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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Mit Dollar-Noten der Seuchenverbreitung auf der Spur |
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Dirk Brockmann vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation und Kollegen entwickelten ein Modell, das mit Hilfe der Geldverbreitung das menschliche Reiseverhalten - und damit die Verbreitung von Viren und Bakterien - vorhersagen soll.
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Der Artikel "The scaling laws of human travel" erschien in der Fachzeitschrift "Nature" (Bd. 439, S. 462, 26. Jänner 2006, DOI: 10.1038/nature04292) |
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 Abstract der Studie |
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Historische Epidemien griffen nur langsam um sich |
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Infektionskrankheiten verbreiten sich durch die Bewegung von Menschen von Ort zu Ort - Viren und Bakterien hat der infizierte Mensch unfreiwillig "im Gepäck".
Historische Epidemien entwickelten sich dabei nur langsam über weite Gebiete und breiteten sich wellenförmig aus. Geringere Reisedistanzen im Mittelalter - meist nur bis zu ein paar Kilometern pro Tag - begrenzten die Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Beispielsweise dauerte es während der großen Pest im 14. Jahrhundert etwa drei Jahre, bis der europäische Kontinent von Süden nach Norden erfasst wurde. Im Schnitt verbreitete sich die Krankheit damals mit einer Geschwindigkeit von zwei Kilometer pro Tag.
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Hohe Mobilität schafft neue Muster |
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Die globalisierte Welt brachte internationalen Handel, wachsende Mobilität und hohe Verkehrsintensität. Angesichts moderner Verkehrsmittel wie Auto, Bahn oder Flugzeug können sich Menschen heute viel schneller und einmal über kurze, dann wieder über extrem lange Strecken fortbewegen.
Somit sei das Risiko einer schnellen weltweiten Ausbreitung von Seuchen enorm gestiegen, meinen die Physiker. Auch würden sich die Pandemien nach anderen Gesetzen ausbreiten, wie es bereits die Infektionskrankheit SARS verdeutlicht hat, die im Jahr 2003 für Schlagzeilen sorgte.
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Heute Vorhersagen komplizierter |
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Laut den Forschern ist es bisher wegen dieser unterschiedlich schnellen und weiten Fortbewegung schwierig gewesen, Gesetzmäßigkeiten des Reiseverhaltens zu finden.
Um die Ausbreitung moderner Seuchen in mathematischen Modellen zu beschreiben und Vorhersagen treffen zu können, sei eine genaue quantitative Kenntnis des Reiseverhaltens auf allen Entfernungsskalen erforderlich.
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Geldbewegung als Indikator |
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Als Ausweg verfolgten die Wissenschaftler die Wanderung von Geld, das sich wie Viren oder Bakterien mit dem Menschen fortbewegt. Denn: Kaum jemand tritt eine Reise an, ohne dabei ein paar Geldscheine in der Tasche zu haben:
Dazu griffen die Forscher auf Daten des populären Internetspiels "Where's George?" zurück, bei dem Teilnehmer Seriennummern von US-Dollar-Noten eintragen können.
"Wir haben erkannt, dass wir durch die enorm hohe Datenfülle, die hohe geographische Dichte und zeitliche Auflösung des 'Bill-Trackings' genaue Rückschlüsse auf die statistischen Eigenschaften des Reiseverhaltens ziehen können", sagt Brockmann.
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Where's George? - "US Currency Tracking Project"
Die Idee dahinter ist, dass man markierte Geldscheine in Umlauf bringt. Bekommt jemand einen solchen Geldschein, kann er sich online registrieren, seinen Aufenthaltsort angeben und die Dollarnote wieder in Umlauf bringen. Laut Website sind inzwischen rund 76 Millionen Geldscheine registriert. Für einen Teil davon lassen sich die genauen Wanderwege nachvollziehen. |
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Zum Internetspiel "Where's George?" |
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Chaotischen Systemen ähnlich
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Geldverbreitungslinien von Banknoten, die ursprünglich aus vier Orten stammen: Omaha/NE (grün), Seattle/WA (blau), Jacksonville/FL (rot) und New York/NY (violett). Die Symbole zeigen die Folgestation, an denen das Geld wieder aufgetaucht ist - innerhalb von 14 Tagen.
In den Bewegungsdaten der Dollarscheine erkannten die Forscher neue Gesetzmäßigkeiten, die dem menschlichen Reiseverhalten zugrunde liegen.
Sie ähneln demnach Gesetzen für turbulente Strömungen und chaotische Systeme. Das Besondere an diesen Skalierungsgesetzen sei, dass sie durch nur zwei universelle Parameter festgelegt sind, so Lars Hufnagel der University of California.
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Mathematische Theorie des menschlichen Reiseverhaltens |
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Aus den Erkenntnissen entwickelten die Forscher eine neue Theorie, "die erstaunlich genau Reisebewegungen auf Entfernungen von einigen wenigen bis einigen tausend Kilometern beschreibt".
Sie seien "optimistisch, dass dies die Vorhersage der geografischen Ausbreitung von Epidemien entscheidend verbessern wird", sagt Theo Geisel, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation.
[science.ORF.at/APA/AFP, 26.1.06]
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01.01.2010 |
