Der Klang der Bäume

Violin_restoration
Dieser Beitrag wurde am 23. Juli 2014 veröffentlicht und ist möglicherweise nicht mehr aktuell.

Wie hören sich Bäume an? Das Rauschen der Blätter im Wind, das Knarzen von Ästen, der Klang von Holz bei Geigen und Gitarren… Der Artikel beleuchtet beispielhaft drei unterschiedliche akustische Aspekte.

Geräusche bei Trockenheit

In einem Forschungsprojekt untersuchen die Zürcher Hochschule der Künste und die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) die Töne und Klänge von Bäumen. Dafür wurde eine Kiefer mit hochempfindlichen Messinstrumenten ausgestattet, die die Daten aufzeichnen. Für das menschliche Ohr meist nicht wahrnehmbare Geräusche hängen oft mit dem Wassertransport in der Pflanze zusammen. So sind Unterschiede im Klang im Tages- und Jahresverlauf auszumachen. Bricht die Wasserversorgung etwa bei Trockenheit ab, kann dies hörbar gemacht werden. Dadurch erhofft man sich, akustische Profile von verschiedenen Baumarten erstellen zu können und Änderungen im Wasserhaushalt auch über einen längeren Zeitraum beobachten zu können (Klimawandel).

In einer regnerischen Mainacht (…) hörte ich, wie der Baum trank. Ich presste mein Ohr an den Stamm und vernahm sein Saugen, sein Pumpen, Schmatzen und Schlürfen…
Helmut Schreier – Bäume

Unterdessen konnten Wissenschaftler in Frankreich (Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, Grenoble) den exakten Ursprung der Geräusche bei Trockenheit herausfinden. Sie legten dünne Holzscheiben in ein Hydrogel, welches nur Wasser aber keine Luft durchlässt. So entstand in einer trockenen Umgebung durch das verdunstende Wasser im Gel ein Wassermangel bei den Holzscheiben. Mit hochauflösenden Kameras konnte nun festgestellt werden, dass sich die bei abreißendem Wasserstrang bildenden Blässchen im Xylem (wasserleitende Gefäße im Baum) an den Gefäßwänden Ultraschallwellen erzeugen. Die Größe der Gefäße und die Stärke der Trockenheit beeinflussen die Schallwellen. Dadurch könnten später einmal Rückschlüsse auf den Trockenstress der Pflanze geführt werden. Gerade bei Stadtbäumen ist Wasser knapp und kann den Baum anfälliger für Krankheiten wie etwa Massaria machen. Ultraschallsensoren könnten das Problem frühzeitig erkennen und so Gegenmaßnahmen anzeigen.

Pilze verbessern den Klang

Pilze an Bäumen sind für den Baumkontrolleur ein Alarmzeichen. Sie zersetzen das Holz und können dadurch die Stabilität und somit die Sicherheit eines Baumes beeinträchtigen. Einige Pilze verringern die Holzdichte und erzeugen so aber einen besseren Klang in Geigen. Der Klang wird umso besser, je höher die Steifigkeit und je geringer die Rohdichte des Holzes sind. Dafür eignen sich Pilze, die eine Moderfäule verursachen. Dabei wird die Zellwand von innen her zerstört, nur noch ein dünner Teil bleibt erhalten.

Schonhammer und Schalltomographie

schallBei der Baumkontrolle und Baumuntersuchung machen wir uns die verschiedenen Schalleigenschaften von Holz zu nutze und können daraus Schlüsse ziehen, ob ein Baum noch sicher ist oder nicht. In gesunden, festen Holz bewegen sich Schallwellen schneller als im morschen faulen Holz. Bei Höhlungen muss der Schall den Weg um den Defekt nehmen. Durch einen Schonhammer kann man bei der Baumkontrolle den Stamm abklopfen und so Höhlungen oder durch dumpfe Geräusche Fäulen ausmachen. Bei der Schalltomographie messen Sensoren die Geschwindigkeit des Schalls und errechnen so ein Bild des Stammquerschnittes, auf dem Höhlungen und Fäulen zu erkennen sind. Mehr zur Baumuntersuchung mittels Schalltomographie unter Angebote.

Titelbild: “Violin restoration” by artgirl from Canada – a current restoration. Licensed under CC BY-SA 2.0 via Wikimedia Commons.

Weiterführende Links

Schwingende Gefäße: Durst lässt Bäume aufschreien
Ultrasonic emissions reveal individual cavitation bubbles in water-stressed wood
Pilze verbessern das Klangholz für den Geigenbau
Wenn Pilze Holz veredeln
Die leise Symphonie der Bäume