In der heutigen Alltagsdiskussion werden die Begriffe ‚Klima‘ und ‚Wetter‘ oft auf eine Weise gebraucht, welche die wahre Bedeutung dieser Begriffe ‚verwischt‘, was zu vielen ‚Fehldeutungen‘ führt.
WETTER & KLIMA
Wetter
In einer knappen Formulierung kann man in der deutschen Wikipedia zum Stichwort ‚Wetter‘ folgende Sätze lesen:
Zitat: „Das Wetter charakterisiert den Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt. Kennzeichnend sind die meteorologischen Elemente Strahlung, Luftdruck, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind, sowie die daraus ableitbaren Elemente Bewölkung, Niederschlag, Sichtweite etc. Das Wetter ist das augenblickliche Bild eines Vorganges (Wettergeschehen), das sich hauptsächlich in der Troposphäre abspielt. Es kann sich – im Gegensatz zur Wetterlage und Witterung – mehrmals täglich ändern.“[2]
Meteorologische Technische Begriffe (Parameter)
Das, was in diesem Zitat ‚Elemente‘ genannt wird (‚Strahlung, Luftdruck, Lufttemperatur‚), das sind ‚technische Begriffe‘ (‚Parameter‘), denen in der Wissenschaft der Meteorologie ‚bestimmte Bedeutungen‘ zukommen. Diese Bedeutungen sind so definiert, dass man ihnen im Einzelfall durch einen ‚Messvorgang‘ quantitative Größen in Verbindung mit einer bestimmten ‚Messeinheit‘ zuordnen kann (z.B. kann ich mit meinem Handy am 28.Juli 2023 um 17:50h in meiner Wohnung im Zusammenhang mit dem Begriff ‚Luftdruck‘ den Wert ‚996,762 hPa‘ messen). Solche isolierte Messwerte haben ‚für sich‘ genommen, nur eine eingeschränkte Bedeutung. Erst dann, wenn man viele verschiedene Messwerte zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten Raumgebiet gleichzeitig zur Verfügung hat, und man zusätzlich durch viel Probieren herausgefunden hat, welche ‚Menge von gleichzeitigen Messwerten‘ (Muster, Patter, charakteristische Mengen) von ‚mehreren verschiedenen meteorologischen Begriffen (Parametern)‘ ein bestimmtes alltägliches ‚Wetterphänomen‘ ‚repräsentieren‘ (z.B. ‚Regenbogen‘, ‚Kumuluswolke‘, ‚Nebel‘,…), dann kann man beim Vorliegen solcher ’spezifischer Mengen von Messwerten‘ feststellen, dass das dazu vereinbarte ‚Makro-Wetter-Phänomen‘ vorliegt oder umgekehrt, man kann vom Auftreten eines solchen Makro-Wetter-Phänomens darauf schließen, dass deswegen auch eine ’spezifische Menge von Messwerten‘ vorliegen muss.
Meteorologische Voraussagen mit Modellen
Im Alltag wissen wir, dass sich viele Eigenschaften ändern können, insbesondere jene Phänomene, die wir mit dem Wetter in Zusammenhang bringen (z.B. die Lufttemperatur, der Luftdruck, die Luftfeuchtigkeit, die Windrichtung, …). Es genügt also nicht, nur einzelne Zeitpunkte zu betrachten, sondern viele Zeitpunkte. Aus solchen Zeitreihen kann man dann Ansatzpunkte finden, ob und wie man diese Art der ‚Veränderungen in der Zeit‘ auf einer ‚theoretischen Ebene‘ beschreiben kann. Solche ‚Veränderungsregeln‘ für einen bestimmten meteorologischen Parameter werden in der Regel auch nicht isoliert betrachtet, sondern im ‚Zusammenspiel‘ mit vielen anderen Veränderungsregeln. Dies alles zusammen (meteorologische Parameter, Veränderungsregeln, Verbund von Veränderungsregeln) nennt man normalerweise ein ‚Modell‘ oder — im maximalen Fall — eine ‚Theorie‘.
Die wichtigste Eigenschaft einer Theorie besteht darin, dass man bezogen auf eine gegebene aktuelle Situation samt einer Menge von möglichen Veränderungen unter Berücksichtigung spezifischer Abhängigkeiten untereinander eine ‚Folgerung‘ generieren kann (auch ‚Prognose‘ genannt). Solche Folgerungen kann man als ‚Voraussagen‘ dafür benutzen, welche spezifischen Wetterphänomene in einer kommenden Zeitspanne in einem bestimmten Bereich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eintreten können. Da das ‚Folgern im Rahmen einer Theorie‘ bislang sehr mühsam ist, verwendet man heute meistens vereinfachte ‚Modelle‘ (realisiert als ‚Algorithmen‘), die man auf einem Computer ausführen lassen kann, so dass die Berechnung von möglichen ‚Folgezuständen‘ eines Modells beliebig oft wiederholt werden kann. So nützlich solche Modelle sind, sie haben aber den großen Nachteil, dass sie als Modell niemals ‚wahr‘ oder ‚falsch‘ sein können. Ein Simulationswert von 2 mm/m2 Niederschlag morgen um 14:00h kann man allerdings empirisch überprüfen.
Klima
Im Vergleich zum Wetter wird mit dem Begriff ‚Klima‘ versucht, ‚typische Muster‘ von meteorologischen Parameter über einen definierten Zeitraum als definierte Muster zu vereinbaren. Im Artikel ‚Klima‘ der deutschen Wikipedia findet sich folgenden kurze Charakterisierung:
Zitat: „Klima im engeren Sinne ist normalerweise definiert als das durchschnittliche Wetter, oder genauer als die statistische Beschreibung in Form von Durchschnitt und Variabilität relevanter Größen über eine Zeitspanne im Bereich von Monaten bis zu Tausenden oder Millionen von Jahren. Der klassische Zeitraum zur Mittelung dieser Variablen sind 30 Jahre, wie von der Weltorganisation für Meteorologie definiert. Die relevanten Größen sind zumeist Oberflächenvariablen wie Temperatur, Niederschlag und Wind. Klima im weiteren Sinne ist der Zustand, einschließlich einer statistischen Beschreibung, des Klimasystems.“ [1]
Also unter der Voraussetzung, dass sich ein bestimmtes Bündel von meteorologischen Parametern über einen definierten Zeitraum (standardmäßig mindestens 30 Jahre) ’nicht wesentlich‘ ändert, kann ein Meteorologe von dem Klima-Muster X sprechen, das dann und dort vorherrscht.
Angesichts der Komplexität und der Dynamik der Wetterphänomene auf dem Planeten Erde ist es generell nicht einfach, überhaupt von einem ‚Klima dann und dort‘ zu sprechen. Auch ist es nicht ganz einfach, bei Klimaänderungen immer all jene Parameter zu identifizieren, die möglicherweise eine Rolle spielen, um eine Änderung zu verursachen.
Welche Klimaphänomene man auch betrachten will, die Basis für eine ‚Rede über Klimaphänomene‘ sind die grundlegenden meteorologischen Parameter, die die primären Messwerte darstellen, und dann die unterschiedlichen meteorologischen Modelle, die versuchen, das Zusammenspiel dieser Parameter in der Zeit so zu ‚deuten‘, dass Voraussagen möglich sind. Die Genauigkeit der Voraussagen, mit der heutige Wetter- bzw. Klimamodelle täglich und stündlich benutzt werden, ist — angesichts der Komplexität — sehr bemerkenswert, geradezu beeindruckend.
ANMERKUNGEN
[1] Eine gängige Beschreibung von ‚Klima‘ findet man in der deutschen Wikipedia hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Klima.
[2] Eine gängige Beschreibung von ‚Wetter‘ findet sich ebenfalls in der deutschen Wikipedia hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Wetter (ähnlich in der englischen Wikipedia als ‚weather‘ hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Weather )
[3] Eine weit über Wikipedia hinausgehende Darstellung des Themas findet sich zusammen mit umfassenden Datenreihen beim ‚Deutschen Wetterdienst (DWD)‘ unter https://www.dwd.de/DE/Home/home_node.html;jsessionid=4B3BB17BBF13B6F9A970F3C27A01BAB7.live11041. Unter den vielen Angeboten ist auch das Wetter und -Klima Lexikon sehr hilfreich unter https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/lexikon_node.html
DER AUTOR
Einen Überblick über alle Beiträge von Autor cagent nach Titeln findet sich HIER.
Dieser Text versteht sich als ein ‚Trigger‘, der auf ein Thema verweist, das von Interesse zu sein scheint, ohne dass die vielen Aspekte des Themas hier voll ausgeleuchtet werden (können).
KONTEXT
Im Jahr 2022 hat das Thema ‚Klimaänderung‘ mit den Aspekten ‚Verursachung durch den Menschen‘ und ‚Folgen für den Menschen‘ eine hohe Aufmerksamkeit. Vielfache Phänomene lassen sich als Hinweise für die Realität einer Klimaänderung interpretieren, die vom Menschen mindestens mit verursacht sein sollen [1]. Dennoch bleibt das Thema kontrovers, da es — wie bei jedem komplexen Phänomen — trotz allem offene Fragen geben kann, auch weitere Wirkfaktoren, die man berücksichtigen könnte/ sollte.
Im folgenden Text sollen diese Fragen nicht ‚geschlichtet werden. Es geht vielmehr darum, einige wichtige Aspekte zu thematisieren, die bei der Fokussierung auf den Aspekt ‚Klima‘ alleine leicht übersehen werden können bzw. tatsächlich — in der Öffentlichkeit — aus dem Blick geraten.
KLIMA IM KONTEXT
Blickt man auf die vielen Botschaften von Naturereignissen rund um den Globus mit den heftigen Auswirkungen auf Menschen in ganzen Regionen, dann erscheinen diese Phänomene als Boten eines Klimawandels bedrohlich. Und mit den Hinweisen auf den Menschen als Verursacher von z.B. Treibhausgasen und von massiven Veränderung der Erdoberfläche und der Meere gerät der Mensch selbst immer mehr in den Fokus der Betrachtung.
ANTHROPOZÄN
Seit Jahrzehnten wird diskutiert, ob der immense Einfluss des Menschen auf den Planeten Erde — mit einer deutlichen Beschleunigung seit den 1950er Jahren — mittlerweile nicht so groß ist, dass man diese aktuelle Phase mit einer neuen Erdepochenbezeichnung entsprechend kenntlich machen sollte: Anthropozän. [2],[2b], [3] Noch ist es nicht offiziell.
Erst kürzlich haben sich Forscher zu Wort gemeldet [2c], die diese Art von Benennung irreführend finden. Mit Verweis auf das große erdgeschichtliche ‚Sauerstoffereignis‘ [2a] schlagen sie vor, nicht von einer geologischen ‚Epoche‘ zu sprechen, sondern von einem globalen ‚Ereignis‘, das die Situation auf der Erde für alle Beteiligten verändert.
Die Diskussion ist kontrovers, aber aus Sicht des Autors dieser Zeilen wird die ‚Ereignissicht‘ eher der Prozesshaftigkeit gerecht, um das Wechselspiel zwischen menschlicher Population (als Teil der Biosphäre) und ‚allem anderen‘ zu beschreiben.
ARTENVIELFALT (BIODIVERSITÄT)
Im Kontext der Diskussion um die Wechselwirkung des Menschen mit ‚allem anderen‘ wird nicht nur das aktuell sehr prominente Thema der ‚Klimaänderung aufgrund der Einwirkungen des Menschen‘ diskutiert, sondern auch z.B. das Phänomen der negativen Auswirkungen des Menschen auf die vielen anderen Lebensformen: einmal ‚verdrängt‘ der Mensch viele Arten bis hin zu ihrer völligen Auslöschung; zum anderen führen die bislang erfassten Änderungen des Klimas indirekt ebenfalls zu einem massiven Artensterben.[5], [5b]
ANTHROMES (ANTHROPOGENE BIOME)
Eine Lebensform als solche kann aber nicht ‚einfach so‘ existieren; ihre Existenz verlangt immer nach einer eigenen ‚Umgebung‘, ohne die der notwendige lebenserhaltende Prozess nicht stattfinden kann. Diese Einheit von Lebensraum und spezifischer Lebensform wird allgemein ‚Biom‘ genannt. [6c]
Ein Teilaspekt der Umgebung eines Bioms ist das ‚Land‘, das eine Lebensform benötigt. Da die Lebensform des Homo sapiens mittlerweile mehr als 3/4 der verfügbaren Landflächen für sich vereinnahmt hat [6], [6a], gibt es Vorschläge, das dem Menschen zugeordnete Biom als ‚anthropogenes Biom‘ zu bezeichnen, um seine Sonderrolle zu thematisieren. Abkürzend heißt es u.a. auch ‚Anthrom‘.
Die Grundlegung für das Konzept eines Bioms kann man bei Jakob J. von Uexküll verorten, der mit seinen Untersuchungen 1909 deutlich machte, wie spezifische eine bestimmte Lebensform auf eine bestimmte Umgebung zugeschnitten ist (wobei die jeweils anderen Lebensformen in der Umgebung jeweils auch zur Umgebung gehören). [6d], [6e]
WELT UND ‚WELTBILD‘
Im Ringen um das richtige Verständnis unserer aktuellen Situation im globalen Kontext wird deutlich, dass das Verhältnis von der ‚real existierenden Welt‘ und den verschiedenen ‚Ansichten‘ zu dieser Welt sehr vielfältig bis widersprüchlich ist. Dies ist kein Zufall. Die Art und Weise, wie wir die Welt ‚beschreiben‘ ist nicht fest vorgegeben. Jede Generation muss für sich neu klären, mit welchen Konzepten, mit welcher Sprache, mit welchen Beobachtungsmethoden will man alle jene Aspekte der realen Welt ‚gedanklich so aufbereiten‘, dass sie ‚gemeinschaftlich verstehbar‘ und ‚überprüfbar‘ werden. Im Bereich der ‚Ökologie‘, der allgemeinen Erforschung unserer Umwelt unter Berücksichtigung der Biosphäre samt den vielfältigen Prozessen, die hier involviert sind, hat sich ein Vorgehen etabliert, das als ‚theoretische Ökologie‘ [7] bezeichnet wird. Hier werden die wichtigsten Konzepte, die wichtigsten theoretischen Modelle zusammengetragen, angewendet, und überprüft. Dies fördert die begriffliche Klarheit, fördert Synergieeffekte, fördert unterschiedliche Integrationen der verschiedenen Teilaspekte.
Eine fortschreitende Theoretisierung‘ besitzt aber neue Gefahren, die darin bestehen, dass ein theoretisches Modell als solches zwar faszinieren kann, dass aber sein ‚Wirklichkeitsbezug‘ immer wieder neu, z.T. sehr aufwendig, hergestellt werden muss. Ein beeindruckendes Beispiel für Theoriebildung ist hier Stephen P.Hubbell [7a] mit seiner Theorie [7b], die aber zugleich wegen ihres Bezugs zur Realität umstritten ist. Auch Volker Mosbrugger zeigt sich in seinem Beitrag sehr ‚theoriefreudig‘, ist sich aber der Problematik der oft noch unzulänglichen Abstützung durch unvollständige Daten sehr bewusst. [5] Andere Akzente setzen Robert Ulanowicz [7c] oder Stuart Kauffman [7d].
WAS IST MIT UNS?
Mit diesem versuchten Blick auf das ‚Ganze‘ (wer den Blog ‚Philosophie Jetzt‘ kennt, der weiß, dass dies natürlich nicht wirklich das ‚Ganze‘ ist), stellt sich die einfache — und zugleich schwere — Frage, was dies dann für jeden einzelnen, für seine Region, sein Land, für den ganzen Planeten bedeutet?
Was immer als bewusstes Handeln geschehen soll, es wird nur dann als ‚gemeinsames Werk‘ gelingen, wenn alle Handelnden zu einer einigermaßen einheitlichen ‚Sicht der Dinge‘ gelangen würden, und dass diese Handelnden über ‚genügend politische Macht‘ und ‚genügend materielle Ressourcen‘ verfügen müssen, um die Einsichten auch umsetzen zu können.
Entgegen dem Mainstream-Märchen, dass Künstliche Intelligenz bei genügender Versorgung mit ‚Daten‘ schon alles richten werde — die Menschen kommen in diesem Märchen praktischerweise erst gar nicht vor –, muss man festhalten, dass die Erarbeitung einer angemessenen theoretischen Sicht auf eine komplexe Realität das menschliche Erkennen an seine Grenzen führt. Dies ist kein ‚Selbstläufer‘ sondern erfordert extreme Anstrengungen. Und damit diese Bemühungen nicht nur in den Gehirnen einzelner Spezialisten stattfinden, brauchen sie eine umfassende gesellschaftliche Kommunikation auf hohem Niveau, was ohne ein entsprechend lebendiges Bildungssystem ein Wunschdenken bleibt. Die ausreichende Bereitstellung der notwendigen Ressourcen ist damit noch nicht geklärt, auch nicht die zentrale Frage der Macht. Laut dem schwedischen V-dem Institut [8] gab es weltweit 2010 noch 32 liberale Demokratien von 208 Staaten, 2020 nur noch 16! Auch wenn man über die Details dieser Klassifikationen streiten kann, der globale Trend ist eindeutig. In nicht-liberalen Demokratien, erst Recht in totalitären Regimen, können wir ständig zerstörerische Prozesse beobachten, wo sich die Bevölkerung gegen totalitäre Machthaber erheben und diese mit brutalster Gewalt zurückschlagen, d.h. ihre eigene Bevölkerung wie Kriminelle behandeln, und sie im übrigen regelrecht ausbeuten. Moderne Technologien ermöglichen totalitären Regimen — und nicht nur diesen — eine immer umfassendere Überwachung ihrer Bürger.
Diese Phänomene sind nicht neu. In den letzten Jahrtausenden gab es viele vergleichbare Phänomene. Insbesondere kann man studieren, wie die Veränderung eines gesellschaftlich geteilten Weltbildes immer viele Generationen gebraucht hat, 100 bis 200 und mehr Jahre sind normal.
Unsere Gegenwart ist hier mit Sicherheit keine Ausnahme. Seit der großen UN Konferenz zur Nachhaltigkeit 1992 sind schon 30 Jahre vergangen und die aktuelle Verfasstheit der verschiedenen Länder ist weit davon entfernt, eine wirklich gemeinsame Reaktion zu zeigen. Auch mit einem klaren Ziel vor Augen sollten wir uns darauf einstellen, dass die Klimaänderung mit all ihren verheerenden Folgen mehr oder weniger stattfinden wird.
Festzuhalten ist: Nicht das Klima ist das Problem, sondern die Art und Weise, wie die Lebensform des Homo sapiens mit der Welt, der Biosphäre und sich selbst umgeht, das ist das zentrale Problem. Wir Menschen haben mittlerweile enorme Technologien entwickelt (und es gibt natürlich noch viel mehr), aber wir selbst haben uns in entscheidenden Fähigkeiten scheinbar kaum weiter entwickelt. Obwohl das biologische Leben auf dem Planet Erde das größte Wunderwerk ist, was in dem bekannten Universum vorkommt, glauben wir naiv, primitive Maschinen (die wir selbst entwickelt haben) wären uns überlegen. Welch grandioser Irrtum.
ANMERKUNGEN
wkp := Wikipedia
[1] Climate change in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_change
[1b] Regina Oehler, Petra Gehring, Volker Mosbrugger (Hrsg.), 2017, Reihe: Senckenberg-Buch 78, „Biologie und Ethik: Leben als Projekt. Ein Funkkolleg Lesebuch“, Stuttgart, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller) und Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
[2] ‚Anthropocene‚ in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/Anthropocene
[2a] Great oxidation event in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Oxidation_Event
[2b] Wolfgang Haber, Martin Held, Markus Vogt (Hrsg.), 2015, „Die Welt im Anthropozän“, München, Oekom-Verlag
[2c] Bauer, Andrew M.; Edgeworth, Matthew; Edwards, Lucy E.; Ellis, Erle C.; Gibbard, Philip; Merritts, Dorothy J. (Korrespondenz 16. September 2021). „Anthropocene: event or epoch?“. Nature. 597 (7876): 332
[3] Wolfgang Haber, Martin Held, Markus Vogt: „Das Anthropozän im Spannungsfeld zwischen Ökologie und Humanität“, in [1], SS.97-105 (entnommen aus [2])
[4] Drenckhahn, D. und Hacker, J. ,(Hrsg.), 2013, “ Rolle der Wissenschaft im Globalen Wandel“, Nova Acta Leopoldina NF Bd. 118
[5] Volker Mosbrugger: „Globaler Wandel der Biodiversität“, in [1], SS. 108-117 (aus [4])
[5b] E.O.Wilson, 2016, „Die Hälfte der Erde: So retten wir die Biosphäre“ , München, Verlag C.H.Beck
[5c] E.O.Wilson, 2017, „Die Hälfte der Erde: So retten wir die Biosphäre“, in [1], SS.118-120, aus [5b]
[5d] E.O.Wilson in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/E._O._Wilson
[6] Erle C. Ellis, 2020, „Anthromes“, in: Encyclopedia of the World’s Biomes, Elevier Inc. (Autor: Department of Geography & Environmental Systems, University of Maryland, Baltimore, MD, United States)
[6a] ‚Anthromes‚ auf der Webseite von Ellis: https://anthroecology.org/anthromes
[6b] ‚Anthropogenetic Biome‚ in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/Anthropogenic_biome
[6c] Biome in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/Biome
[6e] Jakob von Uexküll, 1909, Umwelt und Innenwelt der Tiere. Berlin: J. Springer. (Download: https://ia802708.us.archive.org/13/items/umweltundinnenwe00uexk/umweltundinnenwe00uexk.pdf )
[7] Theoretical ecology in wkp-edn: https://en.wikipedia.org/wiki/Theoretical_ecology
[7a] Stephen P. Hubbell in wkp-en: https://en.wikipedia.org/wiki/Stephen_P._Hubbell
In dem vorausgehenden Blogeintrag (siehe: [DH17d])
wurde in einem ersten Durchgang versucht, die großen
Linien der ’Menschwerdung des Menschen’ nachzuzeichnen.
Angesichts des Umfangs und der Komplexität
des Themas konnten viele wichtige Punkte nur grob
beschrieben werden. Hier einige ergänzende Nachträge.
II. ZEITMESSUNG
Für die Rekonstruktion der Entwicklung der
verschiedenen Menschenformen benötigt man eine
Einordnung der ’Formen’ in bestimmte Schemata,
ihre ’geologische’ Fixierung mit jeweiligen Kontexten,
sowie die Einordnung auf einer ’Zeitachse’, die einen
direkten Bezug zu den konkreten Substraten (Knochen,
Werkzeuge, …) aufweist.
Eine Einführung in diese Thematik findet sich in
dem Artikel von Günther A.Wagner [Wag07], der am
Beispiel der Zeitbestimmung des Fundes zum homo
heidelbergensis die allgemeine Problematik einer
Zeitbestimmung abhandelt.
A. Stratigraphie
Es war der Geologe Nicolaus Steno, der 1669
erkannt, dass sich die Veränderungen der Erde in
Sedimentablagerungen manifestierten, wobei die
unteren Schichten die Älteren sind. Es entstand daraus
generell die Stratigraphie die die Fossile registriert
(Biostratigraphie), ferner die Lithostratigraphie mit dem
Fokus auf dem Gestein, die Magnetostratigraphie
mit Fokus auf der Gesteinsmagnetisierung, sowie
die Klimastratigraphie, die nach Indikatoren für das
Klima sucht. In der Summe entstehen auf diese Weise
räumliche und zeitliche Netze, die man zu einer primären
geologischen zeitlichen Einteilung nutzen kann. (Siehe
dazu z.B. die Tabellen bei Wagner [Wag07]:SS.204ff)
B.Tertiär, Quartär
Die Zeit seit -2 Ma Jahren [‚Ma‘ := Millonen Jahre] wurde aufgrund der
Stratigraphie in die Abfolge der Systeme Tertiär bis -1.8
Ma Jahren und Quartär bis zur Gegenwart eingeteilt.
C. Pliozän, Pleistozän
Diese grobe Einteilung wurde anhand stratigraphischer
Kriterien weiter verfeinert in die Abteilungen Pliozän
(-2.0 bis -1.8 Ma), Altpleistozän (-1.8 bis -0.78 Ma),
Mittelpleistozän (-078 bis -0.128 Ma), Jungpleistozän
(-0.128 Ma bis -11.7 Ka) und Holozän (-11.7 Ka bis zur
Gegenwart).[‚Ka‘ := 1000 Jahre].
D. Paläolithikum
Eine andere Einteilung orientierte sich an dem
Merkmal Steinwerkzeuge . Erste Steinwerkzeuge lassen
sich in Afrika ab -2,5 Ma nachweisen, in Europa erst ab
-0.9 Ma (siehe: [WD17a]). Diese Zeit wird Altsteinzeit (Alt-Paläolithikum) genannt, Dauer bis ca.-300.000/-
200.000. Wichtige Formfelder: Acheulien . Es folgt die Mittelsteinzeit (Mittel-Paläolithikum) , die etwa um -40 Ka
endet. Wichtige Formfelder sind hier:die Moustérien , ca.
-200.000 bis -40.000; es handelt sich hier um sehr fein
gearbeitete Werkstücke in zahlreichen, auf die Funktion
hin gestalteten Formen. Typisch sind fein ausgebildete
Faustkeile. Micoquien (oder ”Keilmesser-Gruppen”),
ca. -130.000 bis -70.000. Hier findet man Keilmesser
Blattspitzen-Gruppen, die flache und ovale Werkzeuge
(Blattspitzen) nutzten. Châtelperronien bis ca. -34.000.
(regional eingeschränkt, Frankreich und Nordspanien).
Es folgt die Jungsteinzeit (Jung-Paläolithikum) die bis
zum Ende der letzten Kaltzeit dauert, die mit dem
Beginn des Holozäns zusammenfällt, etwa 11.7 Ka vor
dem Jahr 2000 (siehe dazu: [WD17d]). Der Beginn der
Jungsteinzeit fällt auch zusammen mit dem Auftauchen
des homo sapiens in Europa. Bei den Steinwerkzeugen
unterscheidet man die Formenwelt Aurignacien, ca.
40.000 bis ca. -28.000; sie markiert den Beginn der jungpaläolithischen
Kleinkunst in Europa, u.a. erste Felsbilder; Gravettien von ca.
-28.000 bis ca. -21.000, Zeithorizont der Venusfigurinen. Solutréen von ca. -22.000 bis ca. -18.000; Magdalénien
von ca. -18.000 bis ca. -12.000.
E. Holozän
Der Beginn des Holozäns (-9.7 Ka oder ’11.7 Ka
vor dem Jahr 2000’) ist gekennzeichnet durch einen
starken Klimaanstieg, der zu starken Veränderungen
in Fauna und Flora geführt hat (man nennt es auch
’drastische ökologische Restrukturierungen’ (siehe
dazu: [WD17d])). Die Zeit -9.7 Ka bis -6 Ka nennt
man auch Alt-Holozän. Riesige Eismassen schmelzen
und die Erdoberfläche hebt sich um viele Meter. Im
nachfolgenden Mittelholozän (ca. -6 Ka bis -2.5 Ka)
gab es einerseits ein Klimaoptimum, das positive
Lebensräume schuf. In einem Klimapessimus (von
ca. -4.1 Ka bis -2.5 Ka) wurde es deutlich kühler und
trockener; viele Wüsten kehrten wieder zurück. Die
Menschen zogen sich in die Flussgebiete zurück, was
zur Ausbildung komplexer Ansiedlungen führte. Es kam
zu Zusammenbrüchen ganzer Kulturen, zu erzwungenen
Wanderungen sowie Eroberungen. Das anschließende
Jung-Holozän (von ca. -2.5 Ka bis heute) ist u.a.
durch einen Wechsel weiterer Kalt- und Warmzeiten
gekennzeichnet.
Innerhalb des Holozäns werden anhand spezieller
Kriterienbündel weitere Unterteilungen vorgenommen.
Epipaläolithikum, Mesolithikum, Neolithikum
Am Beispiel der Begriffe Epipaläolithikum, Mesolithikum,
Neolithikum wird deutlich, wie sich Kriterien, die im
Rahmen der Stratigraphie zur Anwendung kommen
können, aufgrund von Zeitverschiebungen zwischen
verschiedenen Regionen sowie durch parallele
Kriterienbündel überlappen können.
Die Bezeichnung Mesolithikum (Mittelsteinzeit) trifft
eigentlich nur auf das nacheiszeitliche Europa zu (siehe:
[WD17f]), während der Begriff Epipaläolithikum in er
gleichen Zeit angewendet wird, aber eher auf Regionen
die kaum bis gar nicht von nacheiszeitlichen Eiswechsel
betroffen waren (siehe [WD17c]).
2. Neolithikum
Dagegen bezieht sich der Begriff Neolithikum (Jungsteinzeit)
auf ein Bündel von Faktoren, die zusammen
den Charakter dieser Phase beschreiben: die Domestizierung
von Tieren und Pflanzen, die Sesshaftigkeit der
Bauern (Nomadismus auf Viehhaltung basierender Kulturen),
die Verbreitung geschliffener Steingeräte (Steinbeile,
Dexel), sowie Ausweitung des Gebrauchs von
Gefäßen aus Keramik (siehe [WD17e]). Eine Zuordnung
des Beginns dieser Phase in absoluten Zahlen ist aufgrund
der regionalen Zeitverschiebungen im Auftreten
der Phänomene schwankend, frühestens beginnend mit
ca. -11.5 Ka.
F. Anthropozän
Aufgrund der immer stärker werdenden Einwirkung
des Menschen auf die Lebensbedingungen der Erde,
wird diskutiert, ob man die Zeit ab der Englischen
Industriellen Revolution als Anthropozän bezeichnen
sollte (siehe: [WD17b]). Es gibt sehr viele Indikatoren,
die solch eine neue Gliederung nahe legen, allerdings
konnte man sich noch nicht auf einen Anfangszeitpunkt
einigen; mehrere Szenarien stehen zur Auswahl.
G. Chronometrie
Wie aus den vorausgehenden Abschnitten deutlich
werden kann, lassen sich mittels der Stratigraphie
und gut gewählter Kriterien räumlich und zeitlich
abgrenzbare Phasen/ Perioden herausheben, diese
dann benennen, um auf diese Weise eine erste
geologisch motivierte Struktur zu bekommen, an die
sich weitere archäologische Kriterien anbinden lassen.
Will man nun diese relativen Zuordnungen mit
absoluten Zeitangaben verknüpfen (Chronometrie),
dann benötigt man dazu einen Zeitstrahl, der Uhren
voraussetzt, d.h. Prozesse, die hinreichend regelmäßig
in gleichen Abständen Ereignisse erzeugen, die man
abzählen kann.
Wagner beschreibt eine Reihe von solchen ’Uhren’,
auf die die Archäologie zurückgreifen kann; manche
sind recht neuen Datums (siehe: [Wag07]:SS.207ff).
Anhaltspunkte sind z.B. jahreszeitliche Wechsel,
Klimaänderungen, Baumringe (Dendrologie),
Sedimentablagerungen (Warvenchronologie), Eiskerne,
astronomische gesteuerte Ereignisse (wie jene, die
durch die Milanković-Zyklen hervorgerufen werden), Magnetismus, und Eigenschaften der Radioaktivität.
Da die Energiebilanz auf der Erdoberfläche zu
mehr als 99.9% von der Sonneneinstrahlung gespeist
wird, kommt den Parametern Neigung der Erdachse,
Rotationsgeschwindigkeit sowie Erdumlaufbahn
eine fundamentale Bedeutung zu. Schon geringe
Schwankungen hier können zu weitreichenden
Klimaänderungen führen (Stichwort: Milanković-
Zyklen)(siehe: [Wag07]:S.216 und [WD17g]). Da sich die
astronomischen Verhältnisse ziemlich genau berechnen
lassen, kann man die Annahmen des Milanković-
Zusammenhangs direkt experimentell an messbaren
Energiesignalen in den Ablagerungen überprüfen. Die
Autoren Zöller, Urban und Hambach zeigen auf, wie man
die Klimasignale in Meeressedimenten, Lössschichten
und Eisbohrkernen mit den berechneten astronomischen
Parametern korrelieren kann (siehe: [ZUH07], hier z.B.
die Tabelle auf S.87). Auf der Basis dieser ca. 50
globalen Warm- und Kaltzeiten in der Zeit ab ca. -2.5
Ma kann man dann ein Gerüst aufbauen, das mit
absoluten Zahlen versehen werden kann (siehe aber
auch hier [WD17g]).
Aus Stratigraphie und Chronometrie
kommt man damit zu einer Chronologie (Terminologie
von Wagner [Wag07]:S.207). Zu den Forschungen
zur Chronometrisierung von Eiszeiten siehe auch den
ausführlichen Artikel von Masson et al. [MDSP10].
III. PALÄONTOLOGIE UND PALÄOBIOLOGIE
Während im vorigen Blogbeitrag [DH17d] auf eine
Vielfalt von Disziplinen hingewiesen worden ist, die bei
der Analyse der biologischen Entwicklungsprozesse
involviert sind, soll hier das Augenmerk nur auf die
beiden Disziplinen Paläontologie und Paläobiologie
gelegt werden.
Wie Robert Foley herausarbeitet (siehe: [Fol98]),
brauchen beide Disziplinen einander. Die Paläobiologie
kann mittels molekularbiologischer und genetischer
Methoden die Abhängigkeitsbeziehungen zwischen
verschiedenen Lebensformen immer genauer
bestimmen, so genau, wie es die Paläontologie niemals
kann, aber die Paläobiologie kann dafür nicht die
Kontexte der Gene, die begleitenden geologischen,
sozialen, technologischen und sonstigen Elemente
erfassen; dies kann nur die Paläontologie.
Dieses Zusammenspiel demonstriert Foley am
Beispiel der Diskussion um die Abstammungslinien
der Gattung homo. Während die Vielfalt der
paläontologischen Funde viele mögliche Hypothesen
über Abstammungsverhältnisse ermöglichten, konnten
paläobiologische Untersuchungen aufzeigen, dass es
(i) aufgrund der ersten Auswanderungswelle aus Afrika
(ab ca. -1.6 Ma) viele Besiedlungsprozesse in Europa
und Asien gab, dass aber (ii) diese Lebensformen
keine genetischen Austauschverhältnisse mit dem
homo sapiens eingegangen sind, der in einer zweiten
Auswanderungswelle ab ca. -100 Ka von Afrika aus
über Arabien ca. -70 Ka nach Asien vordrang und erst
ab ca. -40 Ka nach Europa kam. (iii) Speziell zum
Neandertaler, der seit ca. -200 Ka vor allem in Europa
auftrat lässt sich sagen, dass es keine nennenswerten
Genaustausch gab. Außerdem zeigte sich (iv), dass der
Genpool aller neuen Lebensformen außerhalb von Afrika
verglichen mit dem Genpool afrikanischer Lebensformen
sehr eng ist. Daraus wird gefolgert, dass alle bekannten
Lebensformen von einer sehr kleinen homo sapiens
Population in Afrika abstammen müssen.(Vgl. zu allem
[Fol98]).
IV. ABSTAMMUNGSLINIEN
Die von Foley angesprochene Methodenproblematik
der Paläontologie wird von den Autoren Hardt und Henke
in ihrer Untersuchung zur ”Stammesgeschichtlichen
Stellung des Homo heidelbergensis” (siehe: [HH07]) sehr
ausführlich am Beispiel der Klassifizierungsgeschichte
des Fundes homo heidelbergensis in Mauer diskutiert.
Die Paläontologischen Deutungsversuche waren bis
in die Mitte des 20.Jahrhunderts gekennzeichnet von
einer gewissen (unwissenschaftlichen) Beliebigkeit,
die keine wirklichen Prinzipien erkennen ließ.
Das Klassifizierungssystem von Carl von Linné (1707 –
1778) mit Art (species), Gattung (genus), Ordnung
(ordo) und Klasse (classis) ist rein begrifflich-logisch
eine Sache, diese Konzepte aber konsistent mit
empirischen Merkmalen zu assoziieren, eine andere.
Bis in die 60er und 70er Jahre des 20.Jahrhunderts
hielt man z.B. an der Interpretation fest, dass es eine
Abfolge gibt von h.africanus zu h.habilis zu h.erectus
zu h.sapiens (siehe: [HH07]:S.188). Die Vermehrung
der Funde weltweit, die Zunahme von Varianten,
das Feststellen von Ähnlichkeiten und Unterschieden
dort, wo sie nach den bisherigen Interpretationen
nicht hätten vorkommen sollen, die zunehmende
Verbesserungen der Methoden, die Steigerung der
Präzision, die Einbeziehung der Paläobiologie, dies alles (und mehr)
führte zu mehrfachen Erschütterungen der bisherigen
Interpretationsansätze. Eines der Ergebnisse war,
dass homo erectus keine valide europäische Spezies
(Art) war. (siehe: [HH07]:S.192). Auch wurde klar,
dass alle bekannten Arten sich auf einen Ursprung
in Afrika zurückführen lassen, wenngleich in zwei
unterschiedlichen Auswanderungswellen: eine um -1.8
Ma und eine viel spätere um -100 Ka mit dem homo
sapiens. Die Nachfahren der ersten Out-of-Afrika Welle
haben sich mit den Nachfahren der zweiten Out-of-Afrika
Welle genetisch nicht vermischt (siehe: [HH07]:S.192f).
Wie nun die modernen Einordnungsversuche zum
homo heidelbergensis zeigen (siehe den Überblick bei
[HH07]:SS.200ff)), gibt es bislang vier große Szenarien,
zwischen denen eindeutig zu entscheiden, noch nicht
mit letzter Eindeutigkeit möglich ist.
Das Thema der wachsenden Vielfalt (Diversität)
der entdeckten Lebensformen und das Problem ihrer
Einordnung wird bei Foley intensiv diskutiert (siehe
[Fol10]). Angesichts der Zunahme der Funde zum
Stamm der hominini (Pan (Schimpansen) und homo
(Menschen)) thematisiert Foley gezielt das Problem
der Klassifizierung von Funden mit dem Modell der
’Art’ (Spezies), da die Vielfalt der möglichen Kriterien
einerseits und der bisweilen fließende Übergang von
Formen im Rahmen einer evolutiven Entwicklung klare
Grenzziehungen schwer bis unmöglich machen. Foley
plädiert daher dafür, den Art-Begriff nicht absolut
zu sehen sondern als ein analytisches Werkzeug
[Fol10]:S.71.
Eine Grundeinsicht in all der aktuellen Vielfalt ist allerdings
(sowohl im Licht der Paläontologie wie auch der
Paläobiologie), dass nicht nur der Stamm der hominini
auf einen rein afrikanischen Ursprung hindeutet, sondern
auch die überwältigende Mehrheit der Primatengattungen
[Fol10]:S.69.
V. GEHIRNVOLUMEN
Bild 1: Anwachsen der Gehirnvolumen (cm^3) mit Daten von Storch et.al (2013) sowie Foley (2010)
Ein interessantes Detail ist der Zuwachs des Gehirnvolumens
von ca. 320 – 380 cm^3 bis dann ca. 1000 –
1700 cm^3 im Zeitraum von ca. -7.2 Ma bis zu ersten
Funden des homo sapiens (siehe: [SWW13]:S.474). Man
beachte dabei, dass die Gehirnvolumina in der Auflistung
von [SWW13]:S.474 nicht relativ zum Körpergewicht
gewichtet sind. Für die Zeitachse wurden außerdem nicht alle
verfügbaren Daten aufgetragen, sondern anhand der
Liste von Foley [Fol10]:S.70f nur jeweils das zeitlich
erste Auftreten. Die Kurve im Bild 1 zeigt, wie das
Gehirnvolumen immer steiler ansteigt (bisher). Diese Volumenangaben
streuen jedoch sehr stark (bis zu 50% Abweichung vom Mittelwert).
VI. WISSENSCHAFTSPHILOSOPHISCHES
Wie sich in den vorausgehenden Diskussionen andeutet,
repräsentieren die Paradigmen von Paläontologie
und Paläobiologie zwei eigenständige Methodenbündel,
die ihre volle Leistung aber erst in einem gemeinsamen
Rahmen entfalten, in dem ihre individuellen
Daten in einen übergeordneten Zusammenhang – auf
einer Metaebene – zusammengebaut werden. Weder die
Paläontologie für sich noch die Paläobiologie für sich
bieten solch eine Metaebene explizit an. Im Interesse
der Sache wäre es aber gut, wenn das Zusammenspiel
beider Methodenbündel in einem gemeinsamen theoretischen
Rahmen explizit möglich wäre. Wie könnte dies
geschehen?
A. Ein Theorieschema für Paläontologie mit Paläobiologie
Im Rahmen eines Theorieprojektes, bei dem cagent
beteiligt ist (siehe: [DH17b]) wird gezeigt, wie man
im Rahmen der Vorgehensweise des allgemeinen
Systems Engineerings das Verhalten von Menschen in
Aufgabenkontexten theoretisch beschreiben kann. Die
Details finden sich in dem Abschnitt, der üblicherweise
als ’Mensch-Maschine Interaktion’ bezeichnet wird (EN:
’Human-Machine Interaction (HMI)) (siehe: [DH17a]).
Die beiden Grundkonzepte dort sind ’Userstory
(US)’ und ’Usermodel (UM)’. In der Userstory wird das
Verhalten von Akteuren beschrieben (Menschen oder
geeignete Maschinen (Roboter…), die eine Reihe von
Aufgaben in einer definierten Umgebung abarbeiten.
Diese Darstellung ist rein ’beobachtend’, sprich: wird
aus einer ’Dritten-Person-Perspektive’ (EN: ’3rd Person
View’) vorgenommen. Die inneren Zustände der
beteiligten Personen bleiben unbekannt (Akteure als
’black boxes’). Will man innere Zustände dieser Akteure
beschreiben, dann bedeutet dies, dass man Annahmen
(Hypothesen) über die inneren Zustände samt ihren
Wechselwirkungen treffen muss. Dies entspricht der
Konstruktion einer Verhaltensfunktion Φ#, die beschreibt,
wie die angenommenen ’Input-Ereignisse (I)’ des
Akteurs in die angenommenen ’Output-Ereignisse (O)’
des Akteurs abgebildet werden, also # Φ: I → O.
Solch eine hypothetische Verhaltensfunktion ist Teil
einer umfassenden Struktur <I, O, Φ>. Diese Struktur
stellt einen minimalen Theoriekern dar, in den die
hypothetische Verhaltensfunktion Φ eingebettet ist. Wie
man diesen Theoriekern mit der Verhaltensfunktion im
einzelnen ausfüllt, ist im allgemeinen Fall beliebig. Die
einzige Anforderung, die erfüllt werden muss, besteht
darin, dass die Abfolge der Input-Output-Ereignisse {(i1; o1), …} der Theorie mit der vorgegebenen Userstory
übereinstimmen muss. Darin drückt sich aus, dass die
Userstory aus Sicht des Usermodells den vorgegebene
Kontext darstellt, analog zur Erde als vorgegebenem
Kontext zu den biologischen Systemen.
Angewendet auf den Ausgangsfall Paläontologie und
Paläobiologie bedeutet dies, man kann die Paläontologie
aus Sicht einer Metatheorie verstehen als eine Userstory,
in der alle Rahmenbedingungen fixiert werden, die man
empirisch fassen kann; die verschiedenen biologischen
Systeme sind dann die identifizierten Akteure, für
die man jeweils Usermodelle konstruieren könnte,
die das Verhalten dieser Akteure in der definierten
Userstory beschreiben. Hier käme die Paläobiologie
ins Spiel, die durch Annahmen über das Genom
und Annahmen über ursächliche Zusammenhänge
zwischen Genom einerseits und Körperbau und
Verhalten andererseits, Beiträge für eine mögliche
Verhaltensfunktion leisten kann. Dazu kämen auch noch
die Vergleiche zwischen den verschiedenen Genomen
bzw. zwischen den verschiedenen Verhaltensfunktionen,
die auf Abhängigkeitsbeziehungen schließen lassen
würden.
Aufgrund der großen Komplexität sowohl bei der
Erstellung der Userstory wie auch der verschiedenen
Usermodelle werden alle dieser Modelle natürlich nur
Annäherungen sein können. Die heute angewendeten Modelle
sind allerdings auch nur Annäherungen, ihnen fehlen
allerdings nahezu alle formalen Eigenschaften, die sie
zu theoretischen Strukturen im Sinne einer empirischen
Theorie machen würden.
B. Simulationsmodelle für Paläontologie mit Paläobiologie
Sofern man sich auf das obige wissenschaftsphilosophisch
motivierte Theorieparadigma einlassen würde, würde sich
relativ schnell ein rein praktisches
Problem ergeben. Schon das Hinschreiben einfacher
Userstories und insbesondere Usermodelle führt sehr
schnell zu einem großen Schreibaufwand. Dieser
immer größere Schreib- und dann auch Lese- und
Ausführungsaufwand verlangt ziemlich direkt nach
computergestützten Verfahren der Simulation.
Dazu bräuchte man mindestens zwei Computerprogramme:
eines, durch das die Eigenschaften und die
Dynamik der Userstory simuliert würden, ein anderes
für die verschiedenen Usermodelle.
Ganz konkret bieten sich für diese Anforderungen
eine Unzahl möglicher Softwareumgebungen an. Für
den Neustart des ’Emerging Mind Projektes’ des INM
ab September 2017 (siehe: [DH17c]) wird zur Zeit mit
folgender Software und Hardware geplant:
Für schnelle, kleine Modellierung wird sowohl das
freie Mathematikpaket ’scilab’ benutzt (scilab.org)
wie auch das freie Kreativprogramm ’processing’
(processing.org).
Für komplexe Anwendung mit Anspruch auf einen
realistischen Einsatz auch in der realen Welt mit
realen Robotern wird das Betriebssystem ’ubuntu’
(ubuntu.com) benutzt und dazu die Middleware
’ROS (:= Robotic Operating System)(ros.org).
Als Hardware kann dazu nahezu alles benutzt werden,
was es gibt, auch eher ältere Geräte. Dies ist
für Anwendungen im Bereich Schulen (und auch
Hochschulen) sehr günstig, da es hier meist an
Geld mangelt (trotz aller Schönwetterparolen der
Deutschen Politiker).
[DH17d] Gerd Doeben-Henisch. Menschenbild. Vorgeschichte bis zum homo sapiens. ÜberlegungenPhilosophie Jetzt, ISSN 2365-5062, URL: cognitiveagent.org.
[Fol98] Robert Foley. The context of human genetic evolution, (8):339–347, 1998. Journal: Genom Research (GR).
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[HH07] Thorolf Hardt and Winfried Henke. Zur stammesgeschichtlichen Stellung des Homo heidelbergensis, In Günther A. Wagner, Hermann Rieder, Ludwig Zöller, Erich Mick (Hg.), Homo heidelbergensis. Schlüsselfund der Menschheitsgeschichte, SS. 184–202. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 2007.
[MDSP10] V. Masson-Delmotte, B. Stenni, K. et.al., Pol. Epica dome c record of glacial and interglacial intensities, (29):113–128, 2010. Journal: Quaternary Science Reviews, URL: doi:10.1016/j.quascirev.2009.09.030.
[SWW13] Volker Storch, Ulrich Welsch, Michael Wink, (Hg.) Evolutionsbiologie, Springer-Verlag, Berlin – Heidelberg, 3.Aufl., 2013.
[Wag07] Günther A. Wagner. Altersbestimmung: Der lange Atem der Menschwerdung, In Günther A. Wagner, Hermann Rieder, Ludwig Zöller, Erich Mick (Hg.), Homo heidelbergensis. Schlüsselfund der Menschheitsgeschichte, SS. 203 -225. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 2007.
[WD17a] Wikipedia-DE. Altpaläolithikum. 2017.
[WD17b] Wikipedia-DE. AnthropozÄn. 2017.
[WD17c] Wikipedia-DE. Epipaläolithikum. 2017.
[WD17d] Wikipedia-DE. HolozÄn. 2017.
[WD17e] Wikipedia-DE. Jungsteinzeit. 2017.
[WD17f] Wikipedia-DE. Mesolithikum. 2017.
[WD17g] Wikipedia-DE. Milanković-Zyklen. 2017.
[ZUH07] Ludwig Zöller, Brigitte Urban, Ulrich Hambach. Klima und Umweltveränderungen während des Eiszeitalters, In Günther A. Wagner, Hermann Rieder, Ludwig Zöller, Erich Mick (Hg.), Homo heidelbergensis. Schlüsselfund der Menschheitsgeschichte, SS. 84–112. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 2007.
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