Künstliche Wolken

Mit der Unterzeichnung des Abkommens von Paris verpflichtete sich im April 2016 fast der gesamte Globus dem Kampf gegen den Klimawandel. 195 Unterschriften stehen mittlerweile unter dem wegweisenden Dokument – und trotzdem könnte die internationale Gemeinschaft ihre ambitionierten Ziele krachend verfehlen. Manch eine Studie geht davon aus, dass die globale Durchschnittstemperatur bis zum Jahr 2100 trotz aller politischen Anstrengungen um mehr als zwei Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau ansteigen wird. Pessimistischere Prognosen warnen, dass es sogar bis zu fünf Grad Celsius werden könnten.

Angesichts solcher Schreckensszenarien wird in Politik, Wirtschaft und Forschung längst nicht mehr nur über Emissionsreduktion und Förderung grüner Energien geredet. Immer öfter rückt auch eine zweite Strategie in den Fokus: Die Entwicklung technologischer Maßnahmen mithilfe derer direkt in die geochemischen Kreisläufe der Erde eingegriffen werden kann. »Geoengineering« nennt sich dieser Ansatz, bei dem es nicht darum geht, die Ursachen der Erderwärmung zu bekämpfen, sondern die Klimawandelfolgen abzuschwächen, indem man den Planeten aktiv neudesignt.

Im Kern lassen sich die unter dem Begriff Geoengineering zusammengefassten Eingriffe in die Umwelt in zwei Kategorien einteilen: Die einen Methoden beschäftigen sich damit, wie die Erdoberfläche verändert werden könnte, um Sonnenlicht zurück ins Universum zu reflektieren und den Planeten so künstlich abzukühlen. Die anderen damit, wie Kohlendioxid gebunden oder komplett aus der Erdatmosphäre entfernt werden kann, um den Treibhauseffekt zu mindern.

Der Kampf gegen die Sonnenwärme könnte laut Forschern auf verschiedene Arten und Weisen geführt werden, etwa durch die Anreicherung der Stratosphäre mit reflektierenden ­Aerosolpartikeln – gasförmigen Schwebeteilchen, die nur wenige Nanometer groß sind. Die historische Inspiration für derartige Projekte ist der Ausbruch des philippinischen Vulkans Pinatubo im Jahr 1991. Damals schoss der 1.486 Meter hohe Vulkan mehr als zwanzig Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre, das wie ein Sonnenschild wirkte. Als Resultat sank die durchschnittliche globale Temperatur für mehr als ein Jahr um ein halbes Grad Celsius.

Erforscht wird dieses Verfahren unter anderem von dem Physiker David Keith und seinem Forschungsteam an der Harvard-Universität. Keith ist der Auffassung, dass das Tempo der Erd­erwärmung durch die Injektion von Aerosolen in die Stratosphäre verlangsamt und sogar halbiert werden könnte, wenn man nur ein Viertel der Sulfatmenge verwenden würde, die beim Ausbruch des Pinatubo freigesetzt wurde. In Verbindung mit Maßnahmen zur Emissionsreduktion könnte diese Methode den globalen Temperaturanstieg unter eineinhalb Grad Celsius halten. Die jährlichen Kosten würden laut aktueller Schätzungen zwischen einer und zehn Milliarden US-Dollar liegen. Kein billiges Unterfangen.

Doch es sind nicht nur die finanziellen Kosten, die Politik und Wirtschaft in Sachen Geoengineering zu denken geben sollten. Denn wer das Klima aktiv verändert, der greift in ein überkomplexes globales System ein – und fährt es im schlimmsten Fall komplett gegen die Wand. So könnte die Injektion von Sulfatpartikeln in die Stratosphäre zwar gegebenenfalls die Erderwärmung aufhalten. Erste Untersuchungen zeigen aber auch, dass solch ein Eingriff die globalen Niederschlagsmuster ändern und in der Folge anhaltende Dürreperioden in Afrika und Asien auslösen könnte. Sulfataerosole könnten zudem die Ozonschicht schädigen und uns so vermehrter krebserregender Strahlung aussetzen. Ökosysteme könnten aus dem Gleichgewicht gebracht werden, die Luftverschmutzung zu- und das Potenzial für Solarenergiegewinnung abnehmen. Nicht zuletzt wird vermutet, dass die Partikel auch die Satellitensysteme stören könnten. Keine ganz unwichtigen Punkte, wenn es darum geht, den Sinn oder Unsinn von Geoengineering zu beurteilen.

Ähnlich unvorhersehbare Folgen könnte auch die verwandte Geoengineering-Methode des »Wolkensäens« haben. Indem sie staubkorngroße Partikel in die Atmosphäre schießen, können Wissenschaftler schon heute künstliche Wolken erzeugen. Diese könnten in Sachen Reflektionsfähigkeit noch effektiver wirken als die schon genannten ­Aerosole. Doch auch das Wolkensäen wäre ein ökologisches Vabanquespiel. Wolken gehören zu den komplexesten Komponenten des Klimasystems. Sie mit der nötigen Präzision zu manipulieren und gleichzeitig alle Folgen abschätzen zu können, ist bislang unmöglich.

Wie sieht es also in Hinblick auf das andere Segment potenziell realisierbarer Geoengineering-Ansätze aus, die Strategien zur Bindung oder Entfernung von  Kohlendioxid aus der Erdatmosphäre? Sind ihre Folgen ungefährlicher und umsetzbarer? Die Antwort lautet: nicht wirklich. Egal wie modern und zukunftsweisend manche der Methoden auch klingen mögen, sie sind stets mit erheblichem Risiko und Aufwand verbunden. So etwa der in Geoengineering-Kreisen äußerst populäre Vorschlag, die Ozeane mit Eisenteilchen zu »düngen«, um das Wachstum von pflanzlichem Plankton zu stimulieren, das durch Photosynthese wiederum­ Kohlendioxid verbrauchen würde.

Tatsächlich könnte man so große Mengen von CO2 aus der Atmosphäre binden. Doch inwiefern würden sich die Meeresströmungen, der Salzgehalt und die Schichtung des Wassers durch die künstlichen Eingriffe verändern? Fragen, die von den Verfechtern des Geoengineerings gerne ausgeblendet werden. Bisher gibt es keine Antworten, sondern nur kleine Feldstudien, etwa in Kanada und Indien, und aus deren Resultaten ist nicht annähernd abzulesen, wie die ökologischen Folgen einer Umsetzung in globalem Maßstab aussehen würden.

Weniger gefährlich, dafür aber umso weniger aussichtsreich erscheinen die Versuche, die sich mit dem direkten Filtern von Treibhausgasen aus der Luft beschäftigen. Die erste kommerzielle Anlage, die eine derartige Luftreinigung leistet, eröffnete dieses Frühjahr in der Schweiz nahe Zürich. Sie fängt Kohlendioxid ein und setzt es in Düngemittel für Pflanzen um. In Teilen wird der Stoff auch genutzt, um Treibstoff herzustellen. Ein ähnlicher Prototyp steht in Island. Dort wird das eingefangene Kohlendioxid unterirdisch gespeichert.

Was erst mal gut klingt, relativiert sich allerdings, wenn man sich mit der Effektivität dieser Anlagen beschäftigt. Um nur ein Prozent der jährlichen globalen Kohlendioxid­emissionen zu binden und untauglich zu machen, würde man nach aktuellem Stand der Technologie schätzungsweise 250.000 derartiger Luftreinigungsfabriken benötigen.

Eine große Übersichtsstudie zur Effektivität verschiedener Geoengineering-Methoden wurde 2014 in dem Wissenschaftsjournal Nature Communications veröffentlicht. Das Resümee: Weder die Eisendüngung der Meere, noch die Filtrierung von Kohlendioxid aus der Luft, noch die künstliche Steuerung der Sonneneinstrahlung würden maßgeblich dazu beitragen, den Klimawandel nachhaltig zu bremsen – selbst wenn diese Verfahren ständig und in großem Maßstab angewandt würden. Geoengineering sei insgesamt »relativ ineffizient«, würde die Erderwärmung im besten Fall nur um acht Prozent reduzieren und hätte potenziell ernste Nebenwirkungen. Ein vernichtendes Urteil.

Derweil planen David Keith und seine Harvard-Kollegen ein erstes großes Experiment zur Ausschüttung von Aerosolen in der Stratosphäre. Im kommenden Herbst soll in Tucson, Arizona, ein Ballon zwanzig Kilometer hoch in den Himmel steigen und dort ein Kilogramm Kalziumkarbonat freisetzen. Anschließend sollen Messgeräte die Veränderungen der Luftmasse und Lufttemperatur dokumentieren.  Keith räumt ein, dass der Einsatz von Kalziumkarbonat bisher nur im Labor getestet wurde. Es sei möglich, dass es bei dem Experiment zu ungewollten Ergebnissen kommen könnte.

Praktische Probleme, technische Unwägbarkeiten, unvorhersehbare Klimafolgen: Nach den aktuellsten Erkenntnissen ist Geoengineering nicht die Lösung der globalen Klimafragen, sondern stellt uns eher vor weitere Probleme. Insbesondere weil die Diskussion um technische Eingriffe in die Natur ja auch noch eine weitere Dimension hat. Eine moralische und politische. Was, wenn Geoengineering wirklich erfolgreich wäre? Wäre es dann sinnvoll, sich auf die Beseitigung von Klimawandelfolgen zu beschränken? Würde der Kampf gegen die grundlegenden Ursachen des Klimawandels leiden? Wer reduziert noch Emissionen, wer setzt noch auf grüne Energien, wenn Kohlendioxid aus der Luft gefiltert werden kann? Und: Wer würde sich diese kostspieligen Methoden leisten können? Womöglich nur die Industrienationen. Dies sind Fragen, die bis heute unbeantwortet sind und die uns nachdenklich machen sollten.

Aus dem Englischen von Caroline Härdter