In den Diskussionen um Massnahmen gegen den Klimawandel taucht immer wieder der Begriff Geoengineering auf. Dabei handelt es sich um gezielte Eingriffe ins Klimasystem, um den Klimawandel zu bremsen. Eine viel diskutierte Methode ist das Injizieren von Aerosolen in die Stratosphäre. Diese winzigen Partikel könnten das Sonnenlicht streuen und so die Erdoberfläche abkühlen. Markus Ammann, Leiter der Forschungsgruppe Multiphasenchemie am Paul Scherrer Institut (PSI) und Titularprofessor für Atmosphärenchemie an der ETH Zürich, erklärte kürzlich [1] die Potenziale und Risiken dieser Methode, sowie die Rolle der Synchrotron-Lichtquelle Schweiz SLS in der Forschung.
Funktionsweise und Vergleich mit Vulkanausbrüchen
Von Vulkanausbrüchen ist bekannt, dass sie die globale Temperatur abkühlen können. Schwefeloxide, die durch die Eruptionen in die Stratosphäre gelangen, reagieren zu Tröpfchen, die Sonnenstrahlung teilweise reflektieren und die Erdoberfläche kühlen. Der Ausbruch des Vulkans Pinatubo 1991 senkte die globale Temperatur um 0,5 Grad, allerdings normalisierte sich die Temperatur nach fünf Jahren wieder. Theoretisch wäre es machbar, ähnliche Partikel mit Flugzeugen, Wetterballons oder Raketen in die Stratosphäre zu bringen, um die Erderwärmung kurzfristig zu stoppen.
Kritik und Risiken des solaren Geoengineerings
Die Kritik an solarem Geoengineering beruht auf den vielen unbekannten Risiken und der Tatsache, dass es keine dauerhafte Lösung für den Klimawandel bietet. Eine weitere Befürchtung ist, dass die Diskussion über Geoengineering die Bemühungen zur Reduktion von Treibhausgasen untergraben könnte. Nach dem Motto: «Wieso sollte ich auf meinen Verbrennermotor verzichten? Das Klima lässt sich doch mit Geoengineering regulieren …» Die Stratosphäre ist ein komplexes System, und selbst kleine Eingriffe könnten weitreichende und unvorhersehbare Folgen haben. Ein Beispiel dafür ist die mögliche Beeinflussung des Monsuns, was die Ernährung von Milliarden Menschen gefährden könnte.
Auswirkungen auf die Ozonschicht
Ein weiteres Risiko des solaren Geoengineerings ist der Einfluss auf die Ozonschicht. In der Stratosphäre können chemische Reaktionen an der Oberfläche von Aerosolen zum Abbau der Ozonschicht führen. Dies ist besonders problematisch, da die Ozonschicht uns vor schädlicher UV-Strahlung schützt. Experimente aus den 90er-Jahren, die sich mit Aluminiumoxidpartikeln in der Stratosphäre befassten, zeigten, dass diese Partikel den Ozonabbau verstärken könnten. Die Modellierungen am PSI [2] ergaben, dass die Auswirkungen von Aluminiumoxid auf die Ozonschicht entweder minimal oder massiv sein könnten – bis zu 30 Prozent mehr Abbau als bisher.
Forschung an der Synchrotron-Lichtquelle Schweiz SLS
Um die komplexen Bedingungen in der Stratosphäre besser zu verstehen, führt das PSI Experimente an der Synchrotron-Lichtquelle Schweiz SLS durch. Mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie können die Oberflächenbeschaffenheit von Aerosolen und ihre Reaktionen mit Spurengasen untersucht werden. Erste Experimente mit Kalzit und geplante Studien mit Aluminium und Diamant sollen verlässliche Daten liefern.
Fazit
Die Forschung am PSI zeigt, dass solares Geoengineering mit erheblichen Risiken verbunden ist, insbesondere für die Ozonschicht und möglicherweise auch für klimatische Systeme wie den Monsun. Trotz der theoretischen Möglichkeit, die Erderwärmung durch Aerosole zu stoppen, sind die potenziellen Gefahren und die vielen unbekannten Faktoren zu gross, um eine sichere Anwendung in Betracht zu ziehen. Weitere Forschung ist nötig, um wichtige Daten zu liefern, die helfen können, die Risiken besser zu verstehen und abzuwägen, ob solare Geoengineering-Techniken jemals angewendet werden sollten.
❱ Literatur
[1] Benjamin A. Senn (13.06.2024): «Können Aerosole die Erderwärmung stoppen?» PSI Stories «Energie und Klima». www.psi.ch/de/news/psi-stories/konnen-aerosole-dieerderwarmung-stoppen (Stand: 20.07.2024).
[2] Sandro Vattioni, Beiping Luo, Aryeh Feinberg, Andrea Stenke, Christof Vockenhuber, Rahel Weber, John A. Dykema, Ulrich K. Krieger, Markus Ammann, Frank Keutsch, Thomas Peter, Gabriel Chiodo: Chemical Impact of Stratospheric Alumina Particle Injection for Solar Radiation Modification and Related Uncertainties. Geophysical Research Letters, 23.12.2023, DOI: 10.1029/2023GL105889