Da liegt was in der Luft

In Kino 2 im Mainzer Cinestar starren die Zuschauer gebannt auf die Leinwand. „Hunger Games – Catching Fire“ steht auf dem Programm. Vor dem großen Kampf präsentiert sich Katniss Everdeen dem Publikum der Hungerspiele. Ein Schwenk über den edlen Stoff ihres Kleides, plötzlich steht es in Flammen. Die Kinobesucher schrecken auf. Doch das Feuer scheint ihr nichts anzuhaben. Alles nur Pyro-Effekt. Ein paar „Ohs“ und „Ahs“ – das war unerwartet – dann wieder Stille. Scheinbar. Was niemand weiß: In Wirklichkeit herrscht im Kino pures Emotionschaos, ein unsichtbares Wirrwarr, das sich unserer Wahrnehmung entzieht. Organische Verbindungen aus der Atemluft der Zuschauer strömen durch den Saal. Isoprene wabern um ihre Köpfe herum, Silloxane steigen auf, Ethanol zieht seine Bahnen, verschwindet im Lüftungsschacht. Ein paar Räume weiter sitzt einer, der das Gefühlschaos sichtbar machen kann: Jonathan Williams. Dem Atmosphärenforscher vom Max-Planck-Institut für Chemie ist es gelungen, organische Verbindungen aus der Atemluft herauszufiltern und sie zu deuten – so weit, dass er nicht einmal mehr im Raum sein muss, um zu wissen, dass die Kinobesucher sich gerade ganz schön erschreckt haben. Während die Zuschauer in die Welt der Hungerspiele eintauchen, verfolgt der Wissenschaftler den Gefühlsausbruch anhand von bunten Kurven auf seinem Bildschirm. So berichtet Williams von seinen ersten Messungen im Dezember 2013.

Messungen im Bereich der Trillionstel

Normalerweise misst Jonathan Williams flüchtige organische Verbindungen, die Pflanzen in die Atmosphäre abgeben. VOCs („Volatile Organic Compounds“) heißen sie – und sie sind an der Bildung von bodennahem Ozon und Feinstaub beteiligt. Wenn der Wissenschaftler sich mit seinem Spektrometer auf die Suche nach organischen Verbindungen macht, ist er in der Lage, ein Milliardstel Teilchen herauszufiltern. Der Forscher erklärt: „Es klingt verrückt, aber in diesen Bereichen muss man sich bewegen, wenn man in der Atmosphären-Chemie unterwegs ist. Heutzutage können wir sogar problemlos im Bereich der Trillionstel forschen.”

Doch was hat die Atmosphäre mit Emotionen in der Kinoluft zu tun? „Auf den ersten Blick nicht viel“, gibt der Engländer zu. „Ich hätte nie gedacht, dass ich einmal im Kino auf Emotionsfang gehen würde.“ Williams’ Ursprungsmission war eine ganz andere. Eigentlich wollte der Engländer, als er 1998 ans Max-Planck-Institut für Chemie kam, sich ausschließlich auf die organischen Verbindungen spezialisieren, die von Pflanzen ausgestoßen werden. Global gesehen sind Wälder nämlich die unangefochtenen Weltmeister, was den Ausstoß von organischen Verbindungen angeht. Besonders viele VOCs findet man – richtig – im Amazonaswald. Dorthin reist der Engländer regelmäßig in den Vegetationsperioden im Frühjahr und Herbst, misst die Konzentration der aufsteigenden VOCs auf einem Turm in schwindelerregenden 325 Metern Höhe. Hoch oben über den Baumwipfeln war es auch, dass Williams’ Doktoranden zum Spaß in das Teflonröhrchen pusteten, durch das sonst die Regenwaldluft ins Spektrometer strömt. Und siehe da, die Marker für einzelne Verbindungen schnellten sofort in die Höhe. In den Baumwipfeln kam Williams die Idee: Wenn seine Studenten flüchtige organische Stoffe ausatmeten, könnte dann nicht ein Großteil der weltweiten VOCs menschgemacht sein? Wären dann nicht anthropogene VOCs der interessantere, der gewichtigere Forschungszweig?

Um das herauszufinden, hätte der Forscher die Atemluft eines einzelnen Studenten mit sieben Milliarden multiplizieren können. Doch so einfach ist es nicht, schließlich atmet jeder anders. Zurück am Institut schaute er eines Tages aus dem Fenster auf die Opel-Arena. Eigentlich das perfekte Freiluft-Labor. Williams, ausgemachter Mainz 05-Fan, beschloss, dort zu messen. Er brachte die Messgeräte unterm Dach an und erhob innerhalb von zwei Stunden einen Querschnitt durchs Atemspektrum von 31 000 Fußballfans. „Es war unglaublich, aber wir konnten anhand der Ausschläge in der Atemluftkurve sehen, wann die Zuschauer besonders mitfieberten. Der Isopren-Gehalt schnellte dann sofort in die Höhe“, erinnert sich Williams. Isopren ist ein Stoff, der in den Muskeln gebildet wird. In aufregenden Situationen bewegen wir uns, spannen uns an – und geben die Moleküle über die Atemluft ab.

Vom Regenwald übers Fußballstadion ins Kino. Dort, im geschlossenen Raum, können die VOCs nicht nur wesentlich genauer gemessen werden, als im Stadion, sondern sind auch reproduzierbar. „Ein Fußballspiel passiert immer nur einmal“, erklärt Williams. „Im Kino haben wir 15 verschiedene Filme in insgesamt 104 Vorstellungen gemessen. Dabei haben wir festgestellt, dass man die Kurven aus den einzelnen Vorstellungen übereinanderlegen konnte, so sehr ähnelten sie sich.“

Angstforschung soll helfen, Gefühle zu unterscheiden

Was Emotionen angeht, sind Isoprene besonders aussagekräftig. Wenn Katniss Everdeen in Hunger Games II in den Kampf zieht, wird das in der Atemluft direkt angezeigt. Positiver Nebeneffekt: Während des Films mussten Williams und sein Team nicht einmal auf die Uhr schauen. Dass der Film zu Ende war, sahen sie daran, dass die Isoprenkurve rasant anstieg. „Weil in dem Moment alle Leute im Kinosaal auf einen Schlag aufgestanden sind und dabei Isoprenmoleküle ausgeatmet haben.“ Einzelne Gefühle unterscheiden können der Wissenschaftler und sein Team noch nicht. „Dazu müsste man spezifische Emotionen wie Angst genauer untersuchen“, erklärt er. Doch was nicht ist, kann ja noch werden.

Dass er mittlerweile weiß, dass Pflanzen tatsächlich der weltweit größte VOC-Verursacher sind, hält ihn nicht davon ab, weiter an den Emotionen in der Atemluft zu forschen. Neben der Unterscheidung von verschiedenen Gefühlen beschäftigt ihn nämlich noch eine andere Frage: „Nehmen wir die Emotionen unseres Gegenübers aus der Luft unterbewusst wahr? Können wir uns deshalb sprichwörtlich manchmal nicht oder gerade deshalb besonders gut riechen?“ Wie er das Problem angehen möchte, weiß er noch nicht. Doch auch dazu kommt ihm irgendwann die zündende Idee, da ist er sicher. Ob im tropischen Regenwald, im Stadion von Mainz 05 oder im Kinosaal – für den Engländer ist keine Idee zu verrückt, solange sie ihm hilft, seine Fragen zu beantworten.