Erste Forschungsmission der DAM untersucht Meere als Kohlenstoffspeicher

Es han­delt sich um ein bekan­ntes Prob­lem: Immer mehr Kohlen­stoff gelangt auf­grund men­schlich­er Aktiv­itäten in die Atmo­sphäre. Die heizt sich auf. Das Kli­ma ändert sich und mit ihm die Lebens­be­din­gun­gen auf unserem Plan­eten. Der Ozean bremst diesen Prozess. Seine Wärme- und Kohlen­diox­i­dauf­nahme ist aber zu langsam, um die Ziele des Paris­er Kli­maabkom­mens erre­ichen zu kön­nen − selb­st bei ambi­tion­iert­er Kli­maschutzpoli­tik und drastis­ch­er Emis­sion­sre­duk­tion. In der ersten, Anfang August ges­tarteten Forschungsmis­sion der Deutschen Allianz Meeres­forschung (DAM) unter­suchen rund 200 Forschende in sechs Ver­bund­pro­jek­ten, wie die kli­mareg­ulierende Brem­swirkung des Ozeans in Zukun­ft ver­stärkt wer­den kann.
Das Ele­ment Kohlen­stoff ist mit sein­er fast unüber­schaubaren Menge an Verbindun­gen Grund­lage für das Leben auf der Erde. Seine Verteilung bes­timmt außer­dem das Kli­ma auf unserem Plan­eten. Ist viel Kohlen­stoff im Erdinneren oder im Ozean gebun­den und nur wenig als gas­för­miges Kohlen­diox­id (CO2) in der Atmo­sphäre, ist es auf der Erde eher kühl. Je mehr in die Atmo­sphäre gelangt, desto wärmer wird es. In den ver­gan­genen 250 Jahren hat die Men­schheit gigan­tis­che Men­gen CO2 in die Atmo­sphäre ent­lassen. Die Fol­gen sind als Erder­wär­mung spür- und messbar.

Meere als Kohlenstoffspeicher

Bei der Suche nach Möglichkeit­en, die zunehmend drastis­chen Fol­gen dieses men­schengemacht­en Kli­mawan­dels abzu­mildern, rückt jet­zt ver­stärkt der Ozean in den Fokus. Die erste Forschungsmis­sion der DAM, die 2019 vom Bund, den nord­deutschen Län­dern und Meeres­forschung­sein­rich­tun­gen gegrün­det wurde, wid­met sich genau diesem gesellschaftlich so rel­e­van­ten The­ma. Koor­diniert am GEOMAR Helmholtz-Zen­trum für Ozean­forschung Kiel und am Leib­niz-Insti­tut für Ost­seeforschung Warnemünde (IOW) unter­suchen in den kom­menden drei Jahren rund 200 Wissenschaftler:innen „Marine Kohlen­stoff­spe­ich­er in Dekar­bon­isierungsp­faden“. Das Bun­desmin­is­teri­um für Bil­dung und Forschung fördert die Forschungsmis­sion mit 27 Mil­lio­nen Euro über eine erste Phase von drei Jahren.

„Der Ozean enthält mehr als 50-mal so viel Kohlen­stoff wie die Atmo­sphäre. Bis­lang hat er etwa ein Vier­tel der anthro­po­ge­nen CO2-Emis­sio­nen aufgenom­men und so die Auswirkun­gen des Kli­mawan­dels abgemildert.“
—  Andreas Oschlies vom GEOMAR, ein­er der Sprech­er der Mission

Wir erwarten allerd­ings, dass der Anteil der ozeanis­chen CO2-Spe­icherung abn­immt, da durch Erwär­mung, Ver­sauerung, Abnahme des Sauer­stof­fge­halts und andere vom Men­schen verur­sachte Störun­gen die physikalis­chen, chemis­chen und biol­o­gis­chen Fähigkeit­en des Ozeans zur Auf­nahme von Kohlen­diox­id beein­trächtigt wer­den“, ergänzt Gre­gor Rehder vom IOW, zweit­er Sprech­er der Forschungsmission.

Beiträge zum Erreichen der Pariser Klimaziele

Bei­de Wis­senschaftler beto­nen, dass die wichtig­ste und drin­gend­ste Maß­nahme gegen eine weit­ere Erwär­mung des Kli­mas eine umfassende Reduzierung der Treib­haus­gase­mis­sio­nen ist. „Daran führt kein Weg vor­bei“, sagt Andreas Oschlies. „Allerd­ings bein­hal­ten alle Szenar­ien des jüng­sten Berichts des Weltk­li­marates, dass wir zusät­zlich zur Emis­sion­s­min­derung aktiv Kohlen­diox­id aus der Atmo­sphäre ent­nehmen müssen, um das 1,5‑Grad-Ziel zu erre­ichen“, fügt Gre­gor Rehder hinzu.
Aktuell konzen­tri­eren sich entsprechende Vorschläge vor allem auf land­basierte Meth­o­d­en. Auf­grund der hohen Nutzungskonkur­renz an Land mit der Nahrungsmit­tel- und Energiepro­duk­tion wer­den land­basierte Meth­o­d­en jedoch kaum aus­re­ichen, um die vere­in­barten Paris­er Kli­maziele zu erre­ichen. Deswe­gen wer­den ozean­basierte Möglichkeit­en ver­stärkt unter­sucht. Das Wis­sen darüber, wie der Ozean zur Dekar­bon­isierung genutzt wer­den kön­nte, ist bish­er begren­zt. In der jet­zt star­tenden DAM-Forschungsmis­sion unter­suchen Wissenschaftler:innen von 21 Forschung­sein­rich­tun­gen, Uni­ver­sitäten und Unternehmen, wie und in welchem Umfang der Ozean eine nach­haltige Rolle bei der Ent­nahme und Spe­icherung von CO2 aus der Atmo­sphäre spie­len und so dazu beitra­gen kann, den Kli­mawan­del inner­halb der vom Paris­er Abkom­men geset­zten Gren­zen zu halten.

Wissen für Entscheidungen

„Diese erste Forschungsmis­sion der DAM mit ihrem Bezug zum Kli­maschutz hat eine aus­ge­sprochen hohe Rel­e­vanz für die Gesellschaft und die Poli­tik, die über effek­tive Maß­nah­men der Klimapoli­tik entschei­den wird“, erk­lärt Michael Bruno Klein, Vor­standsvor­sitzen­der der DAM. „Genau für diese Art wis­senschafts­basiert­er Zukun­ftsvor­sorge wurde die DAM gegrün­det. Wir haben es uns zur zen­tralen Auf­gabe gemacht, die lösung­sori­en­tierte Forschung unser­er Mit­glied­sein­rich­tun­gen zu stärken und im Aus­tausch mit Stake­hold­ern Hand­lungswis­sen für Entschei­dun­gen zu erar­beit­en. Ziel ist, die Forschungserken­nt­nisse wirk­sam zu machen.“
„Wir wer­den im Rah­men der Forschungsmis­sion konkrete Hand­lung­sop­tio­nen bere­it­stellen, Maß­nah­men des Wis­senstrans­fers umset­zen, Stake­hold­er ein­binden und trans­par­ent kom­mu­nizieren“, betont Andreas Oschlies. Die Forschungsmis­sion wird damit wichtige Entschei­dung­shil­fen für die Weit­er­en­twick­lung der deutschen Kli­ma-Strate­gie liefern.

Sechs Verbünde bilden die Forschungsmission

In sechs Ver­bün­den wer­den ver­schiedene Meth­o­d­en der mari­nen Kohlen­diox­id-Ent­nahme und Spe­icherung hin­sichtlich ihres Poten­zials, ihrer Risiken und möglich­er Neben­wirkun­gen unter­sucht sowie Auswirkun­gen auf die Meere­sumwelt, das Erdsys­tem und die Gesellschaft ermit­telt und in einem trans­diszi­plinären Bew­er­tungsrah­men zusammengeführt.
ASMASYS wird das Wis­sen über die mari­nen Möglichkeit­en der aktiv­en CO2-Reduzierung in der Atmo­sphäre zusam­men­führen und einen ein­heitlichen Bew­er­tungsrah­men für die unter­schiedlichen Ansätze entwick­eln. Neben natur­wis­senschaftlichen Grund­la­gen und Fra­gen tech­nis­ch­er Mach­barkeit wer­den rechtliche, soziale und ethis­che Aspek­te sowie poli­tis­che Rah­menbe­din­gun­gen berück­sichtigt (Koor­di­na­tion: Prof. Dr. Gre­gor Rehder, IOW).
RETAKE unter­sucht, ob und in welch­er Form marine Alka­lin­ität­ser­höhung ein prak­tik­ables Ver­fahren sein kann, um sig­nifikante Men­gen von CO2 auf umweltverträgliche und gesellschaftlich ver­ant­wort­bare Weise dauer­haft aus der Atmo­sphäre zu ent­nehmen (Koor­di­na­tion: Prof. Dr. Andreas Oschlies, GEOMAR).
sea4soCiety rückt die Kohlen­stoff­spe­icherung in veg­e­ta­tion­sre­ichen Küstenökosys­te­men in den Mit­telpunkt. Unter Berück­sich­ti­gung weit­er­er gesellschaftlich­er Nutzung, sowie poten­zieller Risiken, wer­den inno­v­a­tive Ansätze entwick­elt, die dieses natür­liche Poten­zial der Kohlen­stoff­spe­icherung verbessern sollen (Koor­di­na­tion: Prof. Dr. Mar­tin Zim­mer, Leib­niz-Zen­trum für Marine Tropen­forschung — ZMT).
GEOSTOR erforscht das Poten­zial der unterirdis­chen Spe­icherung von CO2 in Sand­ste­in­for­ma­tio­nen unter der Nord­see. Ziel ist es, die Spe­icherka­paz­itäten in der deutschen Nord­see zu quan­tifizieren und die damit ver­bun­de­nen Risiken und Chan­cen zu analysieren (Koor­di­na­tion: Prof. Dr. Klaus Wall­mann, GEOMAR).
Tes­tArt­Up unter­sucht, ob und in welch­er Form durch den Auftrieb von nährstof­fre­ichem Tiefen­wass­er das ober­flächen­na­he Plank­tonwach­s­tum gefördert und so mehr Kohlen­stoff aus der Atmo­sphäre gebun­den wer­den kann (Koor­di­na­tion: Prof. Dr. Ulf Riebe­sell, GEOMAR).
AIMS³ unter­sucht, inwieweit CO2 in der basaltischen oberen Ozeankruste als Kar­bon­at per­ma­nent gespe­ichert wer­den kann. Geplante Labor­ex­per­i­mente flankieren Stu­di­en der natür­lichen Sys­teme am Mit­te­lat­lantis­chen Rück­en. Inno­v­a­tive Mon­i­tor­ingsys­teme sollen die Umwelt­fol­gen überwachen (Koor­di­na­tion: Prof. Dr. Achim Kopf, MARUM – Zen­trum für Marine Umweltwissenschaften, Uni­ver­sität Bremen).
„Sowohl die EU-Kom­mis­sion als auch die deutsche Bun­desregierung haben ‚Treib­haus­gas­neu­tral­ität bis 2050‘ als Ziel aus­gegeben. Wenn wir das erre­ichen wollen, müssen wir jet­zt ehrgeizige und effek­tive Maß­nah­men ergreifen“, betont Gre­gor Rehder, Sprech­er der Forschungsmis­sion. „Auch der Ozean kann uns dabei helfen.“ Sein Kol­lege Andreas Oschlies ergänzt: „Alle Pro­jek­te wer­den einen wichti­gen Beitrag zur UN-Dekade der Ozean­forschung für nach­haltige Entwick­lung leis­ten. Das Ziel der Dekade sind inter­na­tionale Lösun­gen für den Schutz und eine nach­haltige Nutzung des Ozeans.“