Der blauere Planet

Licht in der Nacht (ALAN)

Die Lichtverschmutzung in der Nacht ist recht gut bekannt. Ob sie in ihrem wahren Ausmaß auch bekannt und bewusst wird? Die Antwort ist ein klares Nein. Sie lässt sich mit rein technischen Mitteln belegen. Nicht so leicht zu belegen sind leider die Folgen für die menschliche Gesundheit und für Fauna und Flora. Und das liegt an der –angeblichen – Definition des Lichts, die es so nicht geben darf. Sie ist aber Realität und führt dazu, dass die Wirkungen gravierend unterschätzt werden. Diese betreffen nicht nur das Sehen, sondern auch die elementaren Lebensvorgänge auf der Welt.

Die verhängnisvolle Entwicklung begann 1924, als der Weltverband der lichttechnischen Gesellschaften CIE die V(λ)-Kurve normte. Diese sollte das Licht messbar machen. Es war aber bereits messbar durch physikalische Geräte, die die Intensität der Strahlung maßen. Solche Geräte können aber nicht bewerten, wie das Licht den Menschen beeinflusst. Dessen Einflüsse - neben Sehen - können vom Erzeugen eines Strahlungsschadens (UV-C-Strahlung) bis zu einem Wärmegefühl (IR-Strahlung) reichen.

Neben diesen direkten Wirkungen gibt es umfangreiche biologische Wirkungen, deren Ausmaß man z.B. an medizinischen Heilmethoden erkennen kann, die mit Licht arbeiten. Was heilen kann, kann aber auch schädigen. Es kommt insbesondere auf die Dosis an. Kategorien wie “nützlich” oder “schädlich” kennt die Natur nicht. Aber ohne jeden Zweifel findet jeder Mensch eine Wirkung von Licht positiv: Helligkeit. Der Mensch ist ein Lichtwesen und profitiert von der Helligkeit. Genau deswegen sollte der Maßstab für Licht die Hellempfindung sein. Die V(λ)-Kurve sollte die Empfindung des menschlichen Auges für die Helligkeit nachbilden. So ganz schafft sie es nicht, weil die Helligkeit nicht nur von dem Objekt abhängt, das man betrachtet. Was die Kurve abbildet, ist die Hellempfindung. Besser gesagt, die spektrale Abhängigkeit der Helligkeitswirkung.

Diese Kurve, die sog. V(λ) - Kurve ignoriert die roten und blauen Teile des Lichts und lässt zudem die gesundheitlich wichtigsten Teile (Ultraviolett – UV – wie Infrarot - IR) vollkommen außer Acht. Daher scheinen die blauen und roten Teile unwichtig, UV + IR werden erst gar nicht gemessen.

Nichts gegen klare Verhältnisse. Es ist legitim und auch sinnvoll, wenn eine Wissenschaft ihr Anwendungsgebiet einschränkt. Die Lichttechnik ist aber nicht eine Wissenschaft, sondern auch eine Technik. Zudem beschäftigt sie sich mit einem Produkt, das meiner Meinung nach einer der wichtigsten Autoren der Industriegeschichte ist. So wirkte sich die Behauptung der CIE, sie habe Licht definiert, z.T. verheerend aus und tut es heute noch. Denn sie hat nicht Licht definiert, sondern ihre Betrachtungen auf einen bestimmten Bereich der Strahlung beschränkt, auf den das Auge mit einer Hellempfindung reagiert.

Übrigens, diese Behauptung teilen nicht alle Lichttechniker. Die US-amerikanische IES erklärte richtigerweise, die V(λ)-Kurve definiere Licht für die Zwecke der Beleuchtungstechnik. Dies muss man sogar weiter einschränken auf die Beleuchtungstechnik mit dem Fokus auf den Menschen. Denn man beleuchtet auch Pflanzen und Tiere, die das Licht ganz anders “sehen”. Das “Sehen” der Pflanzen, die Wirkungskurve für die Photosynthese, die die Basis allen Lebens bildet, entspricht einer “umgekehrten” V(λ)-Kurve.

Dies sieht man u.a. daran, dass die meisten Pflanzenblätter grün aussehen, weil sie das grüne Licht reflektieren. Dafür sind sie an den beiden Enden der V(λ)-Kurve am empfindlichsten. Deswegen sieht das optimale Licht für die Photosynthese ganz anders aus.

In welchem Maße man sich dabei irrt, zeigt das Bild über den Vergleich der Kurven für Licht für den Menschen (CIE-Version) und für die Pflanzen. Hierbei ist zu beachten, dass die Letztere links nicht bei 400 nm aufhört, sondern weitergeht. Aber bereits der Vergleich der roten Linie (Lichtempfindlichkeit für die Photosynthese) und der gelben macht deutlich, wie unterschiedlich Pflanzen und Menschen "sehen". Der Vergleich zeigt aber nicht den wahren Umfang, weil die Lichtmessgeräte bei 450 nm ihre größten Fehler haben.

Welche Wirkungen entfaltet ALAN auf Menschen, Fauna und Flora?

ALAN ist der Fachbegriff für die Betrachtung von Lichtwirkungen in der Nacht, die es in der Natur nicht gegeben hat. Es ist ein Akronym aus Artificial Light at Night. ALAN ist ein weit verzweigtes Forschungsgebiet. In Google Scholar findet man ca. 2 Millionen wissenschaftliche Artikel dazu. Die Auswirkungen betreffen den Menschen direkt und indirekt über die Beeinflussung der Flora.

Auswirkungen auf den Menschen

Die einfacheren Auswirkungen betreffen Schlaf und Gesundheit:

• Schlafstörungen: Die Exposition gegenüber künstlichem Licht, insbesondere blauem Licht (wie es in vielen modernen LEDs enthalten ist), unterdrückt die Produktion des Schlafhormons Melatonin. Dies kann den Schlaf-Wach-Rhythmus stören.
• Gesundheit: Chronische Störungen des zirkadianen Rhythmus werden mit erhöhten Risiken für bestimmte Krankheiten in Verbindung gebracht.

Diese Krankheiten sind nicht ohne, weil diverse Krebserkrankungen dazugehören. Es gibt eine wachsende wissenschaftliche Diskussion über einen möglichen Zusammenhang zwischen ALAN und einem erhöhten Krebsrisiko beim Menschen. Epidemiologische Studien, insbesondere zu den Auswirkungen von Schichtarbeit (die eine extreme Form der Lichtexposition bei Nacht darstellt), haben den Fokus auf hormonabhängige Krebsarten gelegt:

• Brustkrebs (bei Frauen): Dies ist die am besten untersuchte Krebsart in diesem Kontext. Meta-Analysen deuten darauf hin, dass Frauen in Gebieten mit der höchsten nächtlichen ALAN-Exposition ein leicht erhöhtes Risiko aufweisen können.
• Prostatakrebs (bei Männern): Auch hier wurden in einigen Studien Korrelationen mit nächtlicher Lichtexposition gefunden.
• Kolorektales Karzinom (Darmkrebs): Es gibt auch Hinweise auf einen Zusammenhang mit Störungen des zirkadianen Rhythmus und Nachtschichtarbeit.

Eine Studie, die weltweit alle annehmbaren Wirkungen von LAN (Light at Night) ausgewertet hat, kam zu diesem Schluss: "“Artificial light at night is significantly correlated for all forms of cancer as well as lung, breast, colorectal, and prostate cancers individually.” In Deutsch, künstliche Beleuchtung in der Nacht ist signifikant korreliert mit allen Arten von Krebs, im Einzelnen mit Lungen-, Brust-, Dickdarm- und Prostata-Krebs." (Quelle: Al-Naggar, R. A., & Anil, S. (2016). Artificial Light at Night and Cancer: Global Study. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention: APJCP). Seitdem sind runde 50.000 wissenschaftliche Artikel hinzugekommen. (abzurufen hier)

Wenn ein Thema derart relevant ist, müssten die Instrumente zur Feststellung und Überwachung des Verursachers umso präziser sein. Dass sie es nicht sind, liegt an der V(λ)-Kurve. So schrieb der Berliner Tagesspiegel im September 2022: “Die Umstellung von Straßenlampen auf LEDs in vielen Ländern Europas hat das Farbspektrum der nächtlichen Beleuchtung verändert – mit möglichen Folgen für Mensch und Tier. Das schreiben britische Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Science Advances“.

Sie hatten anhand von Fotos, die von der Internationalen Raumstation ISS aus aufgenommen wurden, festgestellt, dass durch LEDs insbesondere der Anteil der Emissionen im blauen Bereich des Spektrums zugenommen hat. Deutschland ist von diesem Effekt ebenfalls bereits betroffen, …"

Weiterhin schreiben die Forscher, was eigentlich alle wissen müssten: "Der Grund dafür liegt in den üblichen Satellitensensoren, die für die Messung der künstlichen Beleuchtung eingesetzt werden und die nur die Intensität des Lichts, aber nicht dessen Farbe registrieren.” Das betrifft, wie oben dargestellt, das blaue und rote Ende des Spektrums, das für die Pflanzen wichtig ist, und führt zu einer gravierenden Unterschätzung der unten dargestellten Wirkungen.