Künstlicher Auftrieb im Meer

Ähnlich wie die künstliche Düngung von Meeresgebieten hat dieser CDR-Ansatz das Ziel, die nährstoffarmen Meeresregionen mit zusätzlichen Nährstoffen zu versorgen, um das Wachstum des pflanzlichen Planktons anzukurbeln. Tatsache ist, dass die lichtdurchfluteten Bereiche der Meere, in denen pflanzliches Plankton wächst, arm an Nährstoffen sind. Schon in wenigen Hundert Metern Tiefe sieht es anders aus. Durch den bakteriellen Abbau von Biomasse, die langsam von der Meeresoberfläche in die Tiefe absinkt, werden hier viele Nährstoffe wieder ins Wasser abgegeben – allerdings eben auch CO₂, das beim bakteriellen Abbau ebenfalls entsteht. Die tieferen Meeresschichten sind also in der Regel nährstoffreich. An manchen Küsten wie etwa vor Namibia oder Peru gelangt dieses nährstoffreiche Tiefenwasser durch Strömungen an die Meeresoberfläche. In diesen sogenannten Auftriebsgebieten gibt es daher besonders viel Plankton und Fische. Die Idee des künstlichen Auftriebs ist es, mithilfe großer Pumpen und Rohre das Tiefenwasser auch in anderen Gebieten an die Meeresoberfläche zu befördern, um so das Wachstum des pflanzlichen Planktons anzuregen – und die Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu verstärken.

Potenzial
Vor mehreren Jahren hat eine Firma ein Patent angemeldet, nach dem man schwimmende Pumpen bauen könnte, die sich mit Strom aus Wellenenergie versorgen ließen. Insgesamt wäre das Potenzial dieser Methode, mit weniger als einer Milliarde Tonnen Kohlendioxid pro Jahr, allerdings relativ gering. Dies liegt vor allem daran, dass das nährstoffreiche Tiefenwasser auch reich an Kohlendioxid ist, welches aus der Tiefe an die Meeresoberfläche geholt und damit dem Düngeeffekt entgegenwirken würde.

Maßstab
Die Ergebnisse von Computermodellen zeigen, dass sehr viele Pumpen erforderlich wären, um eine klimarelevante Menge an Kohlendioxid durch das verstärkte Wachstum des pflanzlichen Planktons zu binden. Im Falle der erwähnten Pumpentechnologie würde man weltweit mehrere Millionen Pumpen benötigen, um nennenswerte Mengen umzuwälzen. Insgesamt müsste auf etwa 50 Prozent der Meeresoberfläche künstlicher Auftrieb erzeugt werden – ein enormer technischer Aufwand.

Anwendungsreife und Forschungsbedarf
Aktuell gibt es in China, Japan und auch in Europa Forschungsprojekte, in denen der künstliche Auftrieb getestet wird. Diese Projekte haben aber das primäre Ziel zu untersuchen, inwieweit sich durch die Nährstoffzufuhr aus der Tiefe die Fischproduktion erhöhen lässt. Großskalige Versuche, die im Kontext Climate Engineering stattfinden, gibt es derzeit nicht. Modellrechnungen zeigen, dass der künstliche Auftrieb durchaus problematisch sein kann. Durch die Umverteilung von kaltem Wasser an die Meeresoberfläche würde sich die Atmosphäre zwar als positiver Nebeneffekt über dem Meer abkühlen. Unmittelbar nach Abschaltung der Pumpen würde sich der Effekt jedoch umkehren. Die durch die Umwälzung nach unten gedrückte Wärme würde schnell an die Meeres­oberfläche auftreiben und in die Atmosphäre entweichen, wodurch sich das Aufheizen des Planeten sehr schnell verstärken würde. Dieser Effekt wäre nach den Modellrechnungen sogar stärker, als wenn man die Methode des künstlichen Auftriebs nie eingesetzt hätte. Die Temperaturen wären für Jahrzehnte oder gar Jahrhunderte höher, als diejenigen, die sich bei einem Business-as-usual-Szenario ergeben – also wenn Klimaschutz weiterhin in dem langsamen Tempo vorangebracht würde, wie es gegenwärtig der Fall ist. Letztlich haben die meisten Forscher inzwischen auch aufgrund der unabsehbaren Konsequenzen für die Meereslebensräume Abstand vom Konzept des künstlichen Auftriebs als CDR-Methode genommen.