Die Spur der Dollars

Wenn sich Geld als Krankheit ausbreitet

Die Angst vor der nächsten Seuche, die weltweit Millionen von Menschenleben fordern könnte, wächst. Eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung einer ansteckenden Krankheit wird die Mobilität spielen. Es wird viel gereist heutzutage und entlang den Reiserouten könnte ein Erreger sehr schnell vorwärts kommen und sich wie in einem Schneeballsystem weiter verbreiten. Entsprechend versuchen Wissenschaftler seit Jahren, diese potenziellen Ausbreitungswege einer Epidemie zu definieren, um im Fall des Falls möglichst gut vorbereitet zu sein. Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam wählte nun einen ungewöhnlichen Zugang zu dem Thema: Sie verfolgten die Spur von Dollarnoten.

Dirk Brockmann und Theo Geisel vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen und Lars Hufnagel von der University of California in Santa Barbara veröffentlichen ihre neuen Entdeckungen zu den universellen Gesetzmäßigkeiten im menschlichen Reiseverhalten in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature (The scaling laws of human travel, in: Nature, 439 (7075) 26 January 2006|doi:10.1038/nature04292).

Die Bewegung von Geldnoten in den USA. Jede Linie symbolisiert die geografische Reise einer einzelnen Geldnote zwischen Ausgangsort (Seattle: blau, New York: gelb) und verschiedenen Zielorten. Jede Geldnote war weniger als eine Woche unterwegs. (Bild: Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation)

Das Team um Dirk Brockmann nutzte eine Website namens Where's George?, die 1998 aus Spaß und Neugier gegründet wurde, um den Weg einzelner Dollarnoten (die das Konterfei von George Washington schmückt) auf ihrem Weg von Hand zu Hand und Stadt zu Stadt zu verfolgen. Die Idee war extrem erfolgreich, inzwischen sind ungefähr 50 Millionen Geldscheine dort registriert, und Meldungen von neuen Aufenthaltsorten gehen immer wieder online.

"Wir haben erkannt", erklärt Dirk Brockmann "dass wir durch die enorme Datenfülle und die hohe geografische und zeitliche Auflösung des Bill-Trackings genaue Rückschlüsse auf die statistischen Eigenschaften des Reiseverhaltens ziehen können, und zwar unabhängig von den benutzten Verkehrsmitteln. Wir hofften auf diesem Weg indirekt und mit hoher Präzision die typischen Eigenschaften des Reiseverhaltens zu ermitteln".

Die Vogelgrippe breitet sich immer weiter aus (AI, reloaded) und weltweit wächst die Sorge vor einem neuen Super-Grippevirus. Wenn der aggressive Virus H5N1 so mutiert, dass er von Mensch zu Mensch übertragen werden kann, könnte eine neue Pandemie wie der Ausbruch der Spanischen Grippe von 1918 viele Millionen Menschen das Leben kosten (Todbringende Vögel). Verheerende und Länder übergreifende Seuchen haben die Menschheit immer wieder heimgesucht, aber in vergangenen Zeiten mit weniger Mobilität und dünner Besiedlung von Gebieten sahen ihre Verbreitungsmuster völlig anders aus. Die Pest, die im 14. Jahrhundert das mittelalterliche Europa heimsuchte (Der schwarze Tod: Pest oder Ebola?), kam nur als langsame Wellenfront voran. Die tödliche Krankheit legte damals als mittlere Ausbreitungsgeschwindigkeit nur circa zwei Kilometern pro Tag zurück und brauchte drei Jahre, um den europäischen Kontinent von Süden nach Norden zu durchqueren.

In unserer globalisierten und schnellen Welt bewegen sich die Menschen in verschiedensten Geschwindigkeiten und Strömen. Kurze Strecken werden zu Fuß, mit dem Fahrrad oder Bus und Bahn zurückgelegt, längere mit dem Auto, dem Zug oder dem Flugzeug. Ein unglaublich dichtes und kaum nachzuvollziehendes Netz von Verkehrsströmen bewegt sich alltäglich auf unserem Planeten.

Infizierte Menschen können einer Vielzahl von anderen Leuten begegnen und sie anstecken, bevor ihre Erkrankung überhaupt bemerkt wird. Kein Wunder also, dass sich die Wissenschaft seit Jahren mit verschiedensten Modellen bemüht, den Mechanismen der Ausbreitung von Seuchen auf die Spur zu kommen (Zweibeinige Büchse der Pandora).

Die Forschergruppe um Dirk Brockmann hatte vor zwei Jahren bereits ein Computermodell zur Vorhersage weltweiter Epidemien entwickelt (Forecast and control of epidemics in a globalized world). Jetzt beschäftigen sich die Forscher mit einem völlig neuen Ansatz erneut mit der Problematik, aber anstatt die Bewegungen einzelner Menschen oder die Routen von Flugreisen zu untersuchten, gehen sie von der geografischen Zirkulation von Geldscheinen aus, die durch Reisende von Ort zu Ort transportiert werden.

Bei der Analyse der Bewegungsdaten der Geldnoten entdeckten die Wissenschaftler so genannte universelle Skalierungsgesetze, die auch dem menschlichen Reiseverhalten zugrunde liegen. Ähnliche Skalierungsgesetze kennt man aus anderen physikalischen und biologischen Systemen, wie turbulenten Strömungen und chaotischen Systemen.

Das Besondere an diesen Skalierungsgesetzen ist die Tatsache, dass sie durch nur zwei universelle Parameter festgelegt sind. Dieses Ergebnis hat uns alle überrascht.

Co-Autor Lars Hufnagel

Bisher gingen die Modelle zur Ausbreitung von Krankheiten davon aus, dass sie sich geografisch diffus ausbreiten, ähnlich wie feinste Staubpartikel auf einer Wasseroberfläche. "Die Konsequenz unserer Untersuchungen ist, dass zur Beschreibung der geografischen Ausbreitung moderner Seuchen neuartige theoretische Konzepte entwickelt werden müssen", meint Dirk Brockmann. Die Forscher entwarfen einen neue mathematische Theorie des menschlichen Reiseverhaltens, deren Vorhersagen mit den gemessenen Skalierungsgesetzen in einem Entfernungsbereich von einigen Kilometern bis einigen tausend Kilometern genau übereinstimmt. Sie sind optimistisch, dass mithilfe dieses Modells die Vorhersage der Dynamik und der Ausbreitungswege von Epidemien entscheidend verbessert werden kann. (Andrea Naica-Loebell)

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