In 1901 hatte ein Astronom namens AE Douglass eine revolutionäre Idee, wie man die Wirkung von Sonnenfleckenzyklen auf das Wetter und das Klima der Erde untersuchen kann: Einen Baum fällen und die Wachstumsringe auf einem Querschnitt seines Stammes betrachten. In niedrigen Lagen korrelierte die Breite der Ringe mit dem Niederschlag. Erst später erkannte er, dass die Ringe auch als Datierungswerkzeug verwendet werden konnten, um Archäologen dabei zu helfen, das Alter alter Zivilisationen, Wikingerschiffe, Stradivari-Geigen und gerahmte Gemälde zu bestimmen. Wie sich herausstellte, enthielt fast alles, was aus Holz bestand, eine unsichtbare Aufzeichnung der Zeit und der Bedingungen, unter denen der Baum gelebt hatte.

Damals maß Douglass Ringe mit Messschieber. Im Labor für Baumringforschung, das er vor 77 Jahren an der Universität von Arizona gegründet hat, verfügen moderne Dendrochronologen über eine Vielzahl von High-Tech-Werkzeugen, mit denen sie komplexe Fragen zu den Lebensbedingungen von Bäumen stellen und beantworten können . Diese Fortschritte haben sie dazu inspiriert, ein Archiv zu erstellen und zu pflegen, das Millionen von Baumproben aus der ganzen Welt enthält, von denen einige Jahrtausende zurückreichen.

Der Direktor des Labors, Thomas Swetnam, vergleicht das Archiv mit einer riesigen Bibliothek mit vielen Bänden, deren literarischer Wert noch ermittelt werden muss. „Die Baumringabschnitte sind wie Bücher, und die Ringe sind wie Seiten - und wir haben nur einige davon gelesen“, sagt er. „Wir kümmern uns um das Holz, weil wir aus früheren Erfahrungen wissen, dass wir neue Werkzeuge und neue Messmethoden entwickeln werden.“

Das bekannte Unbekannte und das unbekannte Unbekannte: Zwei Wege der Entdeckung

Wie Douglass vor ihm versteht Swetnam, wie unvorhersehbare Einsichten und technologische Entwicklungen uns zu neuen Entdeckungen und Schlussfolgerungen führen können. "Es gibt das bekannte Unbekannte", sagt er, "und dann gibt es das unbekannte Unbekannte." Es ist eine Lewis-Carroll-ähnliche Art, zwei parallele Wege zur Entdeckung zu beschreiben. Wissenschaftler, die als Erste reisen, glauben, die Form ihres schwer fassbaren Steinbruchs sehen zu können, wie ein Loch in einem größtenteils fertigen Puzzle. Wissenschaftler auf dem zweiten Weg bemerken nicht einmal, dass sie es schaffen, bis sie am Ende angelangt sind, wo eine Kombination aus technologischem Fortschritt, Kreativität und / oder Glück eine Antwort auf eine Frage enthüllt, die sie sich nie vorgestellt hatten.

Swetnam bezeichnet Fortschritte, die unter den letztgenannten Umständen erzielt wurden, als "Wer hätte das gedacht?" - Entdeckungen. Ein Beispiel aus den 1970 stammte von Astrophysikern, die sich fragten, ob die Explosion eines bestimmten Sterns in AD 1054 die atmosphärische Zusammensetzung der Erde in einem Abstand von sechs Lichtjahren beeinflusst hatte. Sie testeten die Isotope eines uralten Baumes im Archiv des Laboratoriums für Baumringforschung. Innerhalb des Ringmusters, das diesem Jahr entsprach, befanden sich deutliche Anzeichen von hochenergetischen Teilchen, die vom Stern emittiert wurden. Teilchen, die ein Wissenschaftler der AE Douglass-Ära niemals hätte messen können - oder auch nicht.

Enthülle die Geheimnisse des Unbekannten, das sich in Sichtweite versteckt

Man wundert sich: Welche anderen natürlichen Archive verstecken sich in der Öffentlichkeit und warten darauf, dass jemand ihre geheime Weisheit ans Licht bringt?

Wenn eine Art oberflächenbewohnendes Plankton namens Foraminifera stirbt, sinken sie auf den Meeresboden und bilden Sedimentschichten, die bis zu 150 Millionen Jahre zurückreichen. Im vergangenen Jahr gaben Forscher der University of Wisconsin-Madison bekannt, dass sie die Isotopensignatur antiker, fossiler Foraminiferen in einer Größenordnung gemessen hatten, die etwa eine Million Mal kleiner war als bisher möglich. Auf diese Weise konnten sie nicht nur feststellen, wann das Plankton gelebt hatte, sondern auch, wie hoch die Meerestemperatur zu diesem Zeitpunkt gewesen war. Laut dem Geowissenschaftler John Valley, der an der Studie teilgenommen hat, ist dies eine „beeindruckende Aufzeichnung“ des langfristigen Klimawandels.

Die Ionen-Mikrosonde, die sein Team verwendete, ist keine neue Erfindung, aber die Technologie dahinter hat sich in den letzten 30-Jahren erheblich verbessert. Darüber hinaus haben Valley und seine Kollegen Protokolle entwickelt, die die Auflösung der Messungen erhöhen. Kürzlich brachte ein Team japanischer Meeresbiologen Ohrsteine ​​einer seltenen Aalart in Tals Labor, wo sie mit seiner Mikrosonde feststellten, wie kalt das Wasser im Geburtsort der Tiere gewesen war, dessen genaue Position ein Rätsel war. Die Temperaturdaten, die sie sammelten, führten zu einem neuen Satz von Unterwasserkoordinaten - wo die Wissenschaftler schließlich die Aale beim Schlüpfen fanden.

Es kann beängstigend sein zuzugeben, welche Rolle der Zufall für unsere Fähigkeit spielt, die natürliche Welt zu messen und damit zu verstehen. Wir glauben gern, dass unsere wissenschaftlichen Untersuchungen absolut methodisch sind und unter unserer Kontrolle stehen. Andererseits kann es aufregend sein zu erkennen, dass dies nicht der Fall ist. Die Forschung wurde immer sowohl von unserer angeborenen Liebe zum Sehen und Lernen als auch von unserem Bedürfnis angetrieben, Probleme zu lösen oder Theorien zu vervollständigen. Was könnte für den Entdecker von uns allen erfreulicher sein, als das letzte Teil des Puzzles hinzuzufügen und zu entdecken, dass sich das gerade gelöste Puzzlespiel von dem unterscheidet, von dem Sie dachten, dass Sie es begonnen haben?

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Auf der Erde.

* Untertitel von InnerSelf.

Über den Autor

Kim Tingley schreibt regelmäßig für Auf der Erde und für New York Times Magazine. Sie hat ein MFA in Sachbuchschreiben von der Columbia University und in 2012 einen Rona Jaffe Foundation Writer's Award erhalten, der jährlich an sechs Schriftstellerinnen verliehen wird, die in der Anfangsphase ihrer Karriere hervorragende Leistungen und vielversprechende Leistungen erbringen.

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