Wissenschaftler versuchen, die Erde künstlich zu kühlen

Wissenschaftler arbeiten an Möglichkeiten zur künstlichen Kühlung der Erde. Bisher gibt es drei Technologien. Kann solares Geoengineering das Problem der globalen Erwärmung lösen?

„Menschen sind zweifellos in der Lage, den Planeten künstlich zu kühlen“, sagte Professor David Keith von der Harvard University. Er beschäftigt sich mit Solarem Geoengineering – einem sehr umstrittenen Wissenschaftsgebiet. Es konzentriert sich darauf, wie Menschen die Strahlung der Sonne auf die Erde manipulieren könnten, um den Klimawandel zu verhindern. Hier sind die wichtigsten Technologien, die dies ermöglichen könnten, präsentiert von der DW:

Am 15. Juni 1991 wurden beim Ausbruch des Vulkans Pinatubo auf den Philippinen Tonnen von Asche und Gas in die Atmosphäre freigesetzt. Es war der zweitgrößte Vulkanausbruch seit einem Jahrhundert. Zur Überraschung vieler Wissenschaftler kühlte das Ereignis die Erde in den kommenden Monaten um etwa ein halbes Grad ab. Die winzigen Partikel in der Luft, die sogenannten Aerosole, reflektierten mehr Sonnenlicht zurück ins All. Die Folge: geringere Erwärmung der Erde.

Wissenschaftler wie Keith wollen den gleichen Effekt künstlich erzielen, basierend auf einer Theorie namens „Stratospheric Aerosol Injection“. Die Idee ist, Aerosole in der Stratosphäre zu zerstreuen – zwischen 15 und 50 km über der Erdkruste. Dort kommen sie mit Wasserpartikeln in Kontakt und reflektieren über einen Zeitraum von ein bis drei Jahren mehr Sonnenlicht als üblich. Auf diese Weise „können viele der größten Klimabedrohungen eingedämmt werden – wie Änderungen beim Zugang zu Wasser, Temperaturänderungen, einschließlich extremer Temperaturen“, sagte Keith.

Damit die Kühlwirkung jedoch anhält, müssen Aerosole über Jahrzehnte und in großem Umfang verteilt werden. Dazu könnten Ballons, Artillerie, Flugzeuge oder riesige Türme zum Einsatz kommen. Und die Lösung ist nicht ohne Risiken – einige Wissenschaftler befürchten im Laufe der Zeit zunehmende Kataklysmen, sauren Regen oder Schäden an der Ozonschicht.

Bisher wurde die Theorie kaum in die Praxis umgesetzt – geplant war dieses Jahr erstmals, mit einem Ballon in der Atmosphäre über Schweden zu experimentieren und anschließend die Ergebnisse und Risiken der Methode abzuschätzen. Doch aufgrund von Protesten von Anwohnern und Umweltaktivisten wurde das Experiment in letzter Minute abgesagt.

Das Meer wie ein Spiegel

Es klingt unglaublich, aber einige Wissenschaftler untersuchen, wie die Erde gekühlt werden kann, indem große Teile ihrer Wasserdecke mit künstlichem Schaum bedeckt werden. Das Verfahren nennt sich Ocean Foaming oder Microbubbles.

Etwa 70 % der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Das wegen der Tiefe dunkle Wasser reflektiert sehr wenig Sonnenlicht und speichert viel Wärme. Je heller eine Oberfläche ist, desto weniger erwärmt sie sich nach dem sogenannten Albedo-Effekt. Dies könnte auch für Wasser verwendet werden.

Die Idee ist folgende: „Entwickeln Sie einen Schaum, der einen Teil der Sonnenstrahlen reflektiert und sie dann an strategische Punkte lenkt, an denen ein bestimmter Klimaeffekt erzielt werden könnte“, sagt Corey Gabriel, Klimatologe an der University of California in San Diego.

Dieser Schaum könnte theoretisch zehnmal mehr Sonnenlicht reflektieren als dunkle Wasseroberflächen. Mit genügend Schaum könnte der Planet um 0.5 Grad Celsius abkühlen. Einige Wissenschaftler schlagen vor, den Schaum von Spezialschiffen oder Containerschiffen auszubringen. Diese Methode ist bisher noch nicht ausreichend untersucht und wird in absehbarer Zeit nicht umgesetzt. Und die Folgen für die Meeresökosysteme, wenn große Mengen Schaum auf Wasser aufgebracht werden, sind noch völlig unklar. Zudem wären die Auswirkungen auf das Klima und das lokale Wetter nur schwer kontrollierbar.

Städte in Weiß

Im Sommer wird es in vielen Städten im Vergleich zu weniger besiedelten Gebieten richtig heiß. In New York beispielsweise ist die Temperatur zwischen 1 und 3 Grad Celsius höher als im Umland. Der Grund: Dunkle Dächer, Straßen und Gehwege heizen sich stärker auf als Bäume, hellere Felder und Schatten spendende Pflanzen.

Und dafür gibt es eine Lösung – die Häuser und Dächer sollen weiß gestrichen werden. Es ist sowohl einfach als auch relativ billig und kühlt auch ab. Ein weißes Dach ist etwa 30 % kühler als ein schwarzes. In der traditionellen Architektur in afrikanischen, arabischen und südeuropäischen Ländern wird dies seit langem getan, um die Hitze abzuwehren.

„Die lokalen Temperaturen könnten um etwa ein Grad sinken. An sehr heißen Tagen, wenn die Sonneneinstrahlung sehr stark ist, könnte der Effekt sogar noch größer sein“, sagt Professor Sonia Seneviratne, Klimaforscherin an der Technischen Universität Zürich.

In New York wurden im Rahmen eines Sonderprogramms seit 2009 mehr als eine Million Quadratmeter Dächer weiß gestrichen. Diese Farbe kühlt nicht nur Gebäude, sondern spart auch Energie, zum Beispiel für Klimaanlagen.

Wenn alle Dächer und Bürgersteige weltweit weiß gestrichen werden, prognostizieren Wissenschaftler die Einsparung von Treibhausgasemissionen in Höhe von 700 mittelgroßen Kohlekraftwerken.

Wird solares Geoengineering zum Einsatz kommen?

Die Neulackierung der Dächer in Weiß wirkt sich auf das lokale Klima aus, zudem gibt es keine gefährlichen Nebenwirkungen. Das Versprühen von Aerosolen in der Stratosphäre und das Aufbringen von Schaum auf die Wasseroberfläche werden jedoch aufgrund der potenziellen Risiken in absehbarer Zeit kaum Anwendung finden.

Es gibt zwei Lager in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, die gegensätzliche Positionen darüber vertreten, ob es sich lohnt, in die Forschung im Bereich des solaren Geoengineering zu investieren.

„Wenn wir nicht forschen, muss die nächste Generation Entscheidungen ohne das nötige Wissen treffen – und es könnte so weit gehen, solche Methoden ohne Forschung anzuwenden“, sagt David Kate. „Das wäre dumm, und ich denke, es gibt so etwas wie einen ethischen Imperativ – Informationen an die nächste Generation weiterzugeben.“

Auch wenn viele Wissenschaftler anders denken als Kate, eins eint sie alle: Wir müssen die Treibhausgasemissionen so schnell wie möglich reduzieren und langfristig Wege finden, uns an den Klimawandel anzupassen. Denn auch solares Geoengineering wird die Uhr nicht zurückdrehen und die Erderwärmung verhindern können.