Je aussichtsloser die Lage, desto mehr Gefolgschaft: Geoengineering

Unter Geoengineering versteht man Maßnahmen, mit denen die Menschheit versucht, die Erscheinung der Erde global zu beeinflussen - Beispiele dazu diskutiere ich hier. Streng genommen zählt bereits das Verbrennen von Kohle, Öl und Gas zum Geoengineering, denn damit haben wir bereits die Temperatur auf der Erde um mehr als ein halbes Grad nach oben bewegt und werden bis 2100 aller Voraussicht nach weitere Grade Temperaturänderung bewirken, mit entsprechenden Klimafolgen. Die logische Maßnahme, die Finger vom Geoengineering zu lassen, wäre die Verbrennung fossiler Brennstoffe schrittweise einzustellen, was technisch und ökonomisch möglich ist, aber starken politischen Willen erfordert, zunächst große Investitionen einzuleiten und unsere Lebensweise anzupassen.

Redet man jedoch über Geoengineering, meint man meistens Maßnahmen damit, einzelne Folgen des Klimawandels zu dämpfen, ohne an der Ursache des Problems etwas zu ändern. Künstliche Abkühlung der Erde durch Spiegel im All, Verstärkung der Albedo am Boden oder Sulfat-Aerosol in der Stratosphäre ändert zum Beispiel nichts am sinkenden pH-Wert der Meere - im Extremfall droht sogar (allerdings auf geologischer Zeitachse) eine vereiste Erde mit versauerten Meeren und hohem CO2-Gehalt in der Atmosphäre. Da ist es besorgniserregend, wenn in Fachkreisen die Verzweiflung über die erwartete Tatenlosigkeit bei Emissionsminderungen so groß ist, daß trotzdem ernsthaft über das Geoengineering geredet wird.

In diesem Sinne diskutiert diesen Monat die American Meteorological Society ein Positionspapier zum Geoengineering, obwohl eigentlich eine informierte Position nur sein kann: wenig effektiv, mit potentiell gefährlichen Nebenwirkungen und vermutlich kontraproduktiv, da die Diskussion von Ersatzmaßnahmen zu Emissionsminderungen dazu verführt, letztlich gar nichts zu tun. Um fair zu sein, dies deutet die AMS in der Einleitung zum Positionspapier auch an, was ich weiter unten darstellen werde. Das Extrem bei uninformierter Unterstützung des Geoengineerings und warnendes Beispiel ist Freeman Dyson, ein Physiker, der zugibt, auf dem Gebiet kein Experte zu sein, aber genau das für einen Vorteil hält und als wesentlichen Grund dafür angibt, daß man sich über die CO2-Emissionen keine Sorgen machen sollte, da man ja genetisch veränderte Bäume pflanzen könnte, die das überschüssige CO2 auffangen könnten. Zwar gibt es solche Bäume noch nicht, wird sie vielleicht auch nie geben und selbst wenn sie im Labor je gezüchtet würden, wer soll denn eigentlich zig Millionen Bäume wo und auf wessen Kosten pflanzen?

Im Positionspapier hält die AMS zunächst fest, daß es einen Klimawandel gibt, der in den letzten 50 Jahren sehr wahrscheinlich überwiegend von Menschen verursacht wurde, und daß es dagegen drei mögliche Maßnahmen gibt: Emissionsminderungen (Mitigation), Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel (Adaption) und Manipulierung des globalen Klimas (Geoengineering). Geoengineering könnte schnelle und zielgerichtete Möglichkeiten zur Klimakontrolle eröffnen, beinhaltet aber auch Risiken. Nach dem aktuellen Forschungsstand gibt es keine Maßnahme, bei der der erwartete Nutzen größer wäre als die vermuteten Risiken.

Danach werden verschiedene Möglichkeiten und ihre Risiken vorgestellt.

• Die Kontrolle der Treibhausgase z.B. durch Meeresdüngung oder das Einfangen und Einlagern von CO2 (Sequestration).
• Kühlung der Erde über Spiegel oder Albedo.
• Moderation einzelner Klimaeffekte (z.B. Lagerung von Wasser an Land als Maßnahme gegen den Anstieg des Meeresspiegels).
  

Die Risiken könnten z.B. darin bestehen, daß durch eine Kühlung der Erde bewirkte Zirkulationsänderungen in der Atmosphäre einzelne Länder klimatisch begünstigen oder benachteiligen könnten. Außerdem würden bei der Entwicklung des Geoengineerings Mittel von der Entwicklung von Mitigations- und Adaptionsmaßnahmen abgezogen, was kontraproduktiv wäre. Letztlich würden Maßnahmen, die das Klima kühlen, andere Wirkungen der Treibhausgase (sinkender pH-Wert der Ozeane) nicht auffangen.

Daher empfiehlt die AMS in dem Entwurf:

• Verstärkte Forschung in dem Gebiet, inklusive der Nebenwirkungen
• Zusätzliche Studien der historischen, ethischen, rechtlichen, politischen, usw. Aspekte
• Entwicklung und Analyse von Entscheidungsmöglichkeiten, um Transparenz und internationale Zusammenarbeit bei der Erforschung von Geoengineering-Möglichkeiten zu fördern zusammen mit Restriktionen rücksichtsloser Versuche, das Klimasystem zu beeinflussen.

Es wird sicher eine spannende Frage, wie das Papier Ende des Monats nach der Abstimmung aussehen wird. Doch auch hier läuft der politische Prozess schon längst den Experten davon. Die EU unterstützt die CO2-Abscheidung und –lagerung bei zukünftigen Kohlekraftwerken mit Pilotprojekten und in den USA redet der zuständige Minister für Energiefragen Chu von „sauberer“ Kohle bei solchen Kraftwerken mit CO2-Abscheidung. Möglicherweise passiert hier das gleiche, wie schon beim Biosprit – man legt sich politisch fest, bevor man sich über alle Nebenwirkungen einer Entscheidung informiert hat und vergißt dabei, daß wir noch viele kosteneffiziente Maßnahmen zum Energiesparen und zur Emissionsminderung wie auch zum Schutz von Wäldern erst mal beschließen sollten.

Ist Holzkohle die Lösung oder ein neues Problem?

Planetenkontrolle oder Geoengineering bezeichnen Maßnahmen, bei denen Menschen absichtlich die Eigenschaften unseres Planeten ändern, um zum Beispiel die Zusammensetzung der Atmosphäre und darüber das Klima zu verändern. In verschiedenen Artikeln hatte ich schon angesprochen, daß die Planetenkontrolle eine problematische Sache ist. Unsere Lebensweise als solche könnte bereits als Planetenkontrolle gelten, nur fehlt hier die Absicht dabei. Nun geht es darum, mit Absicht etwas entgegenzuwirken, was wir ohne Absicht aus dem Lot gebracht haben, eventuell sogar als Ersatz dafür, unsere planetenverändernde Lebensweise aufzugeben. Das entspricht etwa einem Menschen, der durch zuviel Essen und zu wenig Bewegung fett wird und sich nun regelmäßig in ein Eisbad legt, damit der Körper mehr vom überflüssigen Essen verbrennt. Es ist zwar schon möglich, daß der Körper mehr Fett verbrennt, um die Körpertemperatur zu halten, aber es ist fraglich ob dies ausreicht und noch mehr fraglich, ob wiederholte dauernde Unterkühlung der Gesundheit zuträglich ist. Die Frage ist doch, warum dieser Mensch nicht einfach weniger ißt und sich mehr bewegt?

Alle Maßnahmen zur Planetenkontrolle leiden darunter, daß bei ihnen Wirkungen von Nebenwirkungen begleitet sind. Und wenn man doppelt Pech hat, ist sogar nur die Nebenwirkung erheblich, die Wirkung hingegen geringfügig. Das Einbringen von Sulfataerosolen in die Atmosphäre hat z.B. eine nur kurzfristig kühlende Wirkung – es bilden sich niedrige Wolken, die die Albedo der Erde erhöhen, also mehr Sonnenstrahlung direkt ins Weltall reflektieren – gleichzeitig aber auch eine Vielzahl andere Nebenwirkungen, wie z.B. Versauerung von Böden und Gewässern, Beeinträchtigung der Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen und Veränderungen im Wasserhaushalt.

Die Meeresdüngung hat vermutlich nur einen geringen Effekt und könnte den Stoffhaushalt der Meere durcheinander bringen (möglicherweise Verarmung der Oberflächenschichten an Silikat).

Biosprit habe ich in diesem Blog noch nicht diskutiert. Hier gab es vor allem vergangenes Jahr eine intensive Diskussion darüber, ob die Verteuerung der Nahrungsmittelpreise bis 2007/2008 aus dem steigenden Wettbewerb des Nahrungsmittelanbaus und des Biospritanbaus um Ackerflächen resultierte. Das kann eine Rolle gespielt haben, aber um das Ausmaß gab es eine Debatte ohne offensichtlichen Sieger. Denn gleichzeitig gab es auch einen Anstieg des Verbrauchs von Fleisch in China und anderen Schwellenländern, und dadurch auch einen höheren Bedarf an Futterpflanzen. Und es gab auch Spekulationen an den Warenterminbörsen, die die Preise auch ohne echte Warenverknappung steigen lassen konnte. Zugleich setzte auch eine Diskussion um Palmöl als Treibstoffzusatz ein. Der Anbau von Ölpalmen in der tropischen Klimazone geht oft mit dem Abholzen von Regenwaldflächen einher. Das macht aber aus einem eigentlich CO2-neutralen Biosprit eine sehr starke CO2-Quelle. Nicht nur, daß der in den Regenwaldbäumen gebundene Kohlenstoff freigesetzt wird, auch die Böden, die nun bearbeitet werden und teilweise frei liegen, geben nun einen erheblichen Anteil des in ihnen gebunden Kohlenstoffs ab. Biosprit ist nur sinnvoll, wenn die dafür benötigten Pflanzen entweder auf Böden angebaut werden, die sonst brach lägen oder wenn dafür Pflanzenabfälle genutzt werden. Darauf weist das IPCC im Bericht der 3. Arbeitsgruppe auch indirekt hin, aber meines Erachtens nach viel zu vage (Kapitel 5 ab Seite 341 und Kapitel 8).

In diesem Blog hatte ich auch schon auf eine weitere Möglichkeit hingewiesen: Biochar bzw. Holzkohle. Holzkohle wird im Boden anscheinend sehr langsam abgebaut, im Gegensatz zu normal verrottenden oder verfaulenden Pflanzenabfällen und speichert daher Kohlenstoff. Wenn man Pflanzenabfälle in geeigneter Weise stark erhitzt, kann man flüchtige Bestandteile als Biogas oder Biotreibstoff abtrennen und die verbleibende Holzkohle in den Boden einmischen. Dies kann zusätzlich den Boden düngen. Nimmt man all dieses zusammen, könnte Biochar bei Ölpreisen über 50 oder 60 Dollar pro Barrel eine profitable Möglichkeit sein, Kohlenstoff zu binden. Doch auch hier gibt es Nebenwirkungen. Es sind die gleichen, wie beim Biosprit. Niemand kann sicherstellen, daß nur Pflanzenabfälle genutzt würden, vielmehr könnten Anbauflächen für Pflanzen, die zu Holzkohle verarbeitet werden, in Konkurrenz zu Flächen für den Anbau von Nahrungspflanzen und Biospritpflanzen treten. Ganz zu schweigen davon, daß auch hier wieder weitere Flächen unter den Pflug genommen werden könnten, auf denen eigentlich die letzten Reste natürlicher Wälder und Savannen Rückzugsgebiete für die schwindende Artenvielfalt sein sollten. Auch hier könnten Flächen genutzt werden, die dafür nicht geeignet sind, weil der bearbeitete Boden von Wind und Wasser abgetragen wird oder erforderliche Bewässerung auf Dauer den Boden versalzt und zerstört. Dabei ist noch nicht mal sicher, daß die so hergestellte Holzkohle wirklich dauerhaft im Boden verbleibt. Niemand kann ausschließen, daß sich Bakterien ausbreiten, die sehr wohl die Holzkohle umsetzen können.

Diese Punkte und noch andere diskutiert George Monbiot in seinem Blog und kommt zu dem Fazit, daß man mit Biochar genauso wie mit dem Biosprit einer Selbsttäuschung aufsitzt. Die Täuschung ist, daß man einfach so auf gewaltigen Landflächen Kohlenstoff auffangen kann, ohne daß die Nahrungsmittelproduktion oder die Restflächen für die Natur darunter leiden. Und beides wird in Zukunft knapp. Die Vorschläge zum Geoengineering offenbaren eigentlich nur, wie ernst die Lage bereits ist, wenn immer mehr Wissenschaftler daran zweifeln, daß wir überhaupt noch rechtzeitig die Emissionen der Treibhausgase weit genug senken, um den Klimawandel noch bewältigen zu können.

Aktualisierung: Es gab einige Reaktionen auf Monbiots Beitrag, auf die er in einem Folgebeitrag verlinkt. Unter anderem führt Chris Goodall auf, daß Holzkohle nicht nur den Kohlenstoffkreislauf unterbricht, sondern über die Düngewirkung Pflanzenmaterial schneller wachsen läßt (was Kohlenstoff bindet) und den Austritt anderer Treibhausgase (Lachgas, Methan) aus Böden verringert - z.B. weil man zusammen mit Holzkohle weniger anderen Dünger braucht. Es sei aber noch Forschung nötig, um diese Effekte wirklich zu verstehen. Generell wird in Antworten betont, daß Biochar nur sinnvoll auf Bioabfälle anzuwenden sei. Das wiederum setzt natürlich Grenzen dafür, wie groß der Effekt überhaupt sein kann.

Im Meer und an Land – CO2 ist schwer einzufangen

Ich hatte im Blog das LOHAFEX-Experiment erwähnt und das Geschrei vorgeblicher Umweltschützer darüber. In den Wochenberichten der "Polarstern" konnte man den Fortgang des Experiments verfolgen und erhielt bereits einen Eindruck davon, daß es diesmal anders ablief als erwartet. Eisensulfatgaben in das Meer hatten zunächst durch die Düngung eine Algenblüte ausgelöst. Die Algenblüte kam schon bald zum Stehen, weil Ruderfußkrebse die Algen abweideten. Dadurch konnten die Algen diesmal nicht nennenswert CO2 ablagern, indem sie selbst abstarben und zum Meeresgrund fielen. Vielmehr blieb das kurzzeitig in den Algen gebundene CO2 in der oberflächennahen Biosphäre und ging über die Atmung der Kleinstkrebse (Ruderfußkrebse) und ihrer Freßfeinde und den Zerfall ihrer Körper wieder zurück in die Atmosphäre. Am 17. März kehrte die „Polarstern“ nach Südamerika zurück und ist nun auf dem Heimweg nach Deutschland. Doch schon eine Woche später erläuterten Expeditionsteilnehmer die Ergebnisse in einem Bericht an die Presse. Die Ursache für das frühe Ende der Algenblüte und dem schnellen Fraß durch die Meeresfauna war ein Mangel an Silikat im Wasser. Die Kieselsäure ist genauso wie das Eisen ein Mangelelement im Meer. Ist sie vorhanden, können sich Kieselalgen vermehren, die sich vor Freßfeinden mit einem Silikatgerüst schützen. Fehlt es Kieselsäure oder Silikaten im Wasser, vermehren sich andere Algen, die schnell tierisches Plankton anlocken. Hier kommen nun die Eisberge ins Spiel. Sie sind eine Eisenquelle, insbesondere im südlichen Atlantik, wo auch das Experiment durchgeführt wurde. Weil aber Eisen zwar ein Mangelelement ist, aber eben ab und zu durch einen wandernden Eisberg doch eingebracht wird, gibt es immer wieder auch Algenblüten, die wiederum das vorhandene Silikat verbrauchen. Und genau deshalb fehlte das Silikat nun für eine Blüte von Kieselalgen im Experiment.

Das Fazit aus dem Experiment ist, daß wir uns nicht darauf verlassen können, daß wir mit Eisensulfatgaben im Meer über Algenblüten zuverlässig CO2 aus der Atmosphäre entziehen können. Je nach Menge anderer Spurenstoffe werden die Algenblüten nur den Umsatz im Meer erhöhen. Eventuell würden solche Düngungen eher noch dem Meer Sauerstoff entziehen und Todeszonen entstehen lassen. Jede Düngung würde diese Probleme noch verschärfen, weil so andere Spurenstoffe, wie Silikat, entzogen würden. Also selbst Gebiete, in denen derzeit eine Eisensulfatdüngung über eine Algenblüte große Mengen CO2 binden könnte, würden danach bei einer weiteren Düngung nicht mehr weiter als CO2-Senke dienen. Könnte man diesen Effekt ausgleichen, indem man gleichzeitig auch mit Kieselsäure oder mit löslichen Silikaten düngt? Zum einen könnte das zur Verarmung an anderen Spurenstoffen führen, und damit das Problem nur ein Stück verschoben sein. Zum anderen läßt sich Eisensulfat als technisches Abfallprodukt billig einsetzen. Geeignete Silikate dürften ein Vielfaches teurer sein. Damit wird es aber billiger, sich nach anderen Verfahren umzuschauen, mit denen CO2 gebunden oder eingespart werden kann.

Doch an Land sieht es kaum besser aus. Hier geht es vor allem darum, CO2 bei der Verbrennung von Kohle in Kraftwerken aufzufangen. Dazu braucht man einen geeigneten Träger. Sagen wir mal, Calciumoxid, das CO2 nach CaO + CO2 -> CaCO3 als Calciumcarbonat auffängt. Oder als Calciumhydrogencarbonat: CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2. Das sind reversible Reaktionen, bei denen z.B. Erhitzen die Träger rezykliert. Das Problem ist, daß z.B. Calciumcarbonat (Kalk) auch in anderen Prozessen gebraucht wird (z.B. Rauchgasentschwefelung) und nicht beliebig zur Verfügung steht. Das Verfahren hat Kosten. Zudem hat man dann zwar CO2 abgeschieden, aber zur Rückgewinnung des Trägers muß es ja wieder abgegeben werden. Dann muß es komprimiert und in eine Lagerstätte gepumpt werden, z.B. in alte Kohleminen. Das alles verbraucht Energie. Dadurch entsteht noch mehr CO2. Die Effizienz im technischen Verfahren ist derzeit gering. Forschung, das Verfahren technisch anwendbar zu machen, läuft gerade an. Vielleicht stehen in 10 Jahren, vielleicht auch später oder nie, sinnvoll anwendbare Verfahren zur Abtrennung und Speicherung von CO2 (Carbon Capture and Sequestration, kurz CCS) zur Verfügung. Dann stellt sich immer noch die Frage, wie sicher eigentlich die Lagerstätten gegen einen Gasaustritt sind.

Für Deutschland wird die Frage gerade aktuell, weil bis zum 1. April ein neues Gesetz zur Kohlendioxideinlagerung verabschiedet werden soll, das 3 Versuchsanlagen zuordnet. Europaweit sollen es 12 werden. Das Gesetz sorgt für Streit. Unter anderem wird von Umweltschutzverbänden kritisiert, daß CO2 als Wirtschaftsgut eingestuft wird, damit die Ablagerung nicht unter das Abfallgesetz fällt und weniger strenge Regelungen anzuwenden sind. Außerdem sollen die ablagernden Energieversorger nur 20 oder 30 Jahre für die Kosten des Verfahrens aufkommen, danach muß der Steuerzahler die Lagerung und eventuell auftretende Probleme (Bergschäden, Leckagen) bezahlen. Wenn solche Probleme wirklich auftreten, könnten die Schäden aber ohnehin schnell Firmen ruinieren, die dafür garantieren sollen und der Steuerzahler ist dann wohl ohnehin in der Pflicht.

Wenn man bedenkt, daß hier ein Gesetz im Eilverfahren verabschiedet werden soll für eine Technologie, die noch nicht entwickelt wurde, von der wir noch nicht wissen, wie effizient sie werden kann, die teuer ist und zu erhöhtem Energieverbrauch führt, überkommt einen ein unbehagliches Gefühl. Ich habe den Verdacht, daß weder an Land noch im Meer über das Geoengineering eine entscheidende Menge an CO2 mit den diskutierten Verfahren effizient abgeschieden werden kann. Das heißt aber auch, daß gleichzeitig mit der Erkenntnis, daß wir bereits für eine Vermeidung eines gravierenden Klimawandels zu spät unsere Emissionen zurückfahren, uns auch die Alternativen ausgehen, den Schaden im Nachgang zu reparieren.

Eisendüngungsexperiment hat grünes Licht

Im Beitrag "Umweltaktivismus mit Schaum vor dem Mund" hatte ich eine Polemik gegen die drohende Sabotage eines Eisendüngeexperimentes im Südatlantik formuliert. Falsch verstandener Umweltschutz von Umweltschutzministerium und Umweltschutzorganisationen richtete sich gegen ein Experiment, das einfach zu offensichtlich die angedichtete schädliche Wirkung nicht haben konnte.

Inzwischen haben sich die betroffenen Ministerien, insbesondere das Umweltministerium und das Ministerium für Bildung und Forschung, nach dem Vorliegen der angeforderten Gutachten, zusammengesetzt und beschlossen, daß das Düngeexperiment stattfinden darf. Das Forschungsministerium erläutert dies in einer Pressemitteilung und gibt dort auch Links zu den Gutachten, die bestätigen, daß das Experiment juristisch einwandfrei ist und die Umwelt nicht schädigt.

Der Gutachter vom British Antarctic Survey schreibt: "This is an excellent world-class research proposal that will do much to help our understanding of the ocean and will be a major contribution to, among other things, Climate Change research. I can find no reason why the LOHAFEX experiment should not proceed. (...) The experiment is small-scale and will mimic natural conditions in the area proposed and will have no conceivable negative effects on the environment. "
Der Gutachter des IFM Geomar urteilt: "We view the proposed LOHAFEX experiment as legitimate, appropriate and responsible basic scientific research that is timely and should help to improve our understanding of past and likely future impacts of changing natural iron supplies on marine ecosystems and carbon fluxes in the Southern Ocean. (...) The experimental design of LOHAFEX is therefore consistent with the requirements of the Convention on Biodiversity and the London Convention and London Protocol. "

Mehr braucht man dazu nicht zu schreiben.

Umweltaktivismus mit Schaum vor dem Mund

In diesem Blog ist es mir ein Anliegen, gegen antiwissenschaftliche Strömungen zu schreiben. Eine Einstellung, die den persönlichen Glauben und politische Ziele über rationale Überlegungen stellt, findet man bei allen Richtungen, in denen man sich stark engagiert. Auch Umweltschützer sind davon gelegentlich betroffen. In diesem Sinne kann einen eigentlich nicht überraschen, mit welch schwachen Argumenten derzeit der Aktionskonferenz Nordsee e.V. (AKN) ein wissenschaftliches Experiment zu den Auswirkungen der Eisendüngung in den Weltmeeren verhindern will. Man hat geradezu das Bild von Idioten vor sich, die Versuchsfelder mit genetisch veränderten Pflanzen zertrampeln, um so ihre Weltanschauung allen anderen aufzunötigen. Auf den Weltmeeren kann man nichts zertrampeln, aber man kann Lobbyarbeit beim Umweltschutzministerium leisten und das geschieht gerade neben der Medienkampagne der AKN.

Um was geht es eigentlich? Die Eigendarstellung des Alfred Wegener Instituts AWI findet man hier. Die Polarstern soll danach im südlichen Atlantik im Rahmen des deutsch-indischen Eisendüngungsexperiment LOHAFEX (Loha bedeutet Eisen auf Hindi, FEX steht für Fertilization EXperiment also Düngungsexperiment) etwa 20 Tonnen Eisensulfat über einem Gebiet von 300 Quadratkilometern ausbringen. Das AWI weist mit recht darauf hin, daß ein größerer Eisberg in etwa die gleiche oder eine stärkere Wirkung hätte. Damit wäre die Diskussion eigentlich beendet. Zusätzlich hat man sich aber noch die Mühe gemacht, ein Meeresgebiet mit geringem Austausch nach außen zu suchen (aufgrund einer Wirbelform der örtlichen Strömung), dessen Wasser vorher aus küstennahen Gebieten einströmte. Dort hatten natürliche Prozesse (Erosion) einen erheblich höheren Eiseneintrag in das Wasser bewirkt. Überspitzt könnte man sagen, daß AWI bereitet auf 300 Quadratkilometern Meeresfläche ein homöopathisches Eisenpräparat zu, dessen Gehalt nach der Verdünnung experimentell kaum nachweisbar ist. Kann man hier noch furchtbare Auswirkungen vermuten?

Ja, das schaffen die Vertreter des AKN. Sie werfen den Forschern allen ernstes „einen größenwahnsinnigen Plan“ vor. Wo soll denn sich der Größenwahn verstecken? Bisher stelle ich mir da kleine Diktatoren vor, die sich mal wieder die Weltherrschaft als Ziel setzen. Das AKN möchte immerhin definieren, was Forscher weltweit tun und lassen sollen. Die juristische Argumentation des AKN ist natürlich unhaltbar, denn die internationalen Vereinbarungen, auf die sie sich berufen, erlauben gerade Düngungsexperimente und verbieten nur die großflächige Düngung. Faszinierend ist aber die fachliche Stellungnahme, die ich hier mal zitiere: „Dabei sind die langfristigen Folgen für Flora und Fauna der Tiefsee und Korallenriffe durch die großflächige Einbringung von Eisen kaum abschätzbar. Weiterhin wissen die Forscher auch nicht, wann das CO2 an einer anderen Ecke der Meere wieder auftaucht.“ Also, 300 qkm, das ist so großflächig wie ein Pickel auf der menschlichen Haut, etwa ein Millionstel der gesamten Meeresoberfläche. Vielleicht sollte das AKN erst mal seine Schlauchboote nehmen und Eisberge einfangen? Eine Tiefsee gibt es vor Ort, aber von was für Korallenriffen reden die Vertreter des AKN hier? Selbstverständlich könnten die gebildeten Algen in der Nahrungskette auftauchen und dabei am Ende auch wieder das gebundene CO2 in der Luft auftauchen. Wo ist da das Problem? Das ist Umweltschutz mit Schaum vor dem Mund, fernab von jeder rationalen Erwägung.

Dahinter steht eine Angst, die nicht weniger irrational ist: ein erfolgreiches Experiment könnte dazu führen, daß von der Wirtschaft gefordert wird, im Rahmen des Geoengineering mit Eisendüngungen gegen steigende CO2-Konzentrationen vorzugehen. Selbstverständlich könnte das geschehen. Auf Basis der bereits durchgeführten Experimente könnte das schon geschehen. Was wollen wir eigentlich? Jede Forschung verbieten, deren Ergebnisse vielleicht zum Effekt haben, daß man Maßnahmen als sinnvoll ansieht, die bisher aus Vorsichtsgründen ausgeschlossen wurden? Forschung hat nicht den Zweck, bestehende politische Vorlieben zu unterstützen, sondern es ist die immerwährende Suche nach mehr Wissen über die Welt, um besser fundierte Entscheidungen treffen zu können. Selbstverständlich können Forschungsergebnisse auch positiv für wirtschaftliche Interessen von Unternehmen sein, ohne daß das den Wert der Forschung beeinträchtigt.

Die eigentliche Entscheidung zur Eisendüngung als Maßnahme wird sowieso solche Experimente nur als Teil der Entscheidungsgrundlage nehmen können. Ich hatte schon andernorts geschrieben, daß Geoengineering eine heikle Sache ist. In diesem speziellen Falle besteht die Frage, ob eine ausreichend große Algenblüte, um signifikant globale Kohlendioxidkonzentrationen zu senken, nicht zu einer so massiven Überdüngung der Meere führen könnte, daß dabei auch großflächig (und hier passt das Wort) Meeresgebiete (in den tieferen Schichten) durch den biologischen Abbau der Algen sauerstoffarm werden und absterben. Diese Frage erfordert weitere Daten und geeignete Modellrechnungen. Wenn man Düngeexperimente unterbindet, unterbindet man auch das Sammeln der hierfür nötigen Daten. Die AKN leistet insoweit nicht nur keinen Beitrag zum Umweltschutz, langfristig behindert sie ihn sogar. Wissen eigentlich die armen Spender für diesen Verein, was das AKN da anrichtet?

Der Erfolg des AKN bisher, mit Deckung des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF hat das Experiment gestoppt, bis sich zwei nicht genannte Institutionen als Gutachter geäußert haben. Man kann nun spekulieren, was für neuartige Erkenntnisse in den nächsten Tagen oder Wochen herauskommen werden, die über ein Experiment entscheiden sollen, das bereits eine Begutachtung hinter sich hat, und dessen grundsätzliche Auswirkungen bekannt sind. Mit etwas Glück kommen die Gutachten mit vorhersagbarem Ergebnis rechtzeitig heraus, bevor die Polarstern am Einsatzort angekommen ist. Dann könnte ein positives Votum des BMBF den AKN-Auftritt zum Sturm im Wasserglas machen. Aber man muß klar sagen, solche irrationalen Eiferer schaden auf Dauer nicht nur der Forschung, sondern auch dem Umweltschutz, der auf solide Forschungsergebnisse angewiesen ist.

Eine Ergänzung: in der FAZ gab es eine ausführlichere Darstellung des Ablaufs. Demnach gebührt einer kanadischen Umweltorganisation die zweifelhafte Ehre, zuerst Alarm geschlagen zu haben, AKN und auch WWF sind dann mitgezogen. Auch die Rolle des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ist nicht ganz durchsichtig, denn eigentlich waren sie im Vorfeld von der Aktion informiert, ohne zunächst Einwände zu erheben, und über das Umweltbundesamt noch mal kurz vorher informiert worden. Nun beruft sich das Ministerium darauf, aus dem Forschungsministerium und über das UBA nicht die erforderlichen und erwarteten Informationen erhalten zu haben und stellt sich erst mal dumm. An der obigen Darstellung ändert das nicht besonders viel, so oder so müssen wir nun hoffen, daß die geforderten Gutachten rechtzeitig im Umweltministerium Gnade finden, damit man auf der Polarstern nach Zeitplan anfangen kann, das Eisensulfat ins Meer zu schütten.

Schneeball im Treibhaus – die Erde vor mehr als 500 Millionen Jahren

Menschen denken normalerweise nicht daran, daß die Erde über den größten Teil ihrer Existenz kein geeigneter Lebensraum für Menschen war. Vor 4,5 Milliarden Jahre war sie noch ein Feuerball, der erst eine stabile Kruste bilden musste. Vor 4 Milliarden Jahre hatte sie ihre erste Atmosphäre aus Helium und Wasserstoff verloren und aus der Erdkruste eine zweite Atmosphäre gebildet, in der Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid Hauptbestandteile gewesen sein mögen. Das Wasser kondensierte nach und nach, der Luftdruck sank auf den heutigen Wert, aber die Luft war nach wie vor für Menschen nicht atembar, insbesondere weil es an Sauerstoff fehlte. Nimmt man an, daß die Sonne damals deutlich schwächer strahlte als heute, ist es möglich, daß die Temperaturen auf der Erde schon bald deutlich unter die heutigen Werte sanken. Das Wasser auf der Erde gefror auch außerhalb der Polregionen, während gleichzeitig Kohlendioxid ein Hauptbestandteil der Atmosphäre darstellte. Die Erde wurde zum Schneeball im Treibhaus. Wir wissen nicht viel über diese Zeit. Andererseits aber auch erstaunlich viel, wenn man bedenkt, wie schwierig es ist, überhaupt 4 Milliarden Jahre in die Vergangenheit zu schauen, wenn aus dieser Zeit kaum noch intakte Erdkruste gefunden werden kann, die uns noch etwas über die Chemie der damaligen Zeit sagen kann.

Tatsächlich gibt es wohl niemanden, der die Erde als Schneeball in der ersten Milliarde Jahre ihrer Existenz sehen würde. Aber es gab zumindest drei Phasen, in denen geologische Ablagerungen Hinweise auf eine weitgehende Vereisung der Erde geben (vor 2,22 Milliarden Jahren, vor 710 Millionen Jahren und vor 630 Millionen Jahren). Der vermutete Ablauf dahinter ist, daß einerseits die Vereisung von Teilen der Erde in eine selbstverstärkende Rückkopplung lief: je mehr Teile der Erde eisbedeckt sind, desto höher ist die Albedo der Erde und desto mehr Sonnenlicht wird reflektiert, statt die Erde zu erwärmen. Auf der kälter werdenden Erde dehnen sich dann die Eisflächen aus. Zugleich aber verhindert die Vereisung auch, daß Kohlendioxid sich weiter im Wasser lösen und dort abgelagert werden kann oder durch Verwitterungsprozesse in der Erde gebunden werden kann, über lange Zeiträume der Hauptprozess, um Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen. Auf einer Zeitachse von 100.000en oder Millionen von Jahren kann sich Kohlendioxid, das aus Vulkanen abgegeben wird, in der Atmosphäre anreichern.

Nach neueren Ergebnissen von einer Gruppe um Bao und Fairchild (Bao, H., Fairchild, I.J., Wynn, P.M. and Spötl, C. 2009 Stretching the envelope of past surface environments: Neoproterozoic glacial lakes from Svalbard. Science, 323, 119-122) konnten aus der Isotopenanalyse von geologischen Formationen Hinweise gefunden werden, daß vor ca. 630 Millionen Jahren, beim letzten vermuteten Eintreten eines "Schneeballs Erde", tatsächlich gleichzeitig die Erde ganz oder weitgehend von Eis bedeckt war und in der Atmosphäre hohe Konzentrationen von Kohlendioxid vorlagen.

Bei allen Rekonstruktionen der Zusammensetzung der Erdatmosphäre und der Temperatur der Erde, die über Milliarden Jahre in die Vergangenheit reichen, ist natürlich große Vorsicht angebracht, weil nur sehr indirekte Schlüsse aus Isotopenzusammensetzungen in Sedimenten gemacht werden können, die möglicherweise selbst bereits chemischen Umwandlungen ausgesetzt waren. Selbst für die letzten 60 Millionen Jahre hat es in jüngster Zeit noch Überraschungen darüber gegeben, wann z.B. Eiskappen an den Polen existierten und seit wann die Antarktis vereist ist.

Das eigentlich erstaunliche war, daß nach all den Klimaschwankungen die Erde zwischendurch auch auf Werte kam, bei denen sich der Mensch entwickeln konnte. Seine Zeit war erst gekommen, als die Erde schon über 4 Milliarden Jahre existierte, nachdem CO2 unter die Schwelle gesunken war, die empfindliche Menschen krank machen kann, nachdem genug Sauerstoff in der Atmosphäre war, damit es eine Ozonschicht ausbilden und das Leben auf der Erde vor harter UV-Strahlung schützen konnte und nachdem die Erde in eine Folge von Eiszeiten und Zwischeneiszeiten gefallen war, die das Klima der letzten Millionen Jahre kennzeichnet. Ackerbau wurde überhaupt nur in einem schmalen Temperaturband entwickelt, das sich in der Zeit nach der letzten Eiszeit entwickelte. Dieses Band war wohl nur so breit wie die gesamte Temperaturentwicklung seit Beginn des 19. Jahrhunderts bis zum Ende des 20. Jahrhunderts. In diesem Jahrhundert werden wir dieses Band verlassen und zunächst in das Band eintreten, in dem Dinosaurier die Erde beherrschten. Nur daß wir jetzt unsere Landwirtschaft und die aktuellen Lebensformen in dieses Band hinüberretten wollen. Niemand weiß, ob das möglich ist.

Sollten wir gegen den CO2-Anstieg nichts unternehmen, wird das Mischungsverhältnis die vorindustriellen Werte mehr als verzehnfachen und die Temperatur in der Folge um mehr als 10 Grad steigen. Die Polkappen werden verschwinden und der Meeresspiegel wird um über 70 Meter steigen. Wir wissen es, weil es solche Verhältnisse auf der Erde schon mal gab. Wir wissen gar nicht, wie stabil das aktuelle Klimaregime ist und wie lange es gehalten hätte, aber wir wissen, daß wir dabei sind, es zu verlassen, wenn wir nicht drastische Maßnahmen durchführen.

Hinweise auf Verhältnisse, wie sie Professor Fairchild auf seiner Webseite darstellt, erwecken die Besorgnis, daß wir unsere Situation mit Geoengineering noch drastisch verschlimmern können. Würden wir hohe Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft erzeugen und dann durch hohe Sulfatemissionen versuchen, die Erde wieder zu kühlen, könnten wir die Erde in einen erneuten "Schneeball im Treibhaus" hineintreiben, bei dem über die Albedorückkopplung die Erde zunehmend vereist und dabei zugleich den Weg abschneidet, über den Kohlendioxid langsam wieder aus der Atmosphäre in Wasser und Boden entfernt werden könnte. Daß die Erde in der meisten Zeit in der Vergangenheit für Menschen kein angenehmer Ort zum Leben war, sollte uns bei allem, was wir derzeit mit der Erdatmosphäre anstellen, zu denken geben.

Eisschmelze düngt die Ozeane - aber ist das relevant?

Der Spiegel titelt gerade: Dünger aus der Antarktis: Eisschmelze bremst Erderwärmung. Das ist mal wieder so einer der Beiträge, bei denen nichts falsch ist, und man trotzdem durch das Lesen nicht wirklich informiert wird.

Die Ozeane sind Senken für CO2. Zum einen wird es einfach darin gelöst, wie in einer Sprudelwasserflasche. Der steigende Partialdruck des CO2 in der Atmosphäre treibt das Gas in das Meer hinein. Teilweise wird außerdem CO2 durch Algen gebunden, die durch Photosynthese CO2 in Biomasse umsetzen. Werden die Algen gefressen und die Algenfresser oder die absterbenden Algen selbst sinken in tiefere Meeresschichten ab, ist CO2 dem natürlichen Kreislauf für Jahrhunderte oder länger entzogen. Wie produktiv die Algen sind, hängt unter anderem auch davon ab, wie viele Nährstoffe das Meerwasser enthält. In weiten Gebieten des Meeres herrscht Mangel an gelöstem Eisen und begrenzt so das Algenwachstum. Andererseits tragen Flüsse, außerdem vom Wind verfrachteter Staub, aber auch an Felsen schrubbende Gletscher, die schließlich Eis mit darin enthaltendem Staub als Eisberge in die Meere entlassen, Eisen in die Meere. Passatwinde, die Saharasand übder die Ozeane verfachten, können zu Algenblüten führen.

Im Spiegelartikel wird nun über Arbeiten von Forschern an der Universität Leeds geschrieben (Leitung: Bob Raiswell), die überlegt haben, wie viel Eisen in Eisbergen, die von der Antarktis abbrechen, in die südlichen Meeresgebiete eingertagen werden kann und ob eine zunehmende Eisschmelze dadurch das Algenwachstum verstärken kann und dadurch mehr CO2 gebunden werden kann. Die Antwort ist natürlich ja, aber wirklich wichtig wäre zu überlegen, wie groß dieser Effekt ist. Die Antwort liefert der Spiegelartikel mit. Die Forscher gehen von 120 Millionen Tonnen Eisen aus, das derzeit von Eisbergen aus der Antarktis in die Ozeane getragen wird. Dies könne 2,6 Gigatonnen CO2 (als CO2) aus der Atmosphäre binden, was weniger als 10% des gesamten CO2-Ausstosses aus der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas ist. Angenommen, die Zahl der Eisberge verdoppelt sich (durchaus möglich), dann kann sich auch maximal die Menge an Algenwachstum verdoppeln (eher deutlich weniger, da dann andere begrenzende Faktoren für das Algenwachstum eien Rolle spielen werden). Es könnte also diese Senke um deutlich weniger als 10% des emittierten CO2 zusätzlich binden. Gleichzeitig nimmt aber insgesamt die Fähigkeit der Ozeane, CO2 zu binden, ab. Zum Teil liegt es daran, daß die Ozeane sich erwärmen, was die Löslichkeit für CO2 mindert (wenn auch schwach relativ zur Erhöhung der Löslichkeit durch den gestiegenen Partialdruck des CO2 in der Atmosphäre). Zum Teil liegt es daran, daß die Klimaerwärmung anscheinend die Umwälzung des Wassers in den Ozeanen bremst und daher die Fähigkeit, CO2 in tiefere Wasserschichten zu transportieren. Zum Teil führt der steigende pH-Wert der Ozeane dazu, daß Lebewesen geschädigt werden, die in ihren Kalkschalen CO2 binden und Korallen ausbleichen, die eigentlich mithelfen würden, CO2 zu binden. Alles in allem ist vermutlich die Unsicherheit in der zukünftigen Fähigkeit der Meere, CO2 zu binden, größer als der maximal unter optimalen Bedingungen mögliche Effekt aus der Eisbergdüngung mit Eisen.

Das Fazit ist: ja, der Klimawandel könnte die Eisendüngung der Ozeane verstärken und dadurch den CO2-Anstieg etwas bremsen. Aber der Effekt ist zu klein, um am Trend des CO2-Anstiegs signifikant etwas zu ändern. Aber gut, mal darüber geredet zu haben...

Der Boden als CO2-Quelle - neue Ergebnisse zu schwarzem Kohlenstoff

Die Erde enthält große Mengen an Kohlenstoff. Dieser Kohlenstoff stammt zum einen aus früheren Ablagerungen wie zum Beispiel Kreide und andere Carbonate, die aus den Schalen kleiner Meereslebewesen zu ganzen Gebirgen aufgeschichtet werden können. Bei der Verwitterung wird dieses Carbonat wieder freigesetzt und kann so auch wieder als CO2 in die Atmosphäre abgegeben werden. Während also die Meere CO2 aufnehmen, welches in Meereslebewesen gebunden wird und auf dem Meeresgrund Sedimente bildet, geben Erde und Gesteine CO2 ab.

Es gibt weitere wichtige CO2-Quellen und –Senken im Boden. Pflanzen und Tiere, die sterben, werden verwertet oder verrotten am Boden. Ein Teil dieses organischen Materials geht in den Boden und bildet dort zum Beispiel Humus. Die organischen Bestandteile in diesem Mutterboden werden von Kleinstorganismen zersetzt und geben dabei wieder CO2 ab. In Sumpfgebieten und Mooren kann diese Zersetzung unter Luftabschluß erfolgen und es wird statt CO2 eher Methan (CH4) freigesetzt. Methan hat je nach betrachteter Zeitskala einen ca. 21mal stärkeren Treibhauseffekt als CO2 (bei einer Zeitskala von 100 Jahren).

Eine weitere Kohlenstoffquelle sind Waldbrände. Sie hinterlassen vor allem Holzkohle. Das ist im wesentlichen Ruß, gering verunreinigter Kohlenstoff, im englischen black carbon genannt. Dieser Kohlenstoff ist für Kleinstlebewesen schwerer zu verwerten. Statt innerhalb von wenigen Jahren wird hier der Kohlenstoff innerhalb von ein oder zwei Jahrtausenden wieder als CO2 freigesetzt bzw. in den biologischen Zyklus eingebracht. Man kann sich vorstellen, daß es einen großen Unterschied für die Kohlenstoffbilanz macht, wie viel organisches Material zu humusartigen Bestandteilen umgesetzt wird und wie viel zu schwarzem Kohlenstoff. Leider weiß man es nicht.

Steigende Temperaturen führen zu einer positiven Rückkopplung, weil der mikrobiologische Abbau von organischen Substanzen deutlich beschleunigt wird. Außerdem tauen Permafrostböden in der Tundra Sibiriens und Kanadas auf, die zu sumpfigem Gelände werden, das in starkem Maße Methan freisetzt. Die Prozesse, die jeweils dahinter stehen, sind stark abhängig von der sehr unterschiedlichen Zusammensetzung der Böden und hochgradig nicht-linear. Eine Horrorvision für Modellierer, die die Rückkopplung der globalen Temperaturänderungen mit ihren Bodenmodellen berücksichtigen wollen. In der Vergangenheit erzeugten voll gekoppelte Modelle, bei denen Kohlenstoffemissionen aus sich erwärmenden Böden berücksichtigt wurden und selbst zu weiterer Erwärmung beitragen konnten, für CO2-Mischungsverhältnisse um 2100 von gut 600 ppm oder weit über 1000 ppm im Standardlauf je nach Modell und Annahmen. Der potentielle Effekt ist gewaltig, aber der tatsächliche Effekt unbekannt. Seitdem wurden nach Meinung der Forscher die Unsicherheiten eingegrenzt. In den IPCC-Modellen wird diese Rückkopplung erst in der neuesten Generation voll berücksichtigt und ist damit in dem neuesten IPCC-Berichten von 2007 integriert.

In einer neuen Publikation haben Johannes Lehmann und seine Mitarbeiter dargelegt, daß sie den Anteil von schwarzem Kohlenstoff in den Böden für unterschätzt halten. Nach ihren Modellrechnungen müssten die Projektionen von CO2-Abgaben aus den Böden bei einer Temperatursteigerung um 3 Grad um ca. 20 Prozent gesenkt werden, wenn Messungen aus Australien zum Gehalt an schwarzem Kohlenstoff global übertragen werden könnten. Nun ist gerade in Australien aufgrund der dort vorkommenden Busch- und Waldbrände ein relativ hoher Gehalt an schwarzem Kohlenstoff zu erwarten. Deshalb verdeutlicht die Arbeit Lehmanns eigentlich nur den hohen Forschungsbedarf. Er selbst weist darauf hin, daß der Vergleich von Messungen und Modellrechnungen derzeit eher andeutet, daß wir nach Quellen für weitere Kohlenstoffemissionen suchen müssten und seine Rechnungen, die die Kohlenstoffquellen in die Atmosphäre verringern, den vorhandenen Fehler noch vergrößern.

Interessanterweise ist schwarzer Kohlenstoff auch eine der Möglichkeiten, Kohlenstoff im Boden zu binden und eine Möglichkeit des Geoengineerings. Man würde hier Pflanzen unter verminderter Luftzufuhr teilweise verbrennen und verkohlen und als Biochar in die Böden geben. In einigen Jahren könnte dies eine ökonomisch sinnvolle Maßnahme sein, CO2-Bilanzen zu verbessern. Lehmann gehört zu den Forschern, die an solchen Lösungen arbeiten.

Todeszonen in den Ozeanen als Folge des Klimawandels

Für Meeresbiologen und Ozeanographen sind sie ein bekanntes Phänomen, die sogenannten Todeszonen in den Ozeanen. Erst kürzlich war es in der internationalen Presse eine Schlagzeile, daß eine starke Ausbreitung einer Todeszone im Golf von Mexiko beobachtet wurde. Bei den Todeszonen handelt es sich um Gebiete in den Meeren, in denen der sonst vorhandene Sauerstoff im Wasser vollständig verbraucht wurde. Leben, daß von diesem Sauerstoff abhängig ist, ist in den Todeszonen nicht möglich. Also gibt es dort weder Fische noch wirbellose Tiere noch Pflanzen, allenfalls besonders bedürfnisloses Kleinstleben, insbesodnere anaerobe Bakterien, die zum Beispiel von Schwefelverbindungen leben und dabei giftiges Schwefelwasserstoff freisetzen können. Da diese Todeszonen auch Meerespflanzen abtöten, haben sie auch eine starke Erhaltungsneigung. Erst ein intensiver Austausch mit suerstoffreichem Wasser kann die Todeszone auflösen. Das ist natürlich bei sehr großen Zonen schwierig. Diese Zone können bei warmem Wetter und in Zeiten der Algenblüte weiter wachsen. Besonders bedeutsam wird es, wenn diese Todeszonen Gebiete einschließen, in denen eigentlich in großem Umfang Jungfische heranwachsen müßten. Die Nahrungskette in den Ozeanen kann beeinträchtigt werden, sich zu einem ausgedehnten Artensterben auswachsen und uns dabei einen Einbruch bei unseren wichtigsten Nahrungsfischen bescheren.

Es lag bisher schon der Verdacht nahe, daß der Klimawandel zu einer Ausdehnung der Todeszonen führen könnte - warmes Wasser neigt dazu, weniger Sauerstoff zu enthalten und das wird verstärkt durch eine höhere biologische Aktivität, die den Sauerstoff aufzehrt. Die Versauerung der Meere durch immer mehr gelöstes Kohlendioxid kann dazu führen, daß manche Arten, etwa Schalentiere, absterben und dadurch die Belastung der Ozeane mit totem, Sauerstoff verbrauchendem Material erhöhen. CO2 hat aber auch einen Düngeeffekt. Düngeeffekte sind anders als landläufig angenommen, nicht per se günstig. Überdüngung ist genau eine der Ursachen für ein Umkippen von Gewässern, in denen nach einer Blüte von Algen und anderen Lebewesen absterbendes Material den vorhandenen Sauerstoff aufbraucht. Genau eine solche Überdüngung durch das verfrachtete organische Material und mitgeschleppte Waschmittel und Dünger aus den einmündenden Flüssen, wie dem Mississippi, ist zum Beispiel die Ursache für die Todeszone im Golf von Mexiko. Hier kommen aber auch besondere Strömungsverhältnisse dazu. Würde diese Todeszone sich soweit ausdehnen, daß sie den Golfstrom beeinflussen könnte, hätte das sicher gravierende Folgen.

CO2 hat selbst aber auch einen Düngeeffekt, denn auch ein Zunahem des CO2-Gehalts im Wasser kann das Algenwachstum anregen. Absterbende Algen verbrauchen dann in den tieferen Meeresschichten (einige 100 Meter Tiefe) den Sauerstoff. Eine neue Studie unter der Federführung von Kieler Forschern des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) belegt mit Hilfe eines Modells, das atmosphärische, marine und biologische Abläufe verknüpft, wie zum Beispiel Nahrungsangebot, Algenblüte und Sauerstoffverbrauch, daß durch die erhöhte CO2-Menge in den Ozeanen die Todeszonen sich in den nächsten Jahrzehnten erheblich ausdehnen werden. Eine Gruppe um Prof. Andreas Oschlies bezifferte die Ausbreitung tropischer Todeszonen bis zum Ende des Jahrhunderts um 50%. Angesichts vieler Unsicherheiten ist eine solche Zahl eher als eine Hausnummer zu verstehen, die uns die Größenordnung angibt. Die Entwicklung solcher Todeszonen kann sich durch Rückkopplungseffekte verstärken und vielleicht schwächer, vielleicht auch stärker ausfallen, und letzteres in Kombination mit Veränderungen an Land könnte zu einer massiven Nahrungsmittelknappheit im Lauf des Jahrhunderts beitragen.

ERGÄNZUNG: Diese Sicht auf sich ausdehnende Todeszonen wirkt allerdings noch konservativ gegenüber Ansichten, die der Ozeanograph Jeremy Jackson vom SCRIPPS Institut für Ozeanographie vertritt. In einer eigenen Veröffentlichung sieht er die Möglichkeit eines durch solche Todeszonen in naher Zukunft verursachten Massenaussterbens von Arten in den Ozeanen.

Eine weitere Gefahr liegt darin, daß die Düngung von Meeresgebieten mit Eisen als eine der Maßnahmen gehandelt wird, die vielleicht zur Verringerung der CO2-Menge in der Atmosphäre beitragen könnte. Die Düngung nährstoffarmer Meeresgebiete und die dadurch verursachte Algenblüte trägt auch nach Versuchen zunächst dazu bei, daß CO2 in den Algen gebunden wird. Sinken die abgestorbenen Algen in die Tiefsee ab, ist damit der Luft erst mal CO2 entzogen. Gleichzeitig ist aber die Gefahr gegeben, daß auch das zur Ausbreitung von Todeszonen in den Meeren beiträgt. Wie alle Maßnahmen des Geoengineerings kann auch diese dazu führt, daß es am Ende heißt: "Operation gelungen, Patient tot."

Maßnahmen gegen den Klimawandel

Wenn man mit der Möglichkeit konfrontiert wird, daß Menschen das Klima verändern können, gibt es verschiedene Reaktionsmöglichkeiten. Man kann feststellen, daß man sein Verhalten so ändern muß, daß die Ursachen für eine weitere Klimaänderung entfallen. Man spricht hier von einer „kohlenstoffarmen Wirtschaft“, die weitgehend auf die Verbrennung von fossilen Brennstoffen verzichtet, den nassen Reisanbau und die Viehzucht (als wichtige Methanquellen) kontrolliert und bei der Landnutzung auf Nachhaltigkeit ausgerichtet ist. Das sind erhebliche Änderungen zu unserer heutigen Lebensweise.

Für manche Menschen heißt das, daß sie der Meinung sind, daß uns die Kur hier zu teuer kommt. Wenn es genauso vermittelt wird, wäre das ehrlich. Leider sind nicht alle, die so denken, auch so ehrlich, es so auszudrücken, sondern leugnen lieber, daß ein Klimawandel stattfindet, daß er menschengemacht ist und daß er zu Problemen führen kann. Im Extremfall findet man alle drei Einstellungen in einem Text.

Eine andere Möglichkeit, die Tatsache der menschengemachten Erwärmung anzuerkennen, aber zugleich die Konsequenz zu vermeiden, daß man sein Verhalten grundlegend verändern müßte, ist die Unterstützung von Konzepten, die Erde zu steuern. Im Englischen wird so etwas unter dem Begriff „Geoengineering“ diskutiert. Es gibt hier zwei Sorten von Maßnahmen:

• CO2 aus der Atmosphäre zu holen oder von der Quelle wegzunehmen und irgendwo zu speichern.
• Die Albedo der Erde zu erhöhen.
  

Im einzelnen wird die erste Maßnahme dadurch umgesetzt, daß man entweder biologische Senken für CO2 verstärkt, indem man die Meere mit Eisen düngt und so das Algenwachstum anregt, Wälder pflanzt, CO2 direkt bei den Kraftwerken auffängt und in unterirdische Lager leitet oder es mit chemischen Substanzen aus der Luft holt und dann lagert.

Die zweite Maßnahme wird dadurch umgesetzt, daß man Sulfataerosol in die Atmosphäre bläst, welches über eine Bildung hoher Wolken und durch seine Strahlungseigenschaften Sonnenlicht stärker zurückwirft. Eine andere Möglichkeit ist, große Spiegel im Weltall zwischen der Erde und der Sonne zu postieren, die die Erde abschatten.

In der Regel bringen diese Maßnahmen zur Erdsteuerung mehrere Probleme mit sich:

• Sie sind sehr teuer, zum Beispiel das Raumfahrtprogramm zur Installation von Spiegeln im Weltall.
• Sie führen selbst zu erhöhten Treibhausgasemissionen. Das gilt vor allem für Programme, CO2 unterirdisch zu lagern oder Weltraumprogramme durchzuführen.
• Sie haben Nebenwirkungen, die zumindest schwer abzuschätzen sind, unter Umständen aber schlimmer sein können als die Folgen der globalen Erwärmung allein.
  

Speziell die Auswirkungen einer Ausbringung von Sulfataerosol wurden kürzlich wieder mit Modellrechnungen näher untersucht (siehe z.B. ein Artikel von Robock et al. 2008 hier). Übrigens findet man auf der Webseite von Prof. Robock eine Reihe interessanter Beiträge zu den Themen Geoengineering oder atomarer Winter. Seine und andere Arbeiten werden derzeit bei Realclimate diskutiert.

Die Auswirkungen der Sulfatinjektionen (immerhin mehrere Millionen Tonnen Schwefel pro Jahr), schaffen erhebliche Probleme. Zum einen führt die Reflektion der kurzwelligen Sonneneinstrahlung bei gleichzeitig bleibend hoher langwelliger Strahlung zu einer Verringerung der Niederschläge und zu größerer Trockenheit – zum Beispiel in Nordafrika in Gegenden, die schon jetzt von Dürreperioden geplagt sind. Zum zweiten bleibt die Abkühlung nur bestehen, so lange der Sulfateintrag andauert. Das Klima wird anfällig gegen Störungen dieses Eintrags und hoch variabel. Die Einbringung so gewaltiger Mengen an Sulfat in die Atmosphäre ist drittens zudem nur mit Raketen oder Flugzeugen zu bewerkstelligen, die den gegenwärtigen CO2-Eintrag des Luftverkehrs vervielfachen würden. Weitere mögliche Folgen sind eine Zerstörung der Ozonschicht und verstärkter saurer Regen, dadurch das Versauern von Seen und Böden, das Absterben von Süßwasserfischen und von Bäumen.

Man fragt sich, warum man jede Pein auf sich nehmen möchte, nur um den offensichtlichen Schritt nicht zu gehen: auf das Verbrennen fossiler Brennstoffe schrittweise zu verzichten durch Energiesparen und höhere Effizienz, durch den Einsatz von regenerativen Energieträgern und Atomkraft.