Forecasting Land Art Under Climate Scenarios

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein Detektiv, der versucht, ein Rätsel zu lösen, das noch gar nicht stattgefunden hat. Sie suchen nicht nach einer vermissten Person, sondern nach dem zukünftigen Gesicht einer riesigen, wirbelnden Steinskulptur, die in der Mitte eines Salsees liegt. Dies ist die Welt der „Klimaprognose“, in der Wissenschaftler Mathematik und Computer nutzen, um zu erraten, wie unsere sich verändernde Erde in Jahrzehnten aussehen wird. Um dies zu tun, verlassen sie sich oft auf „Fernerkundung“, was wie ein riesiges, hochtechnologisches Selfie der Erde aus dem Weltraum ist, das mit Satelliten aufgenommen wird. Sie nutzen auch „generative KI“, eine Art von Computerprogramm, das aus tausenden Bildern lernen kann und dann neue Bilder malen kann, die genau wie die echten aussehen, aber für eine Zeit, die noch gar nicht existiert. Warum kümmert das jemanden? Weil einige unserer berühmtesten Kunstwerke nicht in Museen hängen; sie sind draußen, der Witterung ausgesetzt. Wenn sich das Klima verändert, verändert sich auch die Kunst. Das Verständnis dessen hilft uns zu sehen, wie menschliche Schöpfungen und die natürliche Welt miteinander verflochten sind und was passiert, wenn die Welt heißer und trockener wird.

Lassen Sie uns nun über das spezifische Rätsel sprechen, das diese Arbeit löst: die Zukunft von Robert Smithsons Spiral Jetty. Dies ist eine massive, 470 Meter lange Spirale aus schwarzen Steinen und Schlamm, die 1970 im Großen Salzsee in Utah errichtet wurde. Jahrelang ist diese Spirale mit dem Wasserstand des Sees gestiegen und gesunken – manchmal unter Wasser verborgen, manchmal ragt sie wie eine trockene, salzige Schlange aus dem Wasser. Die Autoren dieser Arbeit, Alev Cinbarcı und Sean S. Kalaycıoğlu, wollten wissen: Wie wird diese Spirale im Jahr 2030 und 2050 aussehen?

Sie haben nicht einfach nur geraten. Sie bauten eine zweistufige „Zeitmaschine“, um es herauszufinden.

Schritt 1: Die Wetter-Kristallkugel
Zuerst betrachteten sie die Daten der letzten 42 Jahre (von 1984 bis 2025). Sie bemerkten ein Muster: Der Wasserstand des Großen Salzsees, die Temperatur und die Menge an Kohlendioxid in der Luft waren alle miteinander verbunden. Sie nutzten dieses Muster, um eine einfache mathematische Formel zu erstellen. Dann fütterten sie diese mit den offiziellen „Zukunftsszenarien“ des IPCC (einer Gruppe von Wissenschaftlern, die den Klimawandel vorhersagen). Diese Szenarien sind wie drei verschiedene Handlungsstränge für die Zukunft: eines, in dem wir das Klima schnell reparieren (SSP1-2.6), eines, in dem wir ein mittleres Maß an Reparaturen vornehmen (SSP2-4.5), und eines, in dem wir weiterhin wie verrückt fossile Brennstoffe verbrennen (SSP5-8.5).

Das Ergebnis dieses Schrittes war ernüchternd und ein wenig traurig. Egal, welche Geschichte sie wählten, die Mathematik sagte, dass der Seespiegel weiter sinken wird. Bis 2030 wird der Wasserstand zwischen 1,8 und 8,8 Metern niedriger sein als an seinem Tiefpunkt im Jahr 2023. Bis 2050 wird er noch niedriger sein. In jedem einzelnen der von ihnen berechneten Zukünfte wird das Wasser so niedrig sein, dass die Spiral Jetty völlig trocken liegen wird, sitzend auf einer rissigen, weißen Salzpfanne. Sie wird nicht unter Wasser sein, und sie wird nicht einmal teilweise nass sein; sie wird vollständig exponiert sein.

Schritt 2: Der „Komplexitäts“-Detektiv
Als Nächstes fragten sie: „Wenn die Spirale trocken ist, wie wird das Bild von ihr aussehen?“ Sie haben nicht nur die Farbe geraten; sie haben die „visuelle Komplexität“ gemessen. Stellen Sie sich das als einen Score vor, der Ihnen sagt, wie unruhig oder chaotisch ein Bild aussieht. Ein ruhiger, flacher See ist einfach (niedriger Score). Eine felsige, strukturierte, trockene Salzfläche ist komplex (hoher Score).

Sie trainierten zwei verschiedene Computergehirne, um diesen Score vorherzusagen. Das eine Gehirn war ein einfacher „linearer“ Denker, der einfach eine gerade Linie durch die vergangenen Daten zieht. Das andere war ein „Random Forest“, ein klügeres Gehirn, das in der Lage ist, Hügel und Kurven in den Daten zu erkennen. Hier ist die entscheidende Erkenntnis: Das einfache Gehirn versuchte, Zahlen vorherzusagen, die keinen Sinn ergaben (wie negative Komplexität). Aber das kluge Gehirn stieß an eine Grenze. Es erkannte, dass alle Zukunftsszenarien so extrem waren, dass sie außerhalb von allem lagen, was der Computer bisher gesehen hatte. Also sagte das kluge Geatahl: „Ich weiß nicht genau, wie die Zukunft aussehen wird, aber ich weiß, dass sie genau wie das trockene, rissige Chaos aussehen wird, das wir nach 2015 gesehen haben, nur noch extremer.“ Die Arbeit schließt explizit die Idee aus, dass die Spirale wieder nass werden könnte, selbst wenn wir das Klima schnell reparieren. Die Daten deuten darauf hin, dass der See zu weit fortgeschritten ist, um bis 2030 oder 2050 zurückzukehren.

Schritt 3: Das Malen der Zukunft
Schließlich bauten die Autoren einen „visuellen Synthesizer“. Sie nahmen einen leistungsstarken KI-Bildgenerator (genannt Stable Diffusion XL) und lehrten ihn, die Spiral Jetty anhand von 1.744 Fotos aus der Vergangenheit zu erkennen. Sie gaben der KI eine spezielle Anweisung: „Zeichne die Spirale, aber stelle sicher, dass der Wasserstand unseren mathematischen Vorhersagen entspricht.“ Sie fügten auch eine „Physik-Regel“ hinzu, die die KI zwang, die Spirale trocken zu halten, wenn die Mathematik sagte, dass das Wasser niedrig sei.

Die KI generierte dann 100 verschiedene Bilder für jedes zukünftige Jahr und jedes Szenario. Dies sind nicht nur einzelne Bilder; sie sind eine Wolke von Möglichkeiten, die uns zeigen, wie die trockene, salzige Zukunft aussehen könnte. Die Autoren betonen vorsichtig, dass dies „generative Spekulationen“ sind, keine Fotografien der Zukunft. Es sind künstlerische Darstellungen basierend auf harter Mathematik, die dazu dienen, uns eine Realität zu visualisieren, in der der See so weit zurückgewichen ist, dass die Kunst dauerhaft auf dem Wüstenboden gestrandet ist.

Das große Ganze
Die Hauptbotschaft ist zwar etwas deprimierend, aber ehrlich. Die Arbeit legt nahe, dass die Spiral Jetty unter jedem der aktuell diskutierten Klimapfade bis 2030 in einem „trockenen Playa-Regime“ feststecken wird. Das Wasser wird nicht zurückkommen. Die Kunst wird voll exponiert sein, sitzend auf einer Salzpfanne, die immer trockener und extremer wird.

Die Autoren warnen auch vor der Ethik dieser Sache. Sie argumentieren, dass es zwar cool ist, KI zu nutzen, um die Zukunft der Kunst zu imaginieren, wir das Kunstwerk aber nicht nur als Wettersensor betrachten sollten. Die Spiral Jetty ist immer noch ein Kunstwerk, das erlebt werden soll, und nicht nur ein Datenpunkt. Sie haben sogar ein digitales Wasserzeichen auf ihre KI-generierten Bilder gesetzt, um jeden zu erinnern: „Dies ist eine synthetische Vermutung, kein echtes Foto.“

Letztendlich ist diese Arbeit eine Brücke zwischen Kunst, Wissenschaft und der Zukunft. Sie nutzt die Vergangenheit, um eine Geschichte über die Zukunft zu erzählen, und zeigt uns, dass selbst eine massive, vom Menschen geschaffene Spirale aus Steinen den wechselnden Gezeiten des Klimas nicht entkommen kann. Die Spirale wird noch da sein, aber das Wasser, das sie einst umfing, wird verschwunden sein und sie zurücklassen, um eine neue, trockene Geschichte einer wärmeren Welt zu erzählen.