Laut einer neuen Studie könnten Landwirte auf der ganzen Welt dazu beitragen, dass der Planet ein wichtiges Ziel der Kohlenstoffentfernung erreicht, das vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) festgelegt wurde, indem sie zerkleinertes Vulkangestein auf ihre Felder mischen. Die Studie hebt außerdem feuchte, warme Tropen als vielversprechendste Standorte für diese Klimainterventionsstrategie hervor.
Die Studie liefert eine der ersten globalen Schätzungen des potenziellen Kohlendioxidverbrauchs durch die Basaltanwendung auf landwirtschaftlichen Feldern weltweit. Es wurde veröffentlicht in Die Zukunft der Erde.
Diese Art des Klimaeingriffs wird als verstärkte Gesteinsverwitterung bezeichnet. Es nutzt den Verwitterungsprozess, der Kohlendioxid auf natürliche Weise in Karbonatmineralien bindet. Die Idee ist einfach: Die Verwitterung auf eine Weise beschleunigen, die auch den Menschen zugute kommt. Wenn es parallel zur Emissionsreduzierung eingesetzt wird, kann es dazu beitragen, das Tempo des Klimawandels zu verlangsamen.
Und laut den Autoren der Studie könnte es eine sicherere Wahl sein als andere Ansätze zur CO2-Reduzierung.
„Verstärkte Gesteinsverwitterung birgt im Vergleich zu anderen Klimaeingriffen weniger Risiken“, sagte S. Hun Baek, Klimawissenschaftler an der Yale University, der die Studie leitete. „Es bietet auch einige wichtige Vorteile, wie die Verjüngung ausgelaugter Böden und die Bekämpfung der Ozeanversauerung, die es gesellschaftlich wünschenswerter machen könnten.“
Die neue Studie untersucht das Potenzial der Anwendung von zerkleinertem Basalt, einem schnell verwitternden Gestein, das sich beim Abkühlen von Lava bildet, auf landwirtschaftlichen Feldern auf der ganzen Welt und zeigt auf, in welchen Regionen das Gestein am effizientesten abgebaut werden kann.
„Hier liegt ein enormes Potenzial“, sagte Noah Planavsky, Geochemiker an der Yale University und Mitautor der Studie. „Obwohl wir aus grundlagenwissenschaftlicher Sicht noch einiges zu lernen haben, gibt es Hoffnung und wir müssen uns auf das konzentrieren, was wir aus Markt- und Finanzperspektive tun können.“
In einer früheren Studie wurde eine separate Methode zur Berechnung der Kohlendioxidentfernung verwendet, um den Kohlenstoffabbau bis zum Jahr 2050 abzuschätzen. Die Forscher wollten jedoch über die Landesgrenzen hinaus und weiter in die Zukunft blicken.
Die Forscher verwendeten ein neues biogeochemisches Modell, um zu simulieren, wie die Anwendung von zerkleinertem Basalt auf weltweiten Ackerflächen Kohlendioxid senken würde, um die Empfindlichkeit der verstärkten Gesteinsverwitterung gegenüber dem Klima zu testen und um die Bereiche zu bestimmen, in denen die Methode am effektivsten sein könnte.
Das neue Modell simulierte eine verstärkte Gesteinsverwitterung an 1.000 landwirtschaftlichen Standorten auf der ganzen Welt unter zwei Emissionsszenarien von 2006 bis 2080. Sie fanden heraus, dass diese landwirtschaftlichen Standorte im 75-jährigen Untersuchungszeitraum 64 Gigatonnen Kohlendioxid abbauen würden. Hochgerechnet auf alle landwirtschaftlichen Bereiche, die das weltweite Gesamtanwendungspotenzial dieser Strategie darstellen, könnten in diesem Zeitraum bis zu 217 Gigatonnen Kohlenstoff gebunden werden.
„Das Neueste IPCC-Bericht „Wir müssen bis zum Jahr 2100 100 bis 1.000 Gigatonnen Kohlenstoff entfernen und zusätzlich die Emissionen stark reduzieren, um einen Anstieg der globalen Temperatur um mehr als eineinhalb Grad Celsius zu verhindern“, sagte Baek. „Die Schätzungen zur Kohlenstoffentfernung werden auf globale Ackerflächen übertragen.“ Wir haben herausgefunden, dass sie in etwa mit dem unteren Ende des Bereichs vergleichbar sind, der erforderlich ist, um eine echte Chance zu haben, diese Klimaziele zu erreichen.“
Da die Verwitterung in heißen und feuchten Umgebungen schneller voranschreitet, würde eine verstärkte Gesteinsverwitterung in tropischen Regionen schneller funktionieren als in höheren Breiten, betont die Studie. Landwirte und Unternehmen, die in Lösungen zur Kohlenstoffreduzierung investieren möchten, treffen kosten- und kohlenstoffeffiziente Entscheidungen, indem sie auf die Basaltanwendung in tropischen Feldern abzielen.
Das Modell brachte ein weiteres vielversprechendes Ergebnis zutage: Die verbesserte Gesteinsverwitterung funktioniert bei wärmeren Temperaturen genauso gut, wenn nicht sogar etwas besser. Einige andere Ansätze zur Kohlenstoffreduzierung, beispielsweise solche, die auf der Speicherung von organischem Kohlenstoff im Boden basieren, verlieren bei kontinuierlicher Erwärmung an Wirksamkeit.
„Verstärkte Gesteinsverwitterung ist überraschend widerstandsfähig gegenüber dem Klimawandel“, sagte Baek. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass es relativ unempfindlich gegenüber dem Klimawandel ist und bei moderaten und schweren globalen Erwärmungsszenarien ungefähr gleich funktioniert. Das gibt uns Vertrauen in sein Potenzial als langfristige Strategie.“
Landwirte bringen bereits Millionen Tonnen Kalkstein (ein Kalziumkarbonatgestein, das entweder Kohlenstoffquelle oder -senke sein kann) auf ihren Feldern aus, um Nährstoffe zu liefern und den Säuregehalt des Bodens zu kontrollieren. Daher könnte eine schrittweise Änderung der Gesteinsart einen reibungslosen Übergang zur Einführung einer verbesserten Gesteinsverwitterung bedeuten im Maßstab, sagte Planavsky.
Auf Bauernhöfen auf der ganzen Welt wird in kleinem Maßstab eine verbesserte Gesteinsverwitterung angewendet. Der nächste Schritt bestehe darin, auf eine „realistische Umsetzung“ hinzuarbeiten, sagte Planavsky.
Mehr Informationen:
Seung H. Baek et al., Einfluss des Klimas auf die globale Kapazität für eine verstärkte Gesteinsverwitterung auf Ackerland, Die Zukunft der Erde (2023). DOI: 10.1029/2023EF003698