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Klima und Wandel

Thomas Wahl
Dr. Phil, Dipl. Ing.
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Thomas Wahl
Community piq
Mittwoch, 23.09.2020

Gibt es das ideale Geoengineering?

Wie es aussieht werden die CO2-Emissionen absehbar weltweit wohl weiter steigen, unabhängig von Deutschland oder Europa. In sofern macht es Sinn, nach Methoden und Prozessen zu suchen, die die Temperaturen der Atmosphäre aktiv reduzieren können. Der Autor, Patrick Mellor, nennt vier Kandidaten für praktikables Geoengineering:

  •  direkte Abscheidung von CO2 (direct air capture, DAC), 
  •  Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS), 
  •  Injektion von Aerosolen in die obere Atmosphäre und 
  •  ozeanische Eisendüngung.

Die ideale Methode sollte

einen natürlich ablaufenden Prozess nachahmen, der nachweislich vergangene Episoden der globalen Erwärmung mildert, nicht unerschwinglich teuer oder umweltschädlich ist, positive Auswirkungen über die Verringerung des Klimawandels hinaus hat, nicht von einem kontinuierlichen, sorgfältigen Management abhängig ist und bei falscher Anwendung sich selbst begrenzende negative Folgen hätte. 

Nach Meinung des Autors wäre dies die ozeanische Eisendüngung. Klar ist, frühere Veränderungen im Klimagleichgewicht waren eng mit der „Injektion" und der folgenden "Entfernung" von CO2 aus der Atmosphäre verbunden. Die großen natürlichen CO2-Anstiege der der Klimageschichte gingen oft mit massiven und andauernden vulkanischen Aktivitäten in einem riesigen Ausmaß einher,  Eruptionen, die über Jahrtausenden anhielten. Bekannt ist auch, dass unser aktuelles Klima in der Erdgeschichte eher anomal und störungsanfällig ist. 

Auf der Erde herrschten für höchstens 20 Prozent der letzten 540 Millionen Jahre günstige Bedingungen für polare Eiskappen. Während der restlichen 80 Prozent, einschließlich der gesamten mesozoischen Ära, herrschten Verhältnisse, die oft als Treibhausbedingungen bezeichnet werden. Der Treibhauszustand ist der Normalzustand, und größere Klimaabweichungen werden tendenziell durch negative Rückkopplungen verhindert, die das System wieder in dieses Gleichgewicht bringen. Gletscher- oder Eishausperioden sind dagegen metastabil und sehr anfällig für leichte Störungen. Es handelt sich um vergleichsweise kurzfristige Ereignisse, die aufgrund bestimmter Bedingungen auftreten.

Unsere hohe Rate anthropogener Emissionen wird daher eine erhebliche Instabilität des Klimasystems der Erde hervorrufen, dessen Stabilität im Eishauszustand sowieso schon prekär ist. 

Eine solche kurzfristige Instabilität wurde bei den Übergängen zwischen glazialen und interglazialen Perioden in der aktuellen Eiszeit beobachtet, wenn auch nicht direkt durch CO2-Emissionen verursacht. Der klimatische Übergang vom letzten Gletschermaximum zu unserem heutigen Interglazial war nicht allmählich oder stabil. Die Temperaturen stiegen und fielen innerhalb von Jahrzehnten um mehrere Grad Celsius. Beim Kälterückfall in der jüngeren Dryaszeit vor nur 13.000 Jahren sanken die globalen Temperaturen innerhalb von etwa 30 Jahren von ähnlichen Werten wie heute um zwei bis sechs Grad Celsius, nachdem sie in einer ähnlichen Zeitspanne gestiegen waren. Das kältere Klima dauerte 1000 Jahre,  ... , und endete dann so abrupt, wie es begonnen

Wie aber kam es in der Klimahistorie zu der widerholten sehr langfristigen Reduktion von hohen CO2-Mengen in der Atmosphäre? Der Artikel nennt zum Beispiel das sogenannte Azolla-Ereignis, das erst in den letzten 20 Jahren entdeckt wurde:

Im frühen Eozän lagen die globalen Oberflächentemperaturen acht Grad Celsius höher als heute. Tropenwälder erstreckten sich fast bis zu den Polen, und die CO2-Konzentration in der Atmosphäre betrug 3500 ppm – im Gegensatz zu den heutigen 400 ppm. Vor 49 Millionen Jahren kühlte das globale Klima um sechs Grad Celsius ab, während das atmosphärische CO2 gleichzeitig auf 650 ppm zurückging.

Der Grund, so die gut begründete Hypothese, riesige Mengen des Süßwasserfarns Azolla. Man fand bei Bohrungen bis zu 20 Meter dicke Ablagerungen dieser Pflanzen. Sie waren 49 Millionen Jahre alt und hatten sich über 800.000 Jahre dort angesammelt, passten also exakt auf den beobachteten Rückgang von Temperatur und CO2. Das legt nahe, dass über die Eisendüngung, mit der man das Wachstum des marinen Phytoplanktons schnell steigern kann, das Klima abgekühlt werden könnte. Das Gute ist, Eisendüngung wurde seit 1993 zwölfmal experimentell probiert. Eisensulfat in Mengen zwischen 10 und 100 Tonnen führten zu massiven Planktonblüten und zwar mit einem geschätzten Wachstum von bis zu 100.000 Tonnen Algen pro Tonne Eisen. Zumindest ist dies m.E. eine Chance ......

Gibt es das ideale Geoengineering?

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Kommentare 18
  1. Andreas P.
    Andreas P. · vor 16 Tagen · bearbeitet vor 16 Tagen

    Am bemerkenswerten finde ich eigentlich, dass sich ein Süsswasserfarn namens Azolla durch nicht nachhaltiges wachsen selbst ausgerottet hat.

  2. Thomas Wahl
    Thomas Wahl · vor 29 Tagen

    So sieht’s aus in Europa:
    „Startups, deren Geschäftsmodell die Dekarbonisierung der Wirtschaft im Fokus haben, haben im Zeitraum von 2013 bis 2019 insgesamt 60 Mrd. US-Dollar von Investoren eingesammelt. Nur 11,7 Prozent dieser Summe floss an Klimatechnologie-Startups in Europa, rund die Hälfte gingen an Unternehmen in Nordamerika. Das zeigt die Statista-Grafik auf Basis eines Reports von PricewaterhouseCoopers („The State of Climate Tech 2020“). Der Report zeigt außerdem, dass Climate Tech in Bezug auf den gesamten Venture-Capital-Markt noch in den Anfängen noch in den Anfängen steckt, der Markt wächst aber schnell. So stiegen die Investitionen von 418 Millionen US-Dollar im Jahr 2013 auf 16,3 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019. Dem Bericht zufolge entspricht dies etwa der dreifachen Wachstumsrate der VC-Investitionen in Künstliche Intelligenz im selben Zeitraum.“
    https://de.statista.co...

  3. Daniela Becker
    Daniela Becker · vor 30 Tagen

    Da muss man sich innerlich schon ziemlich verbiegen, um anzuerkennen, dass die Treibhausgas-Emissionen weiter steigen und gleichzeitig die Rolle Deutschlands und Europa auszuklammern, oder?

    1. Hansi Trab
      Hansi Trab · vor 30 Tagen · bearbeitet vor 30 Tagen

      Ich denke, bei der Betrachtung solcher, ich nenne sie mal technisch-utopischer, Überlegungen sollte man sich erst einmal alle normativen Einwände (auch die der Schuldfrage) verkneifen, um sich den Blick auf die mögliche Innovation und ihren Nutzen nicht zu verstellen. Das ist noch so weit weg. Und wir werden ein so hochkomplexes Set an technischen und gesellschaftspolitischen Maßnahmen benötigen, dass wir es uns jetzt noch nicht leisten können, einzelne Ansätze vorab zu verwerfen. Gerade weil wir wissen, wie träge der gesellschaftspolitische Prozess ist und wie massiv wir in individuelle und kollektive Verhaltensmuster werden eingreifen müssen. Dass natürlich das massenhafte Anzüchten von Phytoplankton ebenfalls ein massiver Eingriff mit voraussichtlich unabschätzbaren Nebenfolgen wäre, steht freilich außer Frage.

    2. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor 30 Tagen

      @Hansi Trab Vermutlich. Ich fands nur lustig. Sonst heißt es ja immer, es gäbe keine Klimakrise. Jetzt heißt es, ja gibt es schon, aber nur die anderen ... und es lässt sich technisch lösen. Sind immer die gleichen Muster.
      Aber zum Thema: Zu CO2-Entfernung habe ich persönlichüber die Jahre stark meine Meinung geändert. War ich anfangs Gegner, bin ich inzwischen überzeugt, dass es ohne nicht gehen wird. Die einzige Methode, die ich bislang für halbwegs vielversprechend ohne ganz krasse Natureingriffe halte, ist DAC. Aber da sind auch noch viele Fragzeichen dran. Natürliche Maßnahmen wie Naturschutz, Moore renaturieren etc. sind in jedem Fall schneller umzusetzen und vorzuziehen. Vor allem aber muss der weitere Treibhausgasausstoß schleunigst gestoppt werden.

    3. Thomas Wahl
      Thomas Wahl · vor 30 Tagen

      @Daniela Becker Also keiner sagt, es gäbe keine Erwärmung, keiner sagt es seien nur die anderen und keiner sagt, es ließe sich rein technisch lösen. Was ich denke, die Welt wird die Reduktion der CO2 Emissionen nicht rechtzeitig und im nötigen Umfang erreichen, um unter 2 Grad zu bleiben. Unabhängig davon, ob Europa aussteigt. Das hat mit dem Ausklammern der Rolle von Europa nichts zu tun, gar nichts. Und man muß sich auch nicht verbiegen, um das zu denken. Es ist absehbar.

      Wenn das so ist oder kommt, werden Nationen zu Geoengineering und Maßnahmen zur Anpassung greifen müssen.

    4. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor 30 Tagen

      @Thomas Wahl Ok, ich hatte gedacht, dass ich das bei Ihnen schon öfter rausgelesen hatte. Mein Fehler. Freut mich ehrlich, dass wir diesbezüglich d'accord sind!

    5. Hansi Trab
      Hansi Trab · vor 30 Tagen

      @Daniela Becker Verstanden ;)

    6. Thomas Wahl
      Thomas Wahl · vor 30 Tagen

      Man muß nur hinschauen, die CO2-Emmissionen steigen. Auch wenn Europa tatsächlich auf Null kommen sollte.
      https://de.statista.co...
      "Im Jahr 2018 wurden weltweit rund 36,6 Milliarden Tonnen Kohlendioxid ausgestoßen. An der Entwicklung seit 1995 ist erkennen, dass die ausgestoßene Menge an CO2 mit nur kleinen Ausnahmen jährlich steigt. Bis zum Jahr 2050  wird ein Anstieg der jährlichen CO2-Emissionen bis zu 43,1 Milliarden Tonnen prognostiziert. Von den heute 36,6 Milliarden Tonnen ausgestoßenem Kohlendioxid verursachte China im selben Jahr rund 10,1 Milliarden Tonnen. Das entspricht einem Anteil von rund 28 Prozent."

    7. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor 30 Tagen

      @Thomas Wahl Ja, das weiß ich. Aber das war nicht mein Punkt.

    8. Hansi Trab
      Hansi Trab · vor 30 Tagen

      @Thomas Wahl Ja, so ist es leider. Beim momentanen Tempo sieht es bildlich gesprochen so aus, dass wir, statt zu bremsen einfach nur mit weniger Speed gegen die Wand fahren werden. Ich vermute sogar, dass wir selbst in einer Postwachstumsökonomie oder Öko-Idylle noch zusätzliche Maßnahmen bräuchten.

    9. Veit Nottebaum
      Veit Nottebaum · vor 29 Tagen · bearbeitet vor 29 Tagen

      @Hansi Trab Vor allem weil CO2 eine durchschnittliche Verweilzeit in der Atmosphäre von 200 Jahre aufweist. Das wird mir noch zu selten thematisiert. Selbst wenn wir bei den Emissionen morgen auf 0 gehen, begleitet uns (ohne "Entziehungskur") die Erwärmung, die durch >400ppm CO2 ausgelöst wird, noch zwei Jahrhunderte (und DAC fällt da als mögliche Maßnahme ja eigentlich auch aus, weil es ja eher auf Neuemissionen abzielt, nicht aber den bereits erreichten atmosphärischen Durchschnitt effizient senken kann). Ich gebe Thomas recht, wir sollten erst mal keine Ansätze ausschließen, genauso groß ist aber meine Skepsis vor weiteren Eingriffen in ökologische Prozesse in großem Ausmaß.

    10. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor 29 Tagen

      @Veit Nottebaum DAC zielt nur auf Neuemissionen? Das ist mir neu. Und ansonsten: Ja. Ich denke auch, dass die Verweildauer und damit das Ausmaß der Katastrophe den wenigsten bewusst ist.

    11. Veit Nottebaum
      Veit Nottebaum · vor 29 Tagen

      @Daniela Becker Ach, entschuldigt! Hab's mit Carbon Capture direkt an der Emissionsquelle verwechselt...

    12. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor 29 Tagen

      @Veit Nottebaum Danke für die Rückmeldung! (Für die Mitlesenden: Was DAC ist und theoretisch kann, hab ich hier am Ende des Textes kurz beschrieben: https://www.riffreport...)

    13. Hansi Trab
      Hansi Trab · vor 29 Tagen · bearbeitet vor 29 Tagen

      @Daniela Becker Danke! Super Artikel!

    14. Thomas Wahl
      Thomas Wahl · vor 16 Tagen

      1
      Nun ist das Buch von David Wallace gekommen. Reißerisch gemacht und gut lesbar. Leider erwischt man ihn schon auf Seite 12 das erste mal beim Schummeln, beim Weglassen von Informationen.

      Er schildert dort das große Artensterben an der Perm-Trias-Grenze vor 252 Millionen Jahren. "Es begann damit, dass die Temperatur auf der Erde durch Kohlendioxid um 5° Anstieg; dann nahm es an Fahrt auf als durch diese Erhitzung Methan freigesetzt wurde ein anderes Treibhausgas und endete damit, dass bis auf einen kleinen Bruchteil alles Leben auf unserem Planeten tot war. Heute setzen wir die Atmosphäre deutlich schneller Kohlendioxid zu – den meisten Schätzungen zufolge etwa zehnmal so schnell.„

      So weit so gut. Alles nicht ganz falsch aber nicht vollständig richtig. Erstens verschweigt er die Ursache des CO2-Anstiegs - mehrere hunderttausend Jahre anhaltende Vulkanaussbrüche. Und zweites sagt er das der CO2-Anstiege heute zwar sehr viel schneller sei - ohne Quelle. Sagt aber nicht, das damals die Konzentration um eine Zehnerpotenz höher war:

      "Obwohl in der Fachliteratur unterschiedliche Angaben über das genaue Volumen der Treibhausgas-Freisetzung zirkulieren, wird übereinstimmend angenommen, dass die Perm-Trias-Grenze ein CO2-Äquivalent von mehreren tausend ppm verzeichnete."

      https://de.wikipedia.o...

      Das ist eine Konzentration, die wir auch mit dem (nicht zu erwartenden) Verbrennen aller fossilen Rohstoffe nicht erreichen werden. Auch läßt sich die Ursache des Massensterbens eben nicht auf CO2 reduzieren, wie es Wallace nahelegt:

      "Nach Ansicht der Forscher stützen ihre Ergebnisse ein Szenario, in dem die Vulkanausbrüche des sibirischen Trappes eine Hauptrolle beim Massenaussterben spielten. Ihren Annahmen nach verursachten die Eruptionen und ihre Gasemissionen eine ganze Kette tödlicher Umweltveränderungen. So belegen die Penglaitan-Schichten, dass sich die Ozeane damals um drei bis fünf Grad erwärmten und ihr Sauerstoffgehalt drastisch absank.
      Durch die Vulkanausbrüche wurden zudem giftige Gase und Schwermetalle in die Atmosphäre geschleudert, die sich relativ rasch auch im Ozean niederschlugen. Saurer Regen und ein massiver Eintrag von Kohlendioxid und Methan trugen zusätzlich zur Versauerung und dem „Umkippen“ der Meere bei. „Dies könnte den Wechsel von permischen Kalkstein-Ablagerungen zu den schwarzen, auf anoxische Bedingungen hindeutenden Schieferton-Schichten der frühen Trias erklären“, so She und seine Kollegen."

      "Die Katastrophe lief sogar noch schneller ab als lange angenommen. „Die Fossiliendaten sprechen für eine nahezu instantane Ausrottung innerhalb von maximal 31.000 Jahren“, berichten She und seine Kollegen. Wahrscheinlich war der Zeitraum sogar noch kürzer: „Das Massenaussterben könnte sogar nur wenige tausende Jahre gedauert haben, aber das kann unserer Datierungsmethode nicht auflösen“, so die Forscher. ...." https://www.scinexx.de...

      Und dann ist Wallace gleich gut 200 Millionen Jahre weiter und sagt.

      "Und schon jetzt befindet sich ein Drittel mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre als je zuvor in den letzten 800.000 Jahren – vielleicht sogar in den letzten 15 Millionen Jahren damals gab es keine Menschen der Meeresspiegel lag mehr als 30 m höher."

      "Vergisst" aber zu sagen, das dazwischen.

    15. Thomas Wahl
      Thomas Wahl · vor 16 Tagen

      2
      "Das Warmklima dauerte fort, und im Mesozoikum, das vor etwa 252 Millionen Jahren begann und vor etwa 66 Millionen Jahren endete, entwickelte sich aus den überlebenden Spezies wiederum eine neuartige Fauna und Flora, darunter die Dinosaurier. Die Temperaturen waren im frühen und mittleren Mesozoikum (Trias und Jura) etwa 2 bis 4 Kelvin und während der Kreidezeit 8 Kelvin höher als heute, im kreidezeitlichen Klimaoptimum vor rund 90 Millionen Jahren sogar über 10 Kelvin." https://de.wikipedia.o...

      Also bei Temperaturen, die 2 - 10 Grad wärmer waren als heute entwickelte sich eine sehr üppige Biosphäre, es war nicht trocken sondern feucht. Oh Wunder, Flora und Fauna überlebten. Ja, dass es dann in den letzten Jahrtausenden noch eine Eiszeit gab, der Meeresspiegel um gut hundert Meter höher war, die Menschen und viele Tiere sowie Pflanzen diese Klimakatastrophe überlebten, ist auch nicht erwähnenswert.

      Ich würde sagen er verbreitet hier Halbwahrheiten, reduziert Komplexität und versucht das Denken seiner Leser „zu steuern“. Was man auch bei der Auswahl der Geschichten/Beispiele merkt - alles führt zur Apokalypse. Und was mir das Weiterlesen schon etwas verleidet. Ich versuche durchzuhalten .....

      https://youtu.be/bI26H...

      https://youtu.be/atJqa...

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