Während in einer Region der Welt neue Hitzerekorde gebrochen werden, wächst anderswo die Waldbrandgefahr, und an wieder anderer Stelle sorgen Naturkatastrophen für Verwüstung und Chaos. Fast alle diese Phänomene sind nachweislich auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen – und somit auch auf den CO_₂-Anteil in der Atmosphäre.

Doch jetzt könnte es unter Umständen neue Hoffnung geben: Forscher der University of California in Irvine haben untersucht, wie man größere Mengen Kohlenstoffdioxid im Meer binden und dem Klimawandel möglicherweise Einhalt gebieten könnte. Dafür wurde berechnet, wie die Düngung der Ozeane mit Eisen einen bemerkenswerten Effekt auslösen könnte. Die Studie wurde jetzt im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht. Doch funktioniert das wirklich?

Meeresdüngung mit Eisen: Forscher setzen auf Mini-Pflanzen

In den oberen Schichten der Weltmeere befindet sich Phytoplankton, auch pflanzliches Plankton genannt. Dabei handelt es sich um winzige Pflanzen, die aus nur einer Zelle bestehen. Im Meer finden sie in der Regel genügend Nahrung, um blühen und Fotosynthese betreiben zu können – ein natürlicher Vorgang, bei dem CO_₂ in Sauerstoff umgewandelt wird. Damit spielt das Phytoplankton eine entscheidende Rolle bei der Regulierung unseres Klimas.

Häufig fehlt dem Phytoplankton jedoch Eisen, um eine wirklich starke Blüte auszutreiben. Genau deshalb könnte die Eisendüngung der Ozeane einen entscheidenden Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel leisten. Denn: In bisherigen Versuchen konnte gezeigt werden, dass die Düngung der Ozeane die Planktonblüte stark beschleunigt und somit die Fotosynthese ankurbelt.

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Ob und wie lange durch die Planktonblüte jedoch CO_₂ gebunden werden könnte, wurde bisher aber nicht wissenschaftlich belegt. Zudem war unklar, ob die Eisenzugabe das natürliche Ökosystem der Meere negativ beeinflussen könnte. Um genau diesen Effekt genauer unter die Lupe zu nehmen, starteten die kalifornischen Forscherinnen und Forscher ein komplexes Datenmodell, bei dem die Ozeaneisendüngung genau prognostiziert werden konnte. Dabei wurden verschiedene Aspekte einbezogen, darunter die verschiedenen Arten von Plankton sowie die Meeresströmungen. Anhand dieser Berechnung konnte auch untersucht werden, was genau geschieht, wenn das Eisen anhand der Strömungen über Hunderte Kilometer verbreitet wird.

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Das Modell wurde für einen Zeitraum von 60 Jahren angesetzt. Untersucht wurden zehn Regionen, verteilt auf der ganzen Welt, in denen sich vergleichsweise wenig Eisen im Wasser befindet. Dazu zählten unter anderem das Südpolarmeer, einzelne Wirbelströmungen in den Subtropen sowie der Pazifik rund um den Äquator.

Eisen im Ozean: Effekte regional stark unterschiedlich

Das Ergebnis: Besonders im Südpolarmeer und im Pazifik rund um den Äquator würden demnach große Mengen CO_₂ aus der Atmosphäre aufgenommen. Dennoch stellten die Wissenschaftler regional große Unterschiede fest. Zwar blühte der Simulation zufolge sowohl im Südpolarmeer als auch am Äquator dank des hinzugegebenen Eisens deutlich mehr Phytoplankton als zuvor.

Das Problem jedoch: Am Äquator wiesen die an das Testgebiet angrenzenden Regionen deutlich weniger Nährstoffe auf als zuvor. Die Vermutung: Durch das starke Phytoplanktonwachstum wurden der durchfließenden Strömung Nährstoffe entzogen, die letztlich anderswo fehlten. Wegen dieses Nährstoffverlustes sei ein drastischer Rückgang des sogenannten Makrozooplanktons zu verzeichnen gewesen. Genau dieses Plankton gilt jedoch als beliebte Nahrungsquelle bei Fischen.

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Und: Wenn gerade mal 0,35 Prozent der Ozeanoberfläche in der Nähe des Äquators gedüngt würden, hätte das weitreichende Folgen. In insgesamt 14 Prozent der weltweiten Ozeanfläche würde der Anteil des Makrozooplanktons um mindestens zehn Prozent sinken. Minimaler Einsatz, maximale Wirkung also – im negativen Sinne.

Ein Dünge-Einsatz im Südpolarmeer hingegen hätte einen sehr positiven Effekt: Würden hier 0,2 Prozent der Wasseroberfläche gedüngt, könnte in insgesamt 13 Prozent der weltweiten Meeresoberfläche mehr Makrozooplankton wachsen – und somit die Fischpopulation steigen lassen.

CO_₂ im Meer gebunden: Ist der Effekt dauerhaft?

In der Simulation wurde zeitgleich untersucht, wie lange das CO_₂ tatsächlich im Meer gebunden blieb. Dafür wurde ein Zeitraum von 60 Jahren nach der Düngung beobachtet. Im Südpolarmeer stellten die Forscher fest, dass sich der Ozean schnell wieder von den möglichen Folgen erholte und „normalisierte“. Im Äquatorialpazifik dauerte es jedoch deutlich länger. Die Folgen des verursachten Nährstoffdefizits würden für mehrere Jahre bestehen bleiben.

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Bezüglich der CO_₂-Speicherung durch das Phytoplankton konnten die Forscher ein ähnliches Muster erkennen. Laut den Wissenschaftlern würde in beiden Testregionen zwar die Hälfte des CO_₂ nach Ende der Phytoplankton-Blüte wieder in die Atmosphäre gelangen. Im Südpolarmeer würde das CO_₂ hingegen deutlich länger gebunden sein.

Ob die Ozeaneisendüngung als Methode im Kampf gegen den Klimawandel genutzt werden könnte, ist deshalb noch nicht final geklärt. Die Studie zeigt jedoch auch, dass bereits kleinste Eingriffe in die Umwelt weitreichende Folgen haben können, weswegen minimale Fehler zu großen Problemen führen könnten. Die Forscher vermuten zudem politische Schwierigkeiten, da die Folgen einer solchen Düngung gleich mehrere Staaten auf einmal betreffen würden. Ob dabei eine gemeinsame Zustimmung getroffen werden kann, gilt als unsicher.