: gemeinfrei

Die Blöcke selbst wurden mittels nassen Keilen aus Holz oder Eisen sowie Bogenbohrern aus dem Felsen gebrochen. Ihre Größe orientierte sich zunächst an den damaligen Ochsenkarren, die für den Transport der tonnenschweren Brocken verwendet wurden. Später, als Holzschlitten und andere Methoden der Bewegung erfunden wurden, konnten auch größere und schwerere Steinblöcke bewegt werden.

Mit Keilen und Hämmern wurden auch in der Antike die Blöcke aus dem Felsen geschlagen.

Foto: Reiner Flassig/Wikimedia Commons | CC BY-SA 2.0 DE

Dieser Wandel zeigt sich auch an den Kunstwerken selbst. Während beispielsweise Säulen zunächst immer aus einzelnen Trommeln bestanden, die mittels Steckprinzip zusammengesetzt wurden, konnten kleinere Exemplare später am Stück gefertigt werden.
Nach dem Abbau beförderten sogenannte Drehhebel aus Holz die Steinblöcke auf die Transportmittel. Von dort ging es über eigens für den Abbau angelegte Straßen weiter. Dabei versuchte man, so wenig wie möglich über Land zu transportieren und mehr über Schiffe, die bis zu 450 Tonnen laden konnten. Um die Blöcke umzuladen, gab es in den Häfen Holzkräne.
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All das machte den Transport vermutlich zum teuersten Punkt der gesamten Produktion. Nur selten fanden Halbfabrikate oder bereits fertige Werke den Weg zu ihrem Bestimmungsort, sodass die eigentlichen Arbeiten erst in lokalen Werkstätten stattfanden.

Aus einem Block wird Kunst

Die ersten griechischen Steinhauer arbeiteten wie ihre Kollegen aus dem Alten Ägypten gleichmäßig an einem Werk. Dies bedeutet, dass bei Statuen etwa nicht zuerst der Kopf, dann der Körper und zum Schluss die Füße gefertigt wurden, sondern alles gleichzeitig.
Zunächst malten die Steinhauer ihre Grundform auf den Block auf oder ritzten sie ein, um sie dann mit gröberen Werkzeugen wie Zweispitz und Spitzhammer schichtweise von allen Seiten „freizulegen“. Weitere Arbeiten wurden dann mit verschiedenen Meißeln vorgenommen und Feinheiten schließlich mit Zahneisen und Zahnflächen.
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Auch in späteren Epochen nutzen Steinhauer noch Spitzhammer für ihre Arbeit.

Foto: gemeinfrei

Ein tieferer Blick auf antike Marmorwerke lässt zudem einen weiteren Unterschied zu neuzeitlichen Stücken erkennen: Sie waren nicht poliert. Statt einer glänzenden Erscheinung hatten frühe antike Steinhauerprodukte leicht raue Oberflächen.
Archäologen vermuten, dass dies mit der Bemalung der marmornen Tempel und Statuen zu tun hat, denn diese waren früher nicht so hell wie wir heute denken. Vielmehr kamen zahlreiche Pigmente zum Einsatz, die den weißlichen Marmor in bunte Farben tauchten.
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Erst ab dem 4. Jh. v. Chr. wurde auch bunter Marmor abgebaut. Etwa zeitgleich begannen die Steinhauer auch ihre Werke zu polieren, wie Bearbeitungsspuren an dem berühmten Parthenon in Athen zeigen.
Ein erneuter Wandel setzte ab dem 1. Jh. v. Chr. ein, als die Steinhauer das Prinzip der ganzheitlichen Bearbeitung verwarfen. Dank neuer Messverfahren, Schnüren, Loten und Holzrahmen übertrugen sie nun ein Gipsmodell, das als Vorlage dient, auf den Stein. Damit konnten sie erst die Vorderseite und dann die Rückseite einer Statue anfertigen.
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Dieses Grabrelief aus der Antikensammlung Berlin ist aus dem berühmten, cremefarbenen pentelischen Marmor.

Foto: Hahaha/Wikimedia Commons | CC BY-SA 2.5

Spuren kleiner und großer Steinhauer

Nach getaner Arbeit erhielten Statuen und Co. häufig Markierungen der Bildhauer. So sind unter anderem die Namen zahlreicher Künstler erhalten geblieben. Und diese Handwerker waren in der Gesellschaft hochgeachtet.
Einer der berühmtesten griechischen Bildhauer war Phidias (um 500–420 v. Chr.). Er war nicht nur der kreative Kopf für den Parthenon, sondern auch der Erbauer der Zeusstatue aus Gold und Elfenbein. Sie gehört zu den sieben antiken Weltwunder und war einst in Olympia zu sehen.
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Diese Skulptur soll den berühmten Bildhauer Phidias darstellen.

Foto: Yair-haklai/Wikimedia Commons | CC BY-SA 3.0

Und genau dort haben Archäologen auch die Werkstatt von Phidias entdeckt. In dem 32×18×15 Meter großen Bau befanden sich sogar noch Werkzeuge, Materialien und ein Becher mit der Beschriftung „ich gehöre Pheidias“.
Eine weitere Bildhauer-Werkstatt entdeckten Forscher kürzlich auf der griechischen Insel Paros, die für ihren weißen parischen Marmor bekannt ist. Hier arbeiteten Steinhauer zwischen 323 und 31 v. Chr. an ihren Stücken wie unter anderem Marmorreste und zahlreiche unvollendete Statuen zeigen.
Werkstatt von Steinhauer Phidias

Blick auf die ausgegrabenen Überreste der Werkstatt des Phidias.

Foto: banvega/iStock

Obwohl das antike Steinhauer-Handwerk nur einen Teil der damaligen künstlerischen Fertigkeiten abbildet und zahlreiche Stücke im Laufe der Zeit verloren gegangen sind, zählen sie heute zu den Meisterleistungen der Menschheit. Mit Mut setzten die Handwerker neue Maßstäbe und inspirierten Künstler noch tausende Jahre später. Ihr Können ist wahrhaft in Stein gemeißelt.
Quellen:
  • Rolf M. Schneider (2006), doi.org/10.1163/1574-9347_dnp_e724700
  • John B. Ward-Perkins et al., Marble in Antiquity (London 1992).
  • Carl Blümel, Griechische Bildhauer an der Arbeit (Berlin 2016).
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Verlorene Geschichten: Goldenes Zeitalter kannte Zehntausende Sprachen

In den letzten zwei Jahrtausenden ging die Vielzahl der Sprachen bereits zurück – lange vor Mittellater und dem modernen Kolonialismus, der bisher als Ursache galt. - Foto: fotografo/iStock

In Kürze:

  • Heute existieren rund 7.500 gesprochene oder gebärdete Sprachen. Vor rund 12.000 Jahren könnten es 4.500 bis 6.200 Sprachen gewesen sein.
  • Dazwischen steig die Sprachenvielfalt möglicherweise sogar auf mehrere Zehntausend Sprachen vor 1.000 bis 3.000 Jahren.
  • Der Rückgang der sprachlichen Vielfalt setzte offenbar mit der Ausbreitung großer Staaten und Imperien ein – lange vor dem Kolonialismus Europas.
  • Heutige Sprachen stellen eine kleine, historisch verzerrte Auswahl und Relikte der früheren Sprachenvielfalt dar.
 
Ein internationales Forschungsteam aus Spanien, den USA und Deutschland hat plausible Entwicklungsverläufe der globalen Sprachenvielfalt über die vergangenen 12.000 Jahre rekonstruiert. Die nun veröffentlichte Studie legt nahe, dass die sprachliche Vielfalt während eines Großteils des Holozäns zunahm, vor etwa 1.000 bis 3.000 Jahren einen bemerkenswerten Höhepunkt erreichte und anschließend rasch zurückging.
Weltweit sprechen oder gebärden Menschen heute rund 7.500 Sprachen. Dies ist jedoch nur eine Momentaufnahme in einer Geschichte ständigen Wandels. Wie viele Sprachen gab es vor den ersten schriftlichen Zeugnissen? Verringerte die Einführung der Landwirtschaft die sprachliche Vielfalt, weil expandierende Bauernpopulationen kleinere Jäger- und Sammlergruppen verdrängten? Oder führte das Bevölkerungswachstum zunächst zu mehr Möglichkeiten für die Entstehung neuer Sprachen?
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Bislang wurden diese Fragen „nicht aus Mangel an theoretischem Interesse, sondern aufgrund der außergewöhnlichen Schwierigkeit, die relevanten Dynamiken empirisch zu erforschen, nur begrenzt nachgegangen“, erklärte Studienautor Marcus Hamilton von der University of Texas at San Antonio. „In dieser Arbeit wird ein innovativer Ansatz vorgestellt, um die Dynamiken menschlicher kultureller Vielfalt in der Vergangenheit besser zu verstehen. Damit widmet sie sich einer der zentralen und zugleich schwierigsten Fragen der Humanwissenschaften.“

Geschichte ohne schriftliche Zeugnisse rekonstruieren

Für die Zeit vor dem Schriftgebrauch vor rund 6.000 Jahren fehlen direkte Hinweise auf die Zahl der Sprachen nahezu vollständig und bleiben bis in die jüngere Vergangenheit lückenhaft. Die Forscher kombinierten daher ethnografische Informationen, Schätzungen zur prähistorischen Bevölkerungsgröße sowie statistische und soziokomputationale Modelle. Dabei handelt es sich um computergestützte Simulationen, die menschliches Verhalten und soziale Interaktionen nachbilden.
Ausgangspunkt waren ethnografische Daten von 171 Jäger-, Sammler- und Fischergesellschaften, deren traditionelle Subsistenzwirtschaft und Mobilität durch den Kontakt mit Nahrungsmittel produzierenden Populationen noch nicht nachhaltig verändert worden waren. Mithilfe dieser Daten schätzten die Forscher die wahrscheinliche Größenverteilung ethnolinguistischer Gruppen zu Beginn des Holozäns.
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Diese Schätzungen kombinierten sie mit Rekonstruktionen, denen zufolge die Weltbevölkerung vor 12.000 Jahren zwischen 4,4 und sieben Millionen Menschen umfasste. Wenn man davon ausgeht, dass ethnolinguistische Gruppen damals in der Regel jeweils eine eigene Sprache hatten, ergaben die Modelle für das frühe Holozän einen Schätzwert von rund 4.500 bis 6.200 Sprachen. Weiter gefasste, ebenfalls plausible Schätzungen reichten von etwa 3.300 bis 7.800 Sprachen.
„Eine erste Überraschung war, dass es unmittelbar vor der Einführung der Landwirtschaft weltweit vermutlich keinen außergewöhnlich großen Sprachreichtum gab“, so sagt Russell Gray.
Gray ist Direktor der Abteilung für Sprach- und Kulturevolution am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig. Weiter sagte er, „Höchstwahrscheinlich gab es sogar weniger Sprachen als heute. Die sprachliche Vielfalt nahm dann über Jahrtausende hinweg zusammen mit der wachsenden menschlichen Bevölkerung zu.“

Zehntausende Sprachen

Landwirtschaft, technologische Innovationen und eine stabilere Nahrungsmittelproduktion ermöglichten ein starkes Wachstum der Weltbevölkerung. Gleichzeitig wurden Gesellschaften größer – und immer mehr Menschen konnten sich dieselbe Sprache teilen.
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Um diese gegenläufigen Prozesse abzubilden, modellierten die Forscher Tausende möglicher Entwicklungsverläufe, die Schätzungen für den Beginn des Holozäns mit der Gegenwart verbinden. Die Modelle erlaubten eine Zunahme der Anzahl von Menschen pro Sprache im Laufe der Zeit und berücksichtigten zugleich unabhängige Rekonstruktionen des globalen Bevölkerungswachstums.
Auch wenn der genaue Verlauf unsicher bleibt, ergaben die Modelle durchweg ein auffälliges Grundmuster: Die sprachliche Vielfalt nahm während des größten Teils des Holozäns zu und erreichte vor 1.000 bis 3.000 Jahren ihren Höhepunkt. Viele Modellverläufe deuten auf eine Zunahme um den Faktor zehn im Vergleich zum frühen Holozän hin – die Anzahl der Sprachen dürfte auf ihrem Höhepunkt also bei mehreren Zehntausend gelegen haben.
„Das überraschendste Ergebnis ist, dass dieser Höhepunkt offenbar erst sehr spät erreicht wurde. Die größte sprachliche Vielfalt könnte demnach nicht in der Altsteinzeit, sondern erst in Zeiten expandierender Staaten und früher Imperien bestanden haben“, ergänzte Claire Bowern von der Yale University.
Die Autoren bezeichnen diese Phase als sprachliches „Goldenes Zeitalter“. Bisherige Debatten ignorierten diese Epoche weitgehend – unter anderem, weil die meisten historischen Quellen von jenen expandierenden Gesellschaften stammen, deren Sprachen sich schließlich durchsetzten.
Heute existierende Sprachen und ihr Gefährdungsstatus (erstellt auf Basis einer Kartenvorlage von „Natural Earth“ unter Verwendung von Daten aus Glottolog 5.3 und Informationen aus GlottoScope). In der Grafik sind Sprachen, die nur wenige oder keine Sprechenden mehr haben, rot bzw. orange gekennzeichnet. Nicht gefährdete Sprachen sind gelb, Sprachen, deren Sprechende zu einer dominanteren Sprache überwechseln, hellgrün und bedrohte Sprachen grün. Foto: Grafik von © Claire Bowern

Heute existierende Sprachen und ihr Gefährdungsstatus (erstellt auf Basis einer Kartenvorlage von „Natural Earth“ unter Verwendung von Daten aus Glottolog 5.3 und Informationen aus GlottoScope). In der Grafik sind Sprachen, die nur wenige oder keine Sprecher mehr haben, rot bzw. orange gekennzeichnet. Nicht gefährdete Sprachen sind gelb; Sprachen, deren Sprechende zu einer dominanteren Sprache überwechseln, hellgrün und bedrohte Sprachen grün.

Foto: Claire Bowern/Yale University via Max-Plank-Gesellschaft

Sprachenverlust vor Beginn des modernen Kolonialismus

Auf das goldene Zeitalter der Sprachen folgte ein rascher Rückgang, insbesondere in den letzten zwei Jahrtausenden. Die Ergebnisse dieser Studie stellen somit die gängige Vorstellung infrage, nach der die Bedrohung von Sprachen vom Aussterben erst mit der europäischen Kolonialexpansion vor rund 500 Jahren begonnen habe.
Zweifellos hat der europäische Kolonialismus die Verdrängung von Sprachen enorm verstärkt. Die neuen Modelle legen jedoch nahe, dass dieser Prozess tiefere Wurzeln hat: in der Expansion früherer Vielvölkerstaaten und Imperien. Diese brachten einst getrenntlebende Bevölkerungsgruppen in dauerhaften Kontakt miteinander und verbreiteten gemeinsam mit politischen Institutionen, Technologien, kulturellen Praktiken und Krankheitserregern auch dominante Sprachen.
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Das Modell identifiziert nicht, welche konkreten Imperien, Regionen oder historischen Ereignisse den globalen Rückgang der sprachlichen Vielfalt verursacht haben. Es zeigt jedoch, dass bereits vor der heutigen Zeit eine sehr starke Verringerung der sprachlichen Vielfalt stattgefunden haben muss.

Heutige Sprachen haben einen Flaschenhals durchlaufen

Dieser Verlust bedeutet, dass die heute gesprochenen Sprachen keine repräsentative Stichprobe all der Sprachen sind, die einst existierten. Während die Sprachen jener Populationen, die expandierten, eine überproportional hohe Überlebenschance hatten, verschwanden die Sprachen jener Populationen, die aufgenommen wurden, verdrängt wurden oder schrumpften.
Dieser historische Flaschenhals könnte auch die weltweite Verbreitung grammatischer Strukturen, Laute und anderer sprachlicher Merkmale beeinflusst haben. Forscher erklären weit verbreitete Merkmale oft damit, dass sie besonders leicht zu erlernen sind, die Kommunikation effizienter machen oder gut an die menschliche Kognition angepasst sind. Die neue Studie legt jedoch nahe, dass auch demografische Expansion und Aussterben berücksichtigt werden müssen.
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„Die Sprachen, die wir heute sehen, sind die Überlebenden eines massiven und hochgradig selektiven historischen Flaschenhalses. Ein sprachliches Merkmal ist nicht deshalb häufig, weil es von Natur aus überlegen ist, sondern weil es zufällig von Bevölkerungen getragen wurde, die expandierten. Aussterbeprozesse könnten die sprachliche Vielfalt viel stärker geprägt haben, als uns bisher bewusst war“, sagt Erstautor Damian Blasi der unter anderem an der Harvard University forscht.
Da Sprachen häufig im Zusammenhang mit religiösen Praktiken, Verwandtschaftssystemen, sozialen Institutionen und anderen Formen kulturellen Wissens weitergegeben werden, nehmen die Autoren an, dass dieser Flaschenhals auch andere Bereiche umfasste. Viele kulturelle Traditionen könnten ebenfalls verschwunden sein, ohne direkte historische Spuren zu hinterlassen.

Ein Modell, keine prähistorische Volkszählung

Die Forscher betonen, dass es sich bei der Studie um eine grobe globale Rekonstruktion handelt und nicht um eine direkte Zählung prähistorischer Sprachen. Die Schätzungen basieren auf Annahmen über die Größe früher ethnolinguistischer Gruppen und den langfristigen Zusammenhang zwischen Population und Sprachenanzahl.
Zweifellos verliefen regionale Entwicklungen unterschiedlich, und kurzfristige Einbrüche infolge von Krieg, Krankheiten oder Umweltveränderungen lassen sich mit dem Modell nicht einzeln rekonstruieren. Dennoch blieb über eine große Bandbreite von Modellbedingungen und alternativen Prämissen hinweg stets dasselbe zentrale Muster bestehen.
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Laut den Ergebnissen war die Geschichte der Sprachenvielfalt also kein einfacher, kontinuierlicher Rückgang ausgehend von einer hohen Diversität in der Altsteinzeit. Vielmehr nahm die Sprachenvielfalt mit dem Anstieg der Weltbevölkerung zunächst zu, erreichte einen außergewöhnlichen, jedoch nur kurzlebigen Höhepunkt und ging anschließend weltweit stark zurück. (sm/ts)
Mit Material der Max-Planck-Gesellschaft