Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

CO2 aus der Luft zurück zu holen kann die Ozeane nicht retten - wenn wir weiter Kohle, Öl verfeuern

04.08.2015

Treibhausgase aus dem Verbrennen von Kohle und Öl verursachen nicht nur eine rasche Erwärmung der Meere, sondern auch eine Versauerung des Wassers - und dies rascher als je in den vergangenen Jahrmillionen. Deshalb gibt es die Idee, künstlich CO2 aus der Luft zurück zu holen, um die Risiken für das Leben in den Ozeanen zu verringern. Geschieht dies aber zu spät, so nützt es kaum noch etwas, wie eine neue Studie auf der Grundlage von Computer-Simulationen jetzt zeigt.

Wenn die Emissionen in diesem Jahrhundert und darüber hinaus weiter wie bisher zunehmen, so bliebe der Ozean laut der Studie noch auf Jahrhunderte hin stark verändert - sogar wenn in der Atmosphäre die Menge von CO2 irgendwann in der Zukunft wieder auf das vor-industrielle Niveau heruntergebracht würde. Daher können solche Maßnahmen rechtzeitige Emissionsreduktionen nicht ersetzen, sondern nur ergänzen.


Die Kalkschalen von Plankton wie Pteropods, winzigen Flügelschnecken, können sich durch die Ozeanversauerung auflösen. Foto: Alexander Semenov / clione.ru

„Geo-Engineering, also eine großtechnische Manipulation des Erdsystems, wird derzeit als eine Art letzter Ausweg diskutiert, um die schlimmsten Folgen des Klimawandels zu vermeiden – für den Fall, dass sich die Politik nicht rechtzeitig auf die Minderung des CO2-Ausstoßes einigen kann, oder um den Umbau unseres Energiesystems zu verzögern“, sagt Leit-Autorin Sabine Mathesius vom GEOMAR Helmholtz Zentrum für Meeresforschung in Kiel und vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Wenn wir uns aber die Ozeane anschauen, dann zeigt sich, dass dieser Ansatz erhebliche Risiken birgt.“

In Szenarien mit frühzeitigen Emissionsreduktionen können diese durch das künstliche Entfernen von CO2 aus der Atmosphäre (Carbon Dioxide Removal genannt, kurz CDR) ergänzt werden. „Aber in einem Szenario mit zunächst unverminderten Emissionen wäre der Ozean, selbst wenn wir den CO2-Gehalt der Atmosphäre später wieder auf das vorindustrielle Niveau bringen könnten, dann dennoch viermal saurer als vor der Industrialisierung“, so Mathesius. „Es würde viele Jahrhunderte brauchen, um das Gleichgewicht von Ozean und Atmosphäre wiederherzustellen.“

Korallen und Muscheln: Versauerung kann Ökosysteme schädigen

Rund ein Viertel der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen wurden bisher von den Ozeanen aufgenommen. Dies führt zu chemischen Reaktionen und damit zur Versauerung des Wassers. Langfristig kann dies Meereslebewesen wie Korallen oder Muscheln und Schnecken bedrohen, weil die Versauerung die Bildung von Kalkschalen und Skeletten beeinträchtigt. Dies würde die Artenvielfalt und die Nahrungsketten gefährden.

Deshalb wurde Hoffnung in CDR-Maßnahmen zum Entfernen von CO2 aus der Atmosphäre gesetzt. Dazu könnte man zum Beispiel schnell wachsende Pflanzen wie etwa Pappeln oder Gräser anbauen, die CO2 aus der Luft aufnehmen und den Kohlenstoff in Halme oder Stämme einbauen. Diese könnten dann in Kraftwerken verbrannt werden, bei denen das freiwerdende CO2 abgeschieden und unterirdisch gespeichert wird (CCS). Wie alle CDR-Technologien ist auch diese noch nicht im industriellen Maßstab erprobt, und sie müsste sorgfältig abgewogen werden gegen den Bedarf an Land für die Nahrungsproduktion.

„In den Tiefen des Ozeans wird das chemische Echo noch Jahrtausende nachhallen“

„Wir haben in einem Computer-Experiment simuliert, verschiedene Mengen von CO2 aus der Luft wieder zu entfernen – einmal in realistischer Größenordnung, und einmal mit 90 Milliarden Tonnen pro Jahr, was mehr als das Doppelte der derzeitigen jährlichen Emissionen und wahrscheinlich nicht machbar wäre“, sagt Ko-Autor Ken Caldeira von der Carnegie Institution for Science in Stanford, USA. Er hatte an der Studie während eines Forschungsaufenthalts am PIK gearbeitet. Das Experiment wurde unabhängig davon angelegt, welche konkrete Technologie für die Herausnahme des CO2 eines Tages tatsächlich verfügbar sind. „Interessanterweise zeigt sich, dass nach business-as-usual bis 2150 sogar das Herausholen enormer Mengen CO2 aus der Atmosphäre den Ozeanen nicht so viel helfen würde,“ so Caldeira. „Wenn das versauerte Wasser durch die großen Strömungen einmal in die Tiefe transportiert worden ist, ist es dort für viele Jahrhunderte außer Reichweite, ganz egal wie viel CO2 aus der Luft entfernt wird.“

Die Wissenschaftler untersuchten auch die Zunahme der Temperaturen in den Ozeanen, und die Abnahme gelösten Sauerstoffs. Sauerstoff ist für viele Organismen lebenswichtig. Die Erwärmung verlangsamt zudem die Ozean-Umwälzung und verringert die Durchmischung von Oberflächen- und Tiefenwasser, was den Transport von Nährstoffen behindert. Zusammen mit der Versauerung setzen diese Veränderungen die Lebewesen in den Meeren stark unter Druck. Früher in der Erdgeschichte haben solche Veränderungen zu Massenaussterben geführt. Wie sich in Zukunft die Kombination aller drei Faktoren – Sauerstoffmangel, Erwärmung, Versauerung – auf die Tiere und Pflanzen der Meere genau auswirkt, wissen die Forscher noch nicht.

„In den Tiefen des Ozeans wird das chemische Echo der heute verursachten CO2-Emissionen noch Tausende von Jahren nachhallen“, sagt Ko-Autor Hans Joachim Schellnhuber. „Wenn wir nicht rasch Emissionsreduktionen umsetzen, die der 2-Grad-Grenze entsprechen, dann wird es nicht möglich sein, die Ozeane der Welt so zu erhalten, wie wir sie heute kennen.“

Artikel: Mathesius, S., Hofmann, M., Caldeira, K., Schellnhuber, H. J. (2015): Long-term response of oceans to CO2 removal from the atmosphere. Nature Climate Change (online) [DOI:10.1038/nclimate2729]

Weblink zum Artikel sobald er veröffentlicht wird: http://dx.doi.org/10.1038/nclimate2729

Kontakt für Medienanfragen:

PIK Pressestelle
Sarah Messina, Jonas Viering
Telefon: 0331 288-2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

GEOMAR, Kommunikation & Medien
Maike Nicolai
Telefon: 0431 600-2807
E-Mail: presse@geomar.de

Jonas Viering | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Weitere Informationen:
http://www.pik-potsdam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Die Ostsee als Zeitmaschine
14.05.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht Erste Bohrung in einen aktiven Unterwasservulkan
09.05.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics