Die Erde als Großlabor

Das Aufhalten des Klimawandels ist heute die größte Herausforderung der Menschheit. Weil das vielen Politikern und Wissenschaftlern zu langsam geht, setzen sie auf technische Lösungen. "Geo-Engineering" lautet das Zauberwort. Doch bisher richten solche Eingriffe mehr Schaden als Nutzen an.

Der Mensch als Verursacher des Klimawandels

Schon seit langer Zeit greift der Mensch ins Klimageschehen ein. Zunächst geschah das unbewusst, später wider besseres Wissen. Zum Beispiel wurden in früheren Jahrhunderten ganze Wälder abgeholzt, um Baumaterial für Schiffe zu bekommen.

In den letzten Jahrzehnten ist der Kohlendioxidgehalt der Lufthülle stetig angestiegen. Denn dieses Gas wird beim Verbrennen von Holz, Kohle, Öl, Benzin und Erdgas frei -und nie hat der Mensch soviel verbrannt wie heute.

Allein aus Öl, Kohle und Gas entstehen pro Minute weltweit rund 40 000 Tonnen Kohlendioxid! Hinzu kommt die Brandrodung der tropischen Regenwälder. Die Zunahme des Kohlendioxids führt - das schließen zumindest die Klimaforscher aus Computerberechnungen - zu einer messbaren Erwärmung der Erde.

Wird sie nicht gestoppt, könnte die mittlere Temperatur bis zum Jahre 2030 um einige Grad Celsius steigen. Diese Temperaturzunahme könnte in den wichtigsten Landwirtschaftsgebieten der Erde die Ernteerträge vermindern - Hungersnöte wären die Folge. Und in dicht besiedelten Gebieten - dazu gehört auch Mitteleuropa - könnte das Wasser knapp werden.

Gefährlicher Treibhauseffekt

Der vielleicht gefährlichste Eingriff ist die schleichende Temperaturerhöhung durch den Treibhauseffekt: Selbst bei niedrigen Außentemperaturen ist es in einem Gewächshaus warm, weil die Sonnenstrahlung zwar hinein kann, die Wärmestrahlung aber durch das Glas am Entweichen gehindert wird.

Schema des Treibhauseffektes: Kurzwellige Strahlung der Sonne trifft auf die Atmosphäre und die Erdoberfläche. Langwellige Strahlung wird von der Erdoberfläche abgestrahlt und in der Atmosphäre fast vollständig absorbiert. Im thermischen Gleichgewicht wird die absorbierte Energie je zur Hälfte in Richtung Erde und Weltall abgestrahlt.

Einen ähnlichen Effekt gibt es in der Erdatmosphäre. Die Rolle des Glases übernehmen hier bestimmte Gase in der Luft. Vor allem Kohlendioxid, Wasserdampf und das Sumpfgas Methan helfen dabei, Wärme auf der Erde zurückzuhalten: Gäbe es sie nicht, läge die Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche bei minus 18 statt bei plus 15 Grad Celsius.

Wirtschaftswachstum kontra Klimaschutz

Wenn die Temperaturen weiter steigen drohen schwerwiegende Folgen des Klimawandels. Das Schmelzen der Eismassen an Nord- und Südpol hat längst begonnen, und wenn dieser Prozess nicht umgekehrt wird, steigt der Meeresspiegel, weswegen ganze Inseln und Küstenregionen im Meer versinken können.

Weil es immer mehr Autos und Flugzeuge auf der Welt gibt, die zum Klimakollaps beitragen, setzen Politik und Wissenschaft auf technische Maßnahmen. Geo-Engineering lautet das Schlagwort.

Was ist Geo-Engineering?

Mit gezielten Eingriffen in geo- oder biogeochemische Kreisläufe sollen die Klimaerwärmung oder die Versauerung der Meere wenn schon nicht gestoppt, dann zumindest gebremst werden.

Es gibt zwei Kategorien von Maßnahmen: die einen sollen die Sonneneinstrahlung reduzieren, um so die weitere Erwärmung der Erde aufzuhalten, die andere soll helfen, das frei gesetzte Kohlendioxid wieder aus der Luft zu holen.

 

Großversuche im Labor Erde

Um die geplanten großtechnischen Klimamanipulationen umzusetzen, wird die Erde zu einem riesigen Labor, in dem Wissenschaftler das Klima zu unseren Gunsten verändern wollen. Doch die Risiken solcher Großversuche sind unabwägbar, egal, ob es sich nun um künstliche Wolken und Aerosole oder um eine Düngung der Meere mit Eisen handelt.

Durch Eisendüngung wollen die Forscher das Wachstum von Meeresalgen fördern, die dann hohe Mengen des Treibhausgases verbrauchen. Mit dem Absterben der Algen sollte das Kohlendioxid zusammen mit den Pflanzenresten auf den Meeresgrund sinken und verschwinden.

Mißglückter Versuch

Wissenschaftler des Bremerhavener Alfred-Wegener-Instituts haben den Versuch im Südatlantik durchgeführt und mussten erfahren, dass jede gute Theorie in der Praxis undurchführbar werden kann.

Tatsächlich ließ das Eisensulfat die Algen prächtig gedeihen. Allerdings tauchten dann ganz unverhofft Schwärme von Kleinkrebsen auf und fraßen die Algen auf. So scheiterte das Experiment am Appetit der Krebse. Es blieben nicht mehr Algenreste übrig als ohne Dünger. Deswegen ließ sich auch nicht mehr Kohlendioxid im Ozean versenken.

Ein großflächiger Einsatz würde das ökologische Gleichgewicht im Meer also erheblich stören.

Vulkanausbruch als Modell

Beim Ausbruch des Vulkans Pinatubo waren 1991 rund zehn Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre gelangt und wandelten sich dort durch chemische Prozesse teilweise in Sulfatpartikel um.

Nach Beobachtungen der Forscher führte das im Folgejahr zu einem Rückgang der Temperatur auf der Erde um durchschnittlich 0,5 Grad Celsius.

Aus diesem Grund hat der Chemie-Nobelpreisträger Paul Crutzen vorgeschlagen, Schwefeldioxid in die obere Stratosphäre zu bringen, und den Effekt des Vulkanausbruchs künstlich nachzuahmen.

Die Idee, eine Art Sonnenschirm über der Erde zu bilden, ist nicht unumstritten.

Unkalkulierbare Risiken

Nach dem Vulkanausbruch waren im Jahr 1991 Verschiebungen der Niederschlagszonen beobachtet worden. Bei einem groß angelegten Klimaexperiment könnte das verheerende Folgen nach sich ziehen. In einem solchen Fall gäbe es Regionen, die plötzlich auf dem Trockenen sitzen und andere, deren Grundstücke nach Regenfluten versinken.

Weil Geo Engineering noch keinen Eingang in völkerrechtliche Verträge gefunden hat, würden Opfer solcher Katastrophen derzeit nicht entschädigt werden.

Viele Ideen - viele Ansätze

In diesem Artikel kann aus Platzgründen nicht auf alle Ideen zum Thema Geo Engineering eingegangen werden. Vorgeschlagen wurde zum Beispiel, weltraumtaugliche Sonnensegel zwischen Sonne und Erde zu installieren, um die Erde zu beschatten.

In die gleiche Richtung zielt die Idee von Roger Angel von der University of Arizona, 16 Billionen transparenter Scheiben in die Erdumlaufbahn zu schicken, um Teile der Sonnenstrahlung zu reflektieren.

Der Ingenieur Stephen Salter schlug vor, Meerwasser in die Atmosphäre zu sprühen und dadurch die Wolkenbildung zu fördern.

Dazu kommen immer wieder Vorschläge das Algenwachstum im Meer anzuregen oder Überlegungen, der Versauerung der Meere durch Kalkung zu begegnen.

Verfolgt wird auch die Idee, das Kohlendioxid, bereits bei der Verbrennung von fossilen Kraftstoffen abzufangen und anschließend tief unter der Erdoberfläche zu deponieren.

Zu viele Unsicherheiten und offene Fragen

Vor allem in Europa, stößt Geo Engineering auf große Skepsis. Die meisten Wissenschaftler fürchten die Gefahr, die in der Ignoranz von Risiken steckt. Zudem ist die Frage noch nicht geklärt, ob einzelne Länder solche Experimente im Alleingang durchführen dürfen, oder ob das eine Aufgabe der Weltgemeinschaft werden sollte.

Die amerikanische meteorologische Gesellschaft empfiehlt deshalb umfassende Forschungsarbeiten und weitreichende Abwägungen, bevor Geo-Engineering im großen Maßstab angewendet wird.

Wenn du mehr über das Wetter auf der Erde erfahren willst, dann lese dich schlau mit dem WAS IST WAS Band 7 Das Wetter.

Text: RR, Stand: 28. 1. 2011, Bilder: NASA, (Schema des Treibhauseffektes, PD), Dave Harlow (Pinatubo-Ausbruch, PD), alle anderen PhotoDisc.

Hinweis: Im Archiv wurden alle Bilder und Links entfernt