Alarmierende Klänge: Daten-Sonifikation und Klimaaktivismus

Wir leben bekanntlich im Anthropozän: Der Ära, in der die Menschheit bereits einen bedeutenden Einfluss auf das Klima und die Ökosysteme der Erde genommen hat. Das Waldsterben, die Übersäuerung der Ozeane und der Rückgang der Biodiversität gefährden die Welt, wie wir sie kennen, enorm – und die Erde hat wenig Möglichkeiten, sich uns mitzuteilen. Doch was, wenn unser Planet Alarm schlagen kann, um uns vor Themen zu warnen, die seit Generationen im Stillen an die Oberfläche drängen? 

Wenn wir die Welt um uns herum besser verstehen wollen, bauen wir meist auf visuelle Daten wie Graphen, Heatmaps und Tortendiagramme. Was aber, wenn wir uns diese Daten auch anhören können? Seit Beginn des 20. Jahrhunderts nutzen Menschen Klänge, um nicht wahrnehmbare Phänomene greifbar zu machen: Die Erfindung des Geigerzählers im Jahr 1908 gab uns die Möglichkeit, Strahlung aufzuspüren und zu analysieren, indem diese in hörbare Klicks umgewandelt wurde. 1992 schließlich wurde die Daten-Sonifikation klar definiert. Seither gewinnt die Verwendung von Nonspeech-Audio zur Weitergabe von Informationen unter Wissenschaftler:innen, Klangkünstler:innen und Musikschaffenden zunehmend an Bedeutung.

Daten-Sonifikation gilt heute als vielversprechendes Tool, um den Klimawandel ins allgemeine Bewusstsein zu rücken. Sie ermöglicht uns, die verschiedenen Geschichten zu hören und zu verstehen, die uns unsere Erde erzählt: Von den Klängen unserer im Verschwinden begriffenen Wälder bis hin zu den sich verändernden Wetterstrukturen unseres Planeten.

„Unsere auditorischen Sinne waren immer schon wichtig,” erklärt Marcus Maeder, der sich als Umweltwissenschaftler und Klangkünstler im Feld der Daten-Verklanglichung bewegt. „Wir können Gehörtes sehr schnell analysieren. Das hatte für uns evolutionäre Vorteile, weil wir damit Klangquellen und deren Position schnell identifizieren konnten. Das half uns, den ‘Tiger, der vor unserer Höhle wartet’ zu überleben. Scheinbar haben Klänge aber auch eine besonders direkte Verbindung zu unseren Gefühlen. Das fängt mit unserer Mutter an, die für uns singt, und endet vielleicht bei einem Popsong, der uns berührt, wenn er im Radio läuft.”

Seine Leidenschaft für Wissenschaft und Daten-Verklanglichung entwickelte Maeder während seines Kunststudiums in der Schweiz. Maeder, der schon in den 90er Jahren von elektronischer Musik und Techno inspiriert worden war, entdeckte Field-Recordings und Klangkunst für sich und stieß bald auf die Querverbindungen zum Feld der Umweltwissenschaften.

„Wenn man einmal Klangkünstler ist, ist mal halt mit einem Mikrofon draußen,” erklärt er. „Und so begriff ich irgendwann, dass das, was ich in meiner Umwelt hörte, auch von ökologischer Bedeutung war. Auf einmal fand ich das spannend, und so fing das alles an.”

treelab

Maeders Arbeiten berührten im Laufe der Jahre ein breites Spektrum an ökologischen Themen. Er hat mit verschiedenen Gruppen von Wissenschaftler:innen, Forscher:innen und Umweltorganisationen gearbeitet und sich in diversen öko-akustischen Untersuchungen Regionen, Communities und Organismen gewidmet, die unter dem Einfluss des Klimawandels stehen. Gemeinsam mit Roman Zweifel entwickelte er die Raumklang-Installation treelab, die zu ihrer Zeit zu den bedeutendsten Umwelt-Verklanglichungsprojekten gehörte.

„Wir haben zusammen Vermessungen in Valais gemacht,” erinnert sich Maeder. „Wir wussten, dass die Bäume hier viel Sound produzieren, weil das eine der trockensten Alpenregionen ist – und Bäume sind am lautesten, wenn sie unter Dürrestress stehen.”

Maeder erzählt, dass der Wald in dieser Region vor allem aus Waldkiefern besteht. „Gerade diese Art ist bereits an ihrem physiologischen Limit, was Dürren und Hitzeperioden angeht,” erklärt er. „Teile des Waldes sterben also bereits.”

Durch die Arbeit an treelab stellten Maeder und Zweifel fest, dass sie die akustischen Emissionen der Bäume nutzen konnten, um die Effekte des Klimawandels sinnlich erfahrbar zu machen. Um die Umweltprobleme der Region denjenigen Menschen zugänglicher zu machen, die diese in ihrem Alltag nicht sehen, fühlen oder hören, entwickelten sie Klanginstallationen aus den lokalen Dürrestress-Messungen.

„Die künstlerische Aufgabe dabei war, künstliche Sounds zu entwickeln, die mikroklimatische Bedingungen darstellen können. Wir mussten also einen Sound für die Luftfeuchtigkeit finden, oder zum Beispiel für die Sonne, die auf die Pflanzen fällt. All diese Sounds entwickelten sich zusammen zu einem generativen Musikstück. Alles in der Installation und der Komposition wurde mit Max/MSP und ein bisschen JavaScript gebaut.”

Eine zufällige Begegnung mit dem ehemaligen französischen Präsidenten François Hollande ebnete treelab den Weg auf die globale Bühne. Hollande war so beeindruckt von der Arbeit, dass er vorschlug, sie auf der Klimakonferenz der Vereinten Nationen in Paris (COP21) auszustellen – der Konferenz, auf der das sogenannte Pariser Abkommen geschlossen wurde, nach dem die globale Durchschnittstemperatur das vorindustrielle Niveau nicht um mehr als 2 Grad überschreiten sollte.

„Diese Version des Projekts hieß trees: Pinus sylvestris, aber eigentlich handelte es sich dabei um treelab,” erzählt Maeder. „Eine Sache ist dabei aber wichtig: Es klingt erstmal toll, auf der Klimawandel-Konferenz der Vereinten Nationen zu sein, und tatsächlich war das eine fantastische Erfahrung. Letztlich war das aber das falsche Publikum für uns, weil alle bereits für den Klimawandel sensibilisiert waren. Ich denke aber, der Effekt unserer Arbeit ist viel größer, wenn wir sie irgendwo öffentlich ausstellen, wo man damit nicht rechnet.”

Maeder betont die Rolle, die der Kunst schon immer für die Formung von Narrativen zukommt. Anhand von Beispielen aus der Renaissance zeigt er, wie die Kunst Weltsichten verändert hat und immer als Trägerin neuer Formen des Wissens auftrat. Dabei erkennt er auch an, dass seine eigene Arbeit – wie auch die von anderen Künstler:innen – nur einen kleinen Beitrag zu einem großen Diskurs leistet.

„Meiner Ansicht nach hat die Kunst, oder auch nonverbale Formen des Wissens und der Narrativbildung, ein großes Potenzial. Es ist wichtig, dass wir so langsam verstehen, dass wir nur ein Teil von etwas Größerem sind. Musik und Kunst können uns helfen, das auf emotionale Arten und Weisen auszudrücken.”

Loud Numbers 

Miriam Quick und Duncan Geere haben das Daten-Sonifikations-Studio Loud Numbers gegründet; gemeinsam machen sie einen Podcast, der Daten-Geschichten erzählt und darauf aufbauend Musikkompositionen entwickelt. „Das macht Spaß – wir arbeiten an den Grenzlinien zwischen Storytelling, Coding, Graphikdesign und Daten,” erklärt Geere, der als Informationsdesigner auch Umwelt-NGOs und anderen Klient:innen dabei hilft, Geschichten durch Daten zu erzählen.

„Ich finde neuartige, einzigartige und multisensorische Arten der Erzählung von Zahlen sehr spannend,” fügt Quick hinzu, deren Arbeit als Journalistin und Musikerin die Fähigkeiten von Geere und die gemeinsam erzählten Geschichten ergänzt. „Ich glaube, man kann abstumpfen, wenn man sich die Dinge auf die immergleiche Art anschaut, und dass die Neuartigkeit der Verklanglichung eine ihrer Stärken ausmacht. Die ist auch viel emotionaler. Weil Musik in sich selbst schon emotional ist, und auf diesen Resonanzen kann man aufbauen.”

Nach Geere sind Graphiken zwar die gängige Methode der Datenkommunikation, diese würden sich jedoch oft distanziert anfühlen, es fehle ihnen häufig an emotionaler Schlagkraft. Seiner Ansicht nach besitzt die Daten-Sonifikation ein einzigartiges Potenzial, physische Wirkungen hervorzurufen. Sound könne etwa sehr viel lauter und intensiver wahrgenommen werden als Visuals, was sich auch auf die körperliche und emotionale Resonanz auswirke.

Am besten wird das Konzept von Geere wohl in der Daten-Sonifikation von Temperaturen greifbar, die während der Hitzewelle im Juli 2022 an drei Orten in Großbritannien gezeigt wurde. Die Zahlen im Datensatz reichten von einem Tiefpunkt bei 11 Grad bis hin zu einem neuen britischen Rekordhoch von 40 Grad. Die lauteren und härteren Sounds im Stück stehen für die heißen Temperaturen während der Hitzeperiode.

In „The Natural Lottery”, der ersten Podcast-Folge von Loud Numbers, nähern sich Geere und Quick dem Klimawandel in Alaska mithilfe eines Datensatzes, der über 100 Jahre hinweg von einheimischen Teilnehmer:innen eines Gewinnspiels erhoben wurde. Dabei konnten Wetten darauf abgeschlossen werden, wann im Frühjahr ein auf einem zugefrorenen Fluss platziertes Stativ wegtreiben und eine Glocke oder Sirene auslösen würde. 

„Man kann den Klimawandel darin hören, weil das Eis natürlich im Laufe der Zeit immer früher im Jahr bricht,” erzählt Geere. Laut Quick stellte sich nun die Frage: „Wie bilden wir das mit Sound ab?” Ergebnis war ein nordischer Technotrack, der auf dem Datensatz aufbaute und die eisige, gefrorene Landschaft Alaskas spiegelt.

„Ein großer Teil davon besteht einfach darin, eine Atmosphäre zu erzeugen,” erklärt Quick. „Wir denken irgendwie in Kategorien des Ausdrucks. Wir denken erstmal an die Musik und an die Story und fragen, welche visuellen Bilder diese Themen bei uns entstehen lassen.”

In einer anderen Folge erzählen die beiden die Geschichte einer anderen ökologischen Bedrohungslage: Dem Insektensterben. Dabei nutzen sie einen Datensatz aus einem wissenschaftlichen Paper von Anders Pape Møller, das über einen Zeitraum von 22 Jahren hinweg den Rückgang der Anzahl an Insekten dokumentiert, die dieser nach dem Befahren des immergleichen Streckenabschnitts auf seiner Windschutzscheibe fand.

„Wir zeigen die Anzahl an Insekten aus der wissenschaftlichen Arbeit,” erklärt Quick. „Je mehr Insekten, desto mehr summende Sounds, und je mehr Insekten verschwinden, desto mehr klingen die Sounds aus, der Track wird leerer, und am Ende ist er richtig leise.”

„Wir haben daraus quasi ein Requiem für das Insektenleben gemacht,” fügt Geere hinzu. „Deshalb haben wir auch viele entsprechende klangliche Referenzen mit einfließen lassen. Es gibt so richtig beerdigungsmäßige Glocken. Dadurch wird eine sehr düstere Begräbnisstimmung erzeugt. Mithilfe dieser kleinen harmonischen Tricks und Genrereferenzen haben wir eine sehr kraftvolle Stimmung erschaffen. Ich würde sagen, darin unterscheidet sich unsere Arbeit von derjenigen anderer Sonifikations-Künstler:innen.”

Daten-Sonifikations-Tools und -Techniken

Geere beschreibt klangliche Variablen, oder Parameter, als diejenigen verschiedenen Elemente von Klang, durch deren Modifikation Daten dargestellt werden können. Zu den Variablen gehören Tonhöhe, Lautheit, Tempo, Dauer, Position im Stereobild, Instrumentenwahl, Harmonie und Effekte wie Delay, Distortion und Reverb. Der Begriff „klangliche Variablen” wurde von der Arbeit des französischen Kartographen Jacques Bertin inspiriert, der einen Satz an Variablen für die Datenvisualisierung entwickelt hat. 

„Diese Variablen sind das, was du mit den Daten steuerst,” erklärt Geere. „Eine große Zahl kann zum Beispiel einer lauteren Zahl entsprechen. Wichtigere Ereignisse könnten viel Reverb haben. Ungewöhnliche Zahlen könnten hingegen irgendwie verzerrt sein.”

Zu den sensibelsten Ausgangspunkten gehören zeitbasierte Daten, erklärt er, da Musik von Natur aus zeitbasiert ist, was es für das Gehirn einfacher macht. „Es ist sehr einfach für das Gehirn, sich zu denken: Okay, das ist einfach eine komprimierte Version eines Jahres in drei Minuten oder so.”

Zwar gibt es viele Tools für die Daten-Sonifikation, Geere rät Einsteiger:innen jedoch zu einfachen Web-Apps wie TwoTone, mit denen Anwender:innen Datensätze verklanglichen können, ohne programmieren zu müssen. Für komplexere Verklanglichungsprojekte werden häufig Tools wie Sonic Pi, Super Collider und Max/MSP genutzt. Geere arbeitet außerdem mit VCV Rack, einer kostenlosen Software-Emulation eines modularen Synthesizers, und hat genug C++ gelernt, um ein virtuelles Modul zu entwickeln, mit dem Anwender:innen datengesteuerte Steuerspannnungen erzeugen können. 

„Mit dem virtuellen Modul kriegt man Steuerspannungs-Outputs, die man an jede beliebige Kombination an Modulen schicken kann; im Grunde baut man sein eigenes, datengesteuertes Instrument. Diese Tools sind noch in der Entwicklung, Upgrades sind geplant, aber sie sind ein hilfreicher Startpunkt für Musiker:innen, die in ihrem vertrauten Hardware- oder Software-Setup mit Daten-Sonifikation arbeiten wollen.”

Quick rät, die Dinge nicht mit zu vielen Daten zu verkomplizieren. Im Entwicklungsprozess der musikalischen Elemente der Podcast-Folge „The Natural Lottery” etwa hätten sie und Geere festgestellt, dass die Arbeit mit zu vielen Informationen die Rezeption am Ende erschwerte. Ursprünglich hatten sie damit experimentiert, den Zeitpunkt des Eisbrechens mit dem Tempo zu mappen, hatten dies jedoch für zu komplex und schwer nachvollziehbar befunden.

Sie empfiehlt außerdem, verschiedene Sounds in ihren Extremen zu testen: „Sagen wir, man hat einen Datensatz, der von eins bis neun geht. Dann will man wissen, wie der bei eins klingt, und wie er bei neun klingt, weil wenn er bei den Extremen funktioniert, funktioniert er auch dazwischen.”

Für Marcus Maeder ist von hoher Bedeutung, dass die Klangkünstler:innen den Kontext ihrer Daten verstehen. „Denn meiner Meinung nach ist gute Kunst immer Kunst, die wissenschaftlich informiert ist,” sagt er. Seine Studierenden ermutigt er dazu, sich zu den künstlerischen Disziplinen und Umweltskontexten hinter den von ihnen gesammelten Daten zu belesen, um gut informierte und bedeutungsvolle Arbeiten schaffen zu können.

In „Klang und Umwelt”, seinem Seminar an der Züricher Hochschule der Künste, erklärt er, wie seine Studierenden Daten sammeln, sie in ihren Grundzügen analysieren und die Daten dann mit open-source- oder bezahlbaren Computerprogrammen verklanglichen. Maeder selbst stellt ein Online-Sonifikationstool für Studierende zur Verfügung, die keine Programmierskills haben, im Umgang mit Max/MSP erfahrenen Studierenden stellt er einen Sonifikations-Patch zur Verfügung.

Akustisches Umwelt-Monitoring

Eine Studie aus Potsdam konnte beweisen, dass der Golfstrom, vor allem der nach Norden fließende Teil, instabil geworden ist – mit dramatischen Auswirkungen auf das künftige Klima Europas. Maeders akustisches Monitoringprojekt Imeall an chosta möchte die daraus resultierenden klimatischen Veränderungen an der Küste des irischen West Corks künstlerisch und wissenschaftlich untersuchen. Er erklärt, dass Wissenschaftler:innen durch die Aufnahmen der Stimmen von Tieren sowie durch die Wahrnehmung verschiedener Klänge an Land sowie unter Wasser einen Eindruck über die Biodiversität der Region erlangten.

„Man kann die Gesundheit der Algenwälder einfach nur durch diese Aufnahmen bestimmen,” erklärt Maeder. Weil die so voller Leben sind. Man hört die Fische, die Muscheln und die anderen Organismen die es dort gibt. Menschen wissen nicht wirklich, wie viele Klänge diese Unterwasser-Lebensformen produzieren. Vor allem das Seegras selbst. Das produziert verrückte Klänge, fast wie Wavetable-Synthese. Weil die Gasblasen ausstoßen, die tatsächlich recht synthetisch klingen. Das ist also auch eine spannende Methode der Sample-Gewinnung.”

Maeder sei zwar an der Arbeit an neuen Projekten interessiert, hält aber auch fest, dass es möglicherweise schon zu spät sei, um Menschen einfach nur noch vor dem Klimawandel zu warnen, da dessen Auswirkungen bereits deutlich sicht- und spürbar seien. Er mache sich stattdessen zunehmend Gedanken darüber, wie seine Arbeit Menschen dabei helfen könne, mit den bereits bestehenden Effekten umzugehen.

„Irgendwie habe ich das Gefühl, radikal zu spät zu sein. Die Katastrophe ist schon eingetreten. Es gibt dieses wundervolle Buch namens ‘Arts of Living on a Damaged Planet’. Meine Arbeit geht wohl immer weiter in diese Richtung.”

Maeder glaubt daran, dass der Umgang mit Umweltproblemen nicht ohne die Entwicklung neuer Ideen und Perspektiven auskommt. Er verweist auf eine Arbeit in Berlin, wo er eine Langzeitbeobachtung des Spreeparks, eines verlassenen ostdeutschen Freizeitpark durchführt. Im Verlauf der letzten zwei Jahrzehnte habe die Natur sich das Areal zurückerobert und in einen neuen, wilden Ort verwandelt.

„Wir müssen dringend die Stadtzentren verändern und uns die Art anschauen, auf die wir mit anderen Organismen, Pflanzen und Tieren zusammen leben. Ich denke darüber viel nach, besonders in Berlin. Wie könnte die Struktur von Städten in der Zukunft aussehen? Und was sind die akustischen Implikationen davon?”

Das Spreeparkradio, in Auftrag gegeben vom Spreepark Art Space/Grün Berlin, bietet eine Raum-Zeit-Reise durch die Klanglandschaften verschiedener Orte auf dem Gelände. 

Loslegen mit Daten-Sonifikation

Für alle, die selbst in die Daten-Sonifikation einsteigen und Gleichgesinnte kennenlernen wollen, haben Quick und Geere Decibels gegründet, eine neue Discord-Community. „Wir haben damit angefangen, ein paar Community-Initiativen zu gründen,” sagt Greene. „Also haben wir jeden Monat ein Treffen, wirklich nur ein Show- and Tell-Format, zu dem Leute die Sachen mitbringen können, die sie gemacht haben, oder auch Dinge von Anderen, über die sie gern reden würden. Wir haben auch eine monatliche Challenge, wo jemand einen Datensatz zur Verfügung stellt und Menschen damit dann eine Sonifikation machen können.”

Im Loud-Numbers-Studio kuratieren Geere und Quick außerdem eine Sammlung an Datensätzen für alle, die in die Daten-Verklanglichung einsteigen wollen. Derzeit enthält die Sammlung 64 Jahre an Daten über CO2 in der Atmosphäre, Oberflächentemperaturen, Sonnenorten, Ölteppichen und Ozongasen. Außerdem sind monatliche Daten zu atmosphärischem CO2, Temperatur-Anomalien und dem Eis der Arktis enthalten.

Die Datensätze sowie Tipps und Tricks zum Einstieg findest du in der Loop-Community auf Discord. Zum Server.

Hier findest du mehr Infos zu Marcus Maeder und Loud Numbers

Text und Interview von Jenna Jones und Joseph Joyce