Keine Eisendüngung für den Klimaschutz … soll man deshalb auch die Forschung verbieten?

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In den letzten Wochen gab es einen Sturm im Wasserglas der biogeochemischen Meereswissenschaftler. Was war passiert?

Seit über 10 Jahren werden im Ozean kleinskalige Experimente durchgeführt, bei denen gelöstes Eisen in besondere Zonen im Ozean eingebracht werden, um ein interessantes Phänomen zu studieren: Wie kann es sein, daß es in diesen Meeresgebieten (z.B. dem Zirkumpolarstrom) an der Meeresoberfläche reichlich Nährstoffe und Sonnenlicht gibt, aber dennoch die Meeresorganismen nicht in der Lage sind diese zu nutzten (sprich die Algenblüte bleibt aus)? Die Antwort ist plakativ gesprochen recht simpel: Nicht alle Nährstoffe sind gleich, und wenn bestimmte Spurenmetalle fehlen gibt es nur schwaches Wachstum der Pflanzen im Wasser. Es wurde die These entwickelt, daß schon bei einer Zugaben von kleinen Mengen der Spurenstoffe ein sichtbares Algenwachstum stimuliert werden kann. ( … Kunstdünger auf den Acker …)

Pläne wurden geschmiedet um dieses auch experimentell im Ozean zu überprüfen und eine Serie von verschiedenen internationalen Experimente hat gezeigt, daß es in der Tat möglich ist das Algenwachstum durch Einmischen von geringen Mengen von gelöstem Eisen für mehrere Tage bis Wochen im oberen Ozean zu stimulieren. Diese Erkenntnis hilft uns das Klimageschehen der Vergangenheit besser zu enträtseln. Denn der ‘normale’ Weg Eisen in den offenen Ozean zu bekommen ist durch Staubeintrag so zum Beispiel von der Sahara oder anderen großen Wüsten. Diese Experimente werden auch gerne verwendet um sicherere Aussagen über die komplexen Mechanismen im Ökosystems des Ozeans zu machen, da hier nur genau ein Parameter im Ozean verändert wird.

Sozusagen als Beiprodukt dieser erhöhten biologischen Aktivität besteht auch die Möglichkeit einen Teil des im oberen Ozean befindlichen gelösten CO2 mit abgestorbenen Algen in Form von sinkenden Partikeln in größere Meerestiefen zu befördern. Die Effizienz dieses Prozesses ist nicht gut verstanden und Gegenstand aktiver wissenschaftlicher Diskussion. Die Unsicherheit kommt zu Teil auch daher, da bisher nur sehr kleine Experimente durchgeführt wurden und diese nicht lange genung beprobt werden konnten.

Wenn dieser Prozeß effektiv wäre, würde mehr CO2 aus der Atmosphäre in den Ozean gelangen und man könnte diese extra „sequestrierte“ Menge an CO2 als Beitrag zum Klimaschutz werten, wenn man diesen auf den reinen CO2 Handel (… sprich CO2 aus der Atmosphäre nehmen …) reduziert. Diese Hypothese hat dazu geführt, daß auch der kommerzielle Sektor Interesse an diesem Mechanismus gefunden hat. Eine der eher seriösen Vertreter ist die Firma CLIMOS. Denn je nachdem wie der globale CO2 Handel mal definiert wird könnte man hier durch sogenanntes „geoengineering“ also den künstlichen Eingriff in das Ökosystem Geld verdienen, oder es als „sinnvoll“ erachtet werden. In unseren Gärten und in der Landwirtschaft sind diese Methoden ja gang und gebe. Aber wollen wir das wirklich großflächig auf der Erde machen?

Auch wenn die meisten Forscher sich einig sind, daß erstens die Chance hier Geld zu verdienen minimal sind, und zweitens man sehr wahrscheinlich es hier mit Sekundärfolgen zu tun haben wird die katastrophal sein können, würde man schon gerne wissen wie genau der Ozean hier reagiert.

Um diese Systemverständnis zu verbessern ist ein indisch/deutsches Wissenschaftlerteam im Moment auf der Forschungseisbrecher POLARSTERN unterwegs um ein weiteres Eisendüngungsexperiment LOHAFEX durchzuführen.Es ist zwar das größte Experiment seiner Art, aber immer noch klein (20*15 km werden mit 20 Tonnen Eisensulfat gedüngt) im Vergleich zum Beispiel der Größe eines Wirbels des Zirkumpolarstroms (100*100 km). Soweit also nichts wirklich Ungewöhnliches.

Vor zwei Wochen wurde das Experiment vorerst gestoppt (siehe auch Artikel in Nature). Es wurde von den zuständigen Ministerien hinterfragt, ob dieses Experiment mit der gerade im Sommer 2009 verabschiedeten Auslegung der Übereinkommen über die Biologische Vielfalt (CBD) vereinbar ist. Dort gibt es eine Passage, die selbst den Juristen nicht einsichtig ist: das forschungsbedingte Eisendüngungsexperimente nur in der Nähe von Küsten erlaubt werden sollen. Das macht wissenschaftlich keinen Sinn, denn gerade in Küstennähe sind die Ökosysteme in der Regel empfindlicher und viel mehr unter Stress. 

Es folgte eine hitzige Debatte in den Medien und Blogspähren über den Sinn und Unsinn von ozeanischer Eisendüngung.

Das einstweilige Verbot der Forschung auf der POLARSTERN führte dazu, daß das BMU und BMBF eine zweite Runde von Gutachten über LOHAFEX einholte.

Heute hat das BMBF den Versuch freigegeben und in einer Pressemitteilung begründete, daß es sich hier nicht um eine Vorstudie zur kommerziellen Eisendüngung handelt sondern um ozeanographische Grundlagenforschung.

Unverständlich ist die Reaktion des Bundesumweltministeriums, wo explizit ein SPIEGEL Interview eines der LOHAFEX  Wissenschaftler als Begründung angegeben wird, daß es hier doch um mehr als nur Forschung geht. Eigentlich sollte man von einem Ministerium stichhaltige Begründungen erwarten können…

Beide Ministerien (wie auch dieser Autor) distanzieren sich von einer kommerziellen Eisendüngung, deren Wirksamkeit umstritten und Risiken weitgehend unbekannt sind. Aber sollte man nicht gerade deswegen diese Art von Forschung unterstützen um nicht naiv der nächsten "Klimaschutzinitiative" gegenüberzustehen?

Pressemitteilung des BMBF

Pressemitteilung des BMU

PS: Ich selber bin physikalischer Ozeanograph und habe weder ausgewiesene Detailkenntnisse in den biogeochemischen Prozessen im Ozean, noch bin ich in irgendeiner Weise mit dem LOHAFEX Experiment verbunden.

Martin Visbeck ist stellvertretender Direktor des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) in Kiel und Professor für Physikalische Ozeanographie. Er gehört zahlreichen internationalen Arbeitsgruppen ebenso an wie der Senatskommission für Ozeanografie der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

5 Kommentare

  1. Erforscht das Geoengineering!

    Ich sehe kaum eine realistische Chance die weltweite CO2 Emission so stark zu limitieren, dass wir nicht ab Mitte des Jahrhunderts mit deutlichen Folgen zu tun haben werden. In diesem Moment wird es darauf ankommen, ob die Weltpolitik in der Lage sein wird die ungleich verteilten Folgen der Klimaänderung gleichmäßig auf die Weltbevölkerung aufzuteilen. Leider ist auch dies äußerst zweifelhaft.

    Wenn es darum gehen wird, stark betroffene Regionen mit großem finanziellen Aufwand zu helfen oder gar den aus den Folgen der Klimaänderung entstehenden Migrationsbewegungen Herr zu werden, wird die Stunde des Geoengineering schlagen. Der öffentliche Wunsch nach Maßnahmen zur Senkung des CO2 in der Atmosphäre könnte so gewaltig werden, dass Angebote von Geoengineering Firmen relativ unkritisch in Anspruch genommen werden. Und dabei ist die Eisendüngung des Ozeans nur eine von vielen Ideen, die es schon seit geraumer Zeit gibt.

    Herr Visbeck hat absolut richtig dargestellt, dass die große Gefahr von Maßnahmen des Geoengineering die Unübersehbarkeit der Folgen ist. Unser Wissen reicht derzeit bei weitem nicht aus, um die Folgen in Klima- und Ökosystem in ihrer ganzen Breite vorherzusehen.
    Meiner Meinung nach ist es deshalb extrem wichtig die Folgen von Geoengineering zu erforschen. Wenn der Ruf nach den Mitteln des Geoengineering lauter wird, sollte die Wissenschaft fundierte Antworten haben, um gegebenenfalls die Befürworter des Geoengineering zurückzuhalten oder – je nach Ergebnis der Studien – zu unterstützten.

  2. Versuch macht klug

    Wenn man es nicht ausprobiert wird man nie erfahren ob es wie gewünscht funktioniert. Vieleicht hat jemand Zahlen zu den Mengen an Metallstäuben, die bei einem Vulkanausbruch in die Atmosphäre und somit in die Ozeane gelangen.

    Als damals der Pinatubo ausbrach, gab es jedenfalls in den Folgejahren auf den Philippinen Rekordernten. Dieser Vulkanausbruch bzw. dessen Folgen war auch eine Art Geoengeneering.

  3. Lesen bildet…

    Ich habe mir kurz einen Überblick in gängiger Fachliteratur verschafft, was – meiner Meinung nach – ein paar der übereifrigen Kommentatoren in so manch einem früheren Beitrag dieses Forums lieber auch einmal hätten machen sollen…

    Ein Artikel zum Thema ist beispielweise:

    P. Frogner, S. R. Gislason and N. Oskarsson: Fertilizing potential of volcanic ash in ocean surface water, Geology (29), 2001, 487-490

    Zum Thema Eiseneintrag durch Vulkanismus:

    Pinatubo (1991) hat laut Sarmiento (Nature, 365, 1993) 5 x 10^8 t Fe in die Atmosphäre geblasen. Um ein Picogramm Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen, sind etwa 10^5 t Fe notwendig. 1/5000 des Fe-Inputs durch Pinatubo in die Atmosphäre würde demnach ausreichen, um das Pflanzenwachstum zu erhöhen – natürlich nur unter der Voraussetzung, dass Organismen vorhanden sind, die das Fe in ihrem Stoffwechsel umsetzen können.

    Nach diesen Fakten nun meine Meinung zum Thema:

    Crutzen ((m)ein “Gott” der Atmosphärenchemie) hat vor einiger Zeit mal den Vorschlag unterbreitet Schwefelpartikel in die Atmosphäre einzubringen, um damit dem Treibhauseffekt entgegen zu wirken. Er wurde von der Fachwelt dafür… ausgelacht (?!), zumindest sehr scharf kritisiert. Und recht hatten die Wissenschaftler damit! Wolken, Aerosole und ihre Effekte auf das Klima sind an sich schon kaum verstanden. Ich kann nicht verstehen warum er so einen Vorschlag gemacht hat, wenn noch nicht einmal die physikalisch-chemischen Hintergründe aufgeklärt sind. (Vielleicht war der Vorschlag auch nicht wirklich ernst gemeint…) Ein ganz hübscher Artikel dazu ürbigens im SPIEGEL (Der letzte Plan, 1, 2007).

    Ebenso verhält es sich mit dem Thema Eisendüngung. Mag sein, dass Eisen zum Pflanzenwachstum beiträgt. Das tun Nitrate und Phosphate aber auch – und die Folgen können wir des öfteren live im Schwarzen Meer verfolgen. Ist das System Erde nicht an allen Ecken und Enden gekoppelt und ist es nicht ebenso wahr, dass wir die Einflüsse auf das Klima noch immer nicht voraussehen können? Meiner Erfahrung nach senkt Eisen z.B. massiv den pH-Wert des Wassers.
    Ich fände es unverantwortlich ein Fe-Düngungsexperiment in globalem Stil durchzuführen. Die Forschungsmission des AWI ist, meiner Meinung nach, hingegen gerechtfertigt, weil es hier um Grundlagenforschung geht und das betroffene Territorium klein ist.
    Inwieweit dem Laborstudien vorangehen, weiß ich nicht. Für solche Experimente finde ich es wichtig, wenn zuerst in kleinem Maßstab experimentiert wird bevor große Studien geschehen, deren Auswertung sicherlich um Einiges komplexer ist. Vielleicht gibt es jemanden, der mir sagen kann, wie und was für (praktische) Vorstudien es gibt.

  4. Erfahrung der Erdgeschichte

    Die Erdgeschichte liefert eine Reihe Beispiele von massiven Düngungsexperimenten, die um Größenordnungen über dem liegen, was wir an künstlicher Düngung erreichen können. Denn während der letzten 100,000 Jahre, über die wir sehr gute Eiskerndaten haben, weist der Mineralstaubeintrag in den Ozean große Schwankungen auf. Siehe Ahn und Brook (Science 2008).
    Allerdings folgern die Autoren: selbst bei einem Ereignis mit besonders rapider CO2-Abnahme vor 68,000 Jahren sank die CO2-Konzentration nur um etwa 1 ppm pro Jahrhundert – viel zu langsam, um dem aktuellen CO2-Anstieg um 2 ppm pro Jahr etwas entgegen zu setzen.

  5. Fe-Eintrag

    Sehr geehrter Herr Visbeck,

    dieser experimentelle Ansatz war extrem kurz gedacht und daher aussagearm. Einmal,weil die Wechselwirkung als Funktion der Konzentrationsänderung an verfügbarem Fe(III)extrem schlecht sinnvoll analytisch bestimmbar ist und zweitens weil eine auf die Freisetzung folgende Veränderung von Wachstumsraten ohne integrierten Tracer nur sehr bedingt kausal gesehen und quantifiziert werden kann.

    Zwar besteht, wie auch die Durchführenden angeben, die Möglichkeit Gehaltsbestimmungen mit durchaus niedrig liegender BG für Eisen in Meerwasser durchzuführen, aber das ist ohne Kenntnis der Phasengleichgewichte (II/III) recht zweckfrei.
    Mit einem etwas durchdachteren Konzept wäre die Untersuchung durchaus angebracht.

    Die Intervention der Bundesregierung hat offenbar keine inhaltliche Grundlage, die Erfahrung mit der “Amtsseite” offenbart ja meist sachferne, mithin politische, Gründe für Interventionen auf dem Forschungssektor.

    Da liegt der Erkenntnisgewinn eher in den eigenen Einflußmöglichkeiten.

    MfG

    F. Pfeiffer