Geo-Engineering: Olivin-Düngung der Meere ist keine Lösung

Geo-Engineering: Forscher erteilen Ozeandüngung eine Absage

Blauer Planet: Olivin gleichmäßíg in den Meeren zu verteilen wäre extrem aufwendig

NASA/ NOAA

Blauer Planet: Olivin gleichmäßíg in den Meeren zu verteilen wäre extrem aufwendig

Mineralstaub könnte dafür sorgen, dass die Meere mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen und die Ozeane weniger versauern. Doch ein Forscherteam aus Bremerhaven hält die Methode nicht für sinnvoll - unter anderem ist sie viel zu aufwendig.

Hamburg - Im Kampf gegen den Klimawandel hoffen manche auf das sogenannte Geo-Engineering. Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven haben sich nun gegen ein Verfahren ausgesprochen, durch das die Ozeane mehr Kohlendioxid aufnehmen sollen.

Das Auflösen des Minerals Olivin im Wasser soll theoretisch der Ozeanversauerung entgegen wirken und gleichzeitig dafür sorgen, dass in den Meeren mehr CO2 gebunden wird. Olivin ist ein silikathaltiges, kohlenstofffreies Gestein. Die AWI-Forscher untersuchten, welche Auswirkungen die Methode auf die chemische Zusammensetzung des Wassers und die Meereslebewesen hat.

Ihr Ergebnis: Das Wasser kann zwar tatsächlich deutlich mehr Kohlendioxid aufnehmen, und gleichzeitig wachsen Kieselalgen stärker. Der Aufwand für diesen Eingriff mit Olivin wäre jedoch immens, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin "Environmental Research Letters" berichten.

2009 hatten Forscher des AWI die Düngung des Meeres mit Eisen untersucht, das ebenfalls das Algenwachstum verstärkt. Das Experiment im Südatlantik war auf Kritik bei Umweltschützern gestoßen. Die Ergebnisse des Versuchs waren jedoch enttäuschend. Die Algen holten nur wenig CO2 aus der Atmosphäre.

Riesige Bergbauindustrie wäre nötig

Das Team um Peter Köhler ging in der Studie davon aus, dass jährlich drei Gigatonnen Olivin in den Ozeanen aufgelöst werden. "Dadurch wird das Wasser alkalischer, die Aufnahmekapazität von CO2 steigt", sagte Köhler. Trotzdem könnten diese Mengen nur neun Prozent des heutigen von Menschen verursachten Kohlendioxidausstoßes kompensieren.

92 Prozent der erhöhten Aufnahmekapazität gehen nach Angaben von Köhler auf die chemische Veränderung des Wassers zurück, acht Prozent auf das vermehrte Wachstum von Kieselalgen. Die Gesteinspartikel enthalten Nährstoffe, so dass sich die Algen stärker ausbreiten können und mehr CO2 speichern. "Damit liegt eine Ozeandüngung vor. Momentaner Stand ist, dass solche Maßnahmen nicht erlaubt sind."

Damit sich das Olivin gleichmäßig im Wasser verteilt, müsste es sehr fein gemahlen werden - was große Mengen an Energie verschlingen würde. Nach Schätzungen der Wissenschaftler würden 30 Prozent des im Ozean aufgenommen CO2 bei der Produktion wieder freigesetzt werden. Dazu käme die logistische Herausforderung, Olivin massenhaft abzubauen und über die Weltmeere zu verteilen.

"Man müsste eine Bergbauindustrie in der Größenordnung der heutigen Kohleindustrie schaffen", sagte Köhler. Deshalb kommen die Forscher zu dem Schluss, dass diese Methode keine schnelle Lösung gegen die globale Erwärmung sein kann.

wbr/dpa

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Dienstag, 22.01.2013 – 15:36 Uhr
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Geo-Engineering

Pro und Contra

Wenn der Klimawandel dramatische Ausnahmen anzunehmen droht, bleibt als letzte Option wohl nur Geo-Engineering, sagen viele Forscher. Entweder man verringert die Sonneneinstrahlung auf der Erde, etwa durch Wolken oder Aerosole. Oder man filtert massenhaft CO2 aus der Atmosphäre und lässt es unter der Erde oder im Meer verschwinden. Doch so gut das auch klingt, Geo-Engineering ist umstritten.

Die einen warnen vor den Risiken und Nebenwirkungen menschlicher Eingriffe, die nur wenig erforscht sind. Die anderen fürchten, Geo-Engineering könnte die Menschheit dazu verleiten, andere Maßnahmen zum Klimaschutz gleich ganz bleiben zu lassen. Möglicherweise lässt sich mit den Eingriffen aber Zeit gewinnen. Geo-Engineering könnte für 10 oder 20 Jahre helfen, den Klimawandel zu bremsen. Um die eigentliche Aufgabe, den CO2-Ausstoß drastisch zu reduzieren, wird die Menschheit jedoch nicht herumkommen.

Mit Aeorosolen das Sonnenlicht dimmen

USGS / Cascades Volcano Observatory

Der Nobelpreisträger Paul Crutzen hat im Jahr 2006 eine Art Giftkur fürs Weltklima vorgeschlagen: Feinste Schwefelpartikel, ausgebracht in 10 bis 50 Kilometer Höhe, sollen das Sonnenlicht dämpfen. Um ein paar Prozent nur, aber das würde reichen, damit die Temperatur auf der Erde bis zum Ende des Jahrhunderts nur um zwei bis zweieinhalb Grad ansteigt.

Dass das Verfahren funktioniert, zeigte sich 1991 beim Ausbruch des Vulkans Pinatubo auf den Philippinen. Mehr als 20 Kilometer hoch wurde damals die Aschewolke geschleudert. Schwefeldioxide oxidierten zu genau jenen kleinen Schwefelsäure-Tröpfchen, die Crutzen nutzen will. Der Himmel verdunkelte sich ein ganz kleines bisschen, die Temperatur sank weltweit um 0,5 Grad. Atmosphärenforscher wissen inzwischen, dass der Schwefel die Ozonschicht stark schädigen könnte und denken deshalb über andere Aerosole nach. Der Charme der Methode ist aber, dass sie vergleichsweise billig umzusetzen ist. Ein US-Forscher hat ausgerechnet, dass Militärjets die mit Abstand billigste Variante sind, um Schwefelpartikel in den Himmel zu transportieren .

Ozeane mit Eisen düngen

AWI

Seit Wissenschaftler wissen, dass Eisensulfat Plankton dazu bringt, deutlich mehr CO2 zu binden als normalerweise, gilt die Düngung der Ozeane als mögliches Klimaschutzprojekt. Damit das Verfahren tatsächlich klappt, muss das Phytoplankton nach dem Absterben zum Meeresboden sinken - und möglichst lange dort verbleiben. Forscher halten das massenweise Verschütten von Eisen in die Ozeane allerdings auch für ein riskantes Experiment: Es könnte marine Ökosysteme radikal verändern. Zudem ergaben mehrere Experimente, darunter auch von deutschen Forschern im Südmeer , dass durch eine Düngung viel weniger Treibhausgas Kohlendioxid gebunden wird als angenommen .

Sonnenschirme im All

UA Steward Observatory

Wie aus einem Science-Fiction-Roman klingt der Vorschlag, einen gigantischen Spiegel im Weltall zwischen Sonne und Erde zu positionieren, der wie ein Sonnenschirm wirkt. 1992 wurden die Kosten für ein solches Projekt grob geschätzt: Man kam auf über hundert Milliarden Dollar, um die Sonnenstrahlung um ein Prozent zu verringern. In dieser Größenordnung sollen auch die globalen Kosten des Klimawandels pro Jahr liegen . Der Spiegel müsste in etwa die Größe Manhattans haben. Von der Erde aus wäre der Spiegel praktisch nicht erkennbar, höchstens als kleiner dunkler Fleck auf der Sonne.

Die Idee wurde an der University of Arizona weiterentwickelt: Ein 100.000 Kilometer langen Schweif aus 16 Billionen Scheibchen soll im All schweben. Jedes Scheibchen soll aus transparentem Kunststoff bestehen, 60 Zentimeter groß und nur ein Gramm schwer sein. Der Effekt: Die Sonneneinstrahlung würde um 1,8 Prozent sinken .

Für die Idee eines wie auch immer aufgebauten Sonnenschirms im All spricht, dass er keine chemischen Eingriffe in die Atmosphäre erfordert, deren Folgen schwer abzusehen sind. Theoretisch ließe sich der kosmische Sonnenschutz auch wieder abbauen. Allerdings sind Klimaexperten skeptisch, ob die Idee wegen der enorm hohen Kosten praktikabel ist.

Die Wolken aufhellen

DPA

Hunderte Geisterschiffe sollen auf den Ozeane rund um die Uhr Meerwassertropfen in die Luft blasen, die Kondensationskeime bilden. Erhoffter Effekt: hellere Wolken, die mehr Sonnenstrahlung zurück ins All reflektieren und so abkühlend wirken. Die Idee besticht durch ihre verblüffend niedrigen Kosten: Nicht einmal hundert Millionen Euro pro Jahr soll die Flotte aus Roboterschiffen kosten , die ihre Energie aus dem Wind beziehen. Statt mit Segeln sollen die Boote mit sogenannten Flettner-Rotoren bestückt werden.

Künstliche Bäume (Air Capture)

Institution of Mechanical Engineers

In Kohlekraftwerken der Zukunft soll das klimaschädliche CO2 aufgefangen und unterirdisch gespeichert werden (Carbon Capture and Storage -: kurz CCS). Künstliche Bäume arbeiten im Prinzip genauso, nur dass sie das CO2 nicht aus Abgasen, sondern direkt aus der Atmosphäre herausfiltern (Air Capture). Das ist aufwendiger und auch deutlich teuerer als CCS. Doch mit Air Capture lässt sich auch schon vor Jahren emittiertes CO2 nachträglich wiedereinfangen, was mit CCS nicht möglich ist. Ein künstlicher Baum soll nach Angaben britischer Forscher etwa 20.000 Dollar kosten und könnte zehn Tonnen CO2 pro Tag absorbieren . In ganz Großbritannien müssten 100.000 derartige Bäume aufgestellt werden, um sämtliches CO2 aufzufangen, das vom Verkehr der Insel stammt.

Bäume anpflanzen, verbrennen, CO2 auffangen

DPA

CO2 aus der Luft holen - das beherrschen natürlich nicht nur teure Anlagen, sondern auch Wälder. Man müsste den in Holz einlagerten Kohlenstoff nur noch dauerhaft speichern - fertig wäre das natürliche Geo-Engineering. Forscher haben vorgeschlagen, das Holz nicht mit großem Aufwand zu lagern, sondern einfach zu verbrennen. Das dabei entstehende CO2 wird dann aufgefangen und unterirdisch gespeichert (CCS ). Diese Geo-Engineering-Variante würde nicht nur analog zu Air Capture die CO2-Konzentration der Atmosphäre senken, sondern nebenbei auch Energie produzieren. Freilich gibt es auch beim gezielten Holzverbrennen Probleme. So könnten neu angepflanzte Wälder auf der Nordhalbkugel die Erdoberfläche zusätzlich verdunkeln. Folge: Es wird mehr Wärmestrahlung der Sonne absorbiert, die Temperaturen steigen.