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Gedankenschmiede

Geo-Engineering Der Klimaklempner

Klimaforscher Keith: Mit Schwefel die Erde abkühlen Zur Großansicht
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Klimaforscher Keith: Mit Schwefel die Erde abkühlen

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Leidet er unter Hybris? Oder hat er nur Spaß daran, Ärger zu kriegen? Der Klimaforscher David Keith will die Erde künstlich abkühlen - mit Schwefelsäure. Wer mit ihm spricht, bekommt ein beklemmendes Gefühl: Der Mann könnte recht haben.

Keith ist Kanadier, Anfang 50, hager, freundlich und naturverbunden - nicht gerade der Typ, der normalerweise Hass auf sich zieht. Und doch findet er massenweise E-Mails in seiner Post, die ihn als "Abschaum" beschimpfen, als "Gefahr für die Menschheit", als "Dr. Strangelove" oder als "gefährlichen Wahnsinnigen". Auch zwei Morddrohungen waren darunter.

Die Anfeindungen richten sich gegen das Forschungsfeld des Kanadiers: Keith ist Geo-Ingenieur, er will eine Technologie entwickeln, mit der sich die Sonneneinstrahlung auf die Erde mindern und so die globale Erwärmung bremsen lässt. Kurzum: Keith hat sich vorgenommen, das Klima unseres Planeten zu reparieren.

Gerade hat der selbst ernannte Klimaklempner von der Harvard University seinen Gegnern neuen Anlass für Empörung gegeben: Keith will mit seinen Experimenten raus aus dem Labor und rein in die Stratosphäre. In der Zeitschrift "Philosophical Transactions of the Royal Society" hat er detaillierte Pläne für einen ersten Eingriff in die Stratosphäre vorgestellt. "Scopex" hat er sein Projekt genannt, kurz für "Stratospheric Controlled Perturbation Experiment".

Schwefelsäure-Experiment könnte Ende 2015 beginnen

Noch, sagt Keith, habe er keinen offiziellen Forschungsantrag gestellt. Aber er sei im Gespräch mit den Behörden. Im günstigsten Fall könne schon Ende 2015 die Arbeit an seinem Stratosphären-Injektor beginnen. Einen Ballon will Keith aufsteigen lassen, um in rund 20 Kilometern Höhe Schwefelsäure zu versprühen. Der Propeller eines solchen Ballons sei ideal geeignet, um die Schwefelwolke gleichmäßig zu verwirbeln. Einen Kilometer lang und etwa hundert Meter im Durchmesser soll die so entstehende Schwade sein.

Solche Schwefelaerosole können Sonnenlicht ins Weltall zurückwerfen und auf diese Weise die Temperatur am Erdboden senken. Diesen Effekt haben Forscher nach Vulkanausbrüchen umfänglich studiert. 17 Millionen Tonnen Schwefelgase schleuderte zum Beispiel der Pinatubo im April 1991 in die Stratosphäre. Die Durchschnittstemperatur auf der Erde sank daraufhin um etwa 0,4 Grad.

So drastisch ist die Wirkung des Schwefels, dass eine Manipulation des Weltklimas durch den Menschen durchaus möglich scheint. Auf gerade einmal eine Milliarde Dollar schätzt Keith die jährlichen Kosten einer Maßnahme, die auf Erden spürbar Wirkung zeigen würde. Für ein Klimareparaturprogramm ist das geradezu lächerlich billig.

Angst vor dem Einstieg ins Geo-Engineering

"Scopex" freilich ist, für geschätzte Kosten von 15 Millionen Dollar, nicht dafür konzipiert, die Erde zu kühlen. Ziel des von Keith vorgeschlagenen Stratosphären-Experiments ist es vielmehr, die möglichen Risiken einer globalen Schwefelkur zu studieren. Gemeinsam mit einem Harvard-Kollegen, dem Atmosphärenchemiker James Anderson, will Keith insbesondere untersuchen, ob die Schwefeltröpfchen den Abbau der Ozonschicht befördern.

Um das chemische Verhalten des Aerosols zu untersuchen, reicht weniger als ein Kilo Schwefelsäure, was etwa der Menge entspricht, die ein Jet binnen einer Minute ausstößt. Ein Schaden für Klima oder Stratosphäre ist auszuschließen.

Trotzdem haben die Harvard-Forscher allen Grund, mit Widerstand zu rechnen. Denn Kritiker fürchten, dass harmlos erscheinende Experimente der weitaus gefährlicheren globalen Manipulation des Klimageschehens, dem sogenannten Geo-Engineering, den Weg ebnen werden. Solche Eingriffe, warnen Keiths Gegner, könnten unabsehbare Katastrophen heraufbeschwören. Grundsätzlich sei es ein Irrweg, der Gefahr durch menschengemachte Treibhausgase zu begegnen, indem man die Atmosphäre noch zusätzlichen Risiken durch Schwefelgase aussetzt.

Vor allem aber befürchten die Kritiker fatale politische Folgen des Geo-Engineering: Jede Hoffnung auf eine erfolgreiche Klimakur werde der Industrie als Rechtfertigung dienen, weiterhin Kohlendioxid in die Luft zu pusten. Denn wer glaubt, das Klimaproblem werde sich schon durch Schwefelgase lösen lassen, sieht keine Not, auf Kohle, Öl und Erdgas zu verzichten.

Klimaklempnerei könnte "Leben auf der Erde auslöschen"

"Ich teile diese Sorge", erklärt Klimaklempner Keith. Auch leugnet er nicht, dass Geo-Engineering gefährlich ist. Zum Leidwesen seiner Mitstreiter erklärte er dem "New Yorker" gegenüber, theoretisch sei diese Technik sogar geeignet, "das Leben auf dem Planeten Erde auszulöschen".

Aber sind diese Bedenken Grund genug, jede Form von Eingriff ins Klima zu ächten? Das, meint Keith, werde sich die Menschheit nicht leisten können. Und es ist möglich, dass er damit recht behält: Die Natur so zu bewahren, wie der Mensch sie vorgefunden hat, mag als hehres Ziel erscheinen. Doch diese unberührte Natur gibt es nicht mehr. Der Mensch hat die Ära des Geo-Engineering längst eröffnet. Er hat die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert und mit ihr das Klima. Es wird ihm deshalb nichts anderes übrig bleiben, als die Verantwortung, die er damit auf sich geladen hat, anzunehmen.

"Drastische Einschnitte beim Ausstoß von Kohlendioxid sind sicher nötig", sagt Keith. Doch sei zweifelhaft, ob diese reichen werden. Wenn die Weltwirtschaft die Umstellung auf regenerative Energien einmal vollzogen habe, sei es vielleicht schon zu spät, um verheerende Klimafolgen zu verhüten.

Erwärmung nur ein wenig abbremsen

Einst, sagt Keith, habe auch er es für vermessen gehalten, ein so komplexes System wie das Weltklima manipulieren zu wollen. Denn was, wenn nach einem solchen Eingriff plötzlich der indische Monsun ausbliebe? Wenn sich die Dürre in der Sahelzone unkontrollierbar ausdehnte? Oder ein Super-El-Niño die amerikanische Westküste heimsucht?

Computermodelle, die den Einfluss von Schwefelaerosolen in der Stratosphäre simulieren, haben Keith vom Gegenteil überzeugt. Zu seiner Verblüffung zeigten sie keine bedrohlichen Klimakapriolen. Behutsam angewendet, scheint die Schwefelkur den Planeten in allen Regionen fast gleichmäßig abzukühlen.

Natürlich ist auch Keith klar, dass Klimamodelle irren können. Doch seien die Ergebnisse ermutigend genug, um die Option des Geo-Engineering durch Experimente wie "Scopex" genauer auszuloten. Im Übrigen werde es wie bei jeder Therapie darauf ankommen, die richtige Dosierung zu finden. "Wir sollten nicht versuchen, den vorindustriellen Zustand wiederherzustellen", erklärt Keith. Es könne allenfalls darum gehen, die Erwärmung etwas abzubremsen. "Das würde dem Menschen und der Natur etwas Aufschub geben."

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.

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  • Jason Grow
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