Pandemie
Perkolation – ein physikalisches Phänomen erklärt, wie Corona außer Kontrolle geraten kann
Die Infektionskurve so lange wie möglich flach halten – das ist das Ziel. Was derzeit in diesem Land gut funktioniert, ist in anderen Ländern weniger erfolgreich. In Spanien und Frankreich scheint sich das Virus wieder schnell zu verbreiten.
© Nuthawut Somsuk / Getty Images
In Frankreich und Spanien steigt die Zahl der Coronavirus-Fälle rapide an. In Deutschland hingegen scheinen sie auf einem etwas höheren Niveau zu stagnieren. Das könnte sich plötzlich ändern, zeigt ein Modell aus der Physik.
Anfang August meldeten die deutschen Gesundheitsbehörden an einem Tag mehr als 1.000 Neuinfektionen mit dem Coronavirus. In den vergangenen Wochen lagen die Zahlen im mittleren dreistelligen Bereich. Es bestand große Besorgnis über den Beginn einer möglichen zweiten Welle. Aber es tat: am Anfang fast nichts. Die Zahl der Neuinfektionen stieg weiter leicht an, scheint jedoch seitdem bei etwa 1500 Fällen pro Tag stagniert zu haben und dann wieder leicht zurückgegangen zu sein. Die Frage ist: wie lange noch?
Ein Blick auf Nachbarländer wie Frankreich und Spanien gibt eine Vorstellung davon, was auch in diesem Land passieren könnte: Dort war die Situation nach der Sperrung im Frühjahr vergleichbar mit der Situation in Deutschland. Die Behörden zählten lange Zeit mehrere hundert Neuinfektionen pro Tag – das Virus schien unter Kontrolle zu sein. Jetzt steigt die Zahl wieder rasant an. Frankreich hat kürzlich mehr als 8.000 Neuinfektionen pro Tag gemeldet. Die Behörden sprachen von exponentiellem Wachstum und erklärten mehrere französische Niederlassungen als „Zone Rouge“, d. H. rote Zonen, in denen sich das Virus aktiv verbreitet.
Auch in Spanien hat die Zahl der Fälle seit mehreren Wochen wieder zugenommen. Das Land mit seinen rund 47 Millionen Einwohnern meldete zuletzt innerhalb eines Tages mehr als 4.500 Neuinfektionen. Das Virus ist in der Region Madrid besonders verbreitet. Isabel Díaz Ayuso, die Präsidentin der Region, beschrieb die Situation vor einigen Tagen mit eindrucksvollen Worten: „Menschen werden infiziert, Kinder werden infiziert, alle werden infiziert und die Schule hat noch nicht begonnen.“ Bereits Mitte August erklärte die Bundesregierung das spanische Festland und die Balearen zu Risikogebieten. Wenig später folgten die Kanarischen Inseln.
Wenn der Schwellenwert überschritten wird, hört er nicht auf
Warum scheint das Virus in den Nachbarländern außer Kontrolle zu sein, während die Zahl der Fälle in diesem Land derzeit stagniert? Das physikalische Perkolationsmodell bietet eine mögliche Erklärung. Das Wort leitet sich vom lateinischen „percolare“ ab und bedeutet so etwas wie „percolare“. Epidemiologen verwenden es beispielsweise auch, um einen Infektionsprozess in einer Population zu untersuchen.
Das Modell basiert im Wesentlichen auf der Idee eines Schwellenwerts, oberhalb dessen z. Eine Infektion kann außer Kontrolle geraten. Der Berliner Virologe Christian Drosten hat das Modell kürzlich mit einem Kaffeefilter erklärt: Stellen Sie sich vor, das Kaffeepulver in einem Filter wird ständig mit einzelnen Wassertropfen angefeuchtet. Die ersten Tropfen sickern in das Pulver ein, füllen die Hohlräume und befeuchten das Pulver. Aber zunächst tropft unten kein Kaffee heraus. Erst mit der Zeit findet das ständig tropfende Wasser seinen Weg durch die Hohlräume im Pulver – bis schließlich eine Verbindung hergestellt ist. Ab diesem Zeitpunkt fällt einer für jeden Tropfen, der oben auf dem Kaffeesatz hinzugefügt wird, auf den Boden der Pfanne. Eine Schwelle wurde überschritten – sie ist nicht mehr aufzuhalten.
Epidemiologen wissen jetzt, dass das Coronavirus hauptsächlich in Clustersituationen verbreitet ist. Ein Cluster kann eine Klassengemeinschaft, eine Wohngemeinschaft oder ein Community College-Kurs sein. Wenn diese Situationen schnell erkannt werden und die Mitglieder des Clusters unter Quarantäne gestellt werden, bevor andere Personen außerhalb des Clusters infiziert werden, kann sich das Virus nur in begrenztem Umfang verbreiten. Gleiches gilt, wenn sich die Mitglieder eines Clusters weitgehend gegenüberstehen. Der Infektionsprozess kann tatsächlich aufflammen und wieder abklingen, bleibt jedoch ziemlich moderat und lokal auf Cluster beschränkt.
Wenn sich die Situation jetzt ändert, z. B. weil sich Menschen in größeren Clustern wieder treffen oder wieder intensiver reisen und die Dinge durcheinander bringen, kann der Virus leichter von Cluster zu Cluster springen. Ein Effekt ist nicht sofort zu spüren. Aber irgendwann entstehen Verbindungen zwischen den Clustern, und irgendwann gerät der Infektionsprozess plötzlich außer Kontrolle. Infektionen würden dann an vielen Stellen auftreten und die Anzahl der Fälle würde schnell und stark zunehmen. In Bezug auf den Kaffeefilter ist dies der Moment, in dem der Kaffeesatz durchlässig wird.
„Es gibt definitiv diesen Schwelleneffekt. Wir sollten unsere Augen nicht davor verschließen“, sagte Christian Drosten kürzlich im Podcast „Coronavirus Update“. Dieser Effekt ist wahrscheinlich auch der Grund, warum die Welle in Deutschland derzeit steigt und fällt. Irgendwann könnte es jedoch außer Kontrolle geraten. „Und wir wissen nicht wann“, sagte Drosten. Er hat das Gefühl, dass dies gerade in Frankreich geschieht.
Sicherheitsgefühl kann irreführend sein
Er glaubt nicht, dass irgendjemand in Frankreich etwas falsch gemacht hat. „Wahrscheinlich ein ausreichender Grund, warum es in Frankreich während der ersten Welle einfach viel mehr ansteckende Aktivitäten gab. Die französische Sperrung war aggressiver als unsere, aber im Hintergrund kann es zu mehr Restinfektionen kommen als bei uns“, sagte der Virologe.
Deutschland sei früher gesperrt worden, weil die erste Welle nicht nur auf der Intensivstation, sondern im Labor bemerkt worden sei, sagt Drosten. Seine Einschätzung: „Deutschland profitiert bis heute davon.“
Gleichzeitig warnte er davor, sich in ein falsches Sicherheitsgefühl täuschen zu lassen. „Ich hoffe, wie alle anderen in der Öffentlichkeit, dass dies in Deutschland nicht passiert“, sagte Drosten. „Aber ich möchte nur sagen, dass es eine Möglichkeit gibt, dass wir uns etwas vormachen, wenn wir sagen: ‚Das läuft im Moment sehr gut, also machen wir weiter wie zuvor.'“
Anschwellen:NDR – Coronavirus-Update /. Twitter
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