Mit Methoden des sogenannten Geoengineering könnte das Klima theoretisch künstlich beeinflusst und gekühlt werden. Berner Forscher haben nun untersucht, ob es möglich wäre, das Abschmelzen des westantarktischen Eisschildes durch eine künstliche „Verdunkelung der Sonne“ zu verhindern. Die Ergebnisse zeigen, dass künstliche Beeinflussung ohne Dekarbonisierung nicht funktioniert und hohe Risiken mit sich bringt.
Gibt es eine Notlösung, die den Klimawandel stoppen könnte? Unter dem Begriff Geoengineering werden seit einiger Zeit technische Methoden zur künstlichen Beeinflussung des Klimas diskutiert. Die Mehrheit der Klimaforscher sieht sie jedoch kritisch: hohe Risiken, unabsehbare Folgen für künftige Generationen.
In einer Studie, die gerade in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Natur KlimawandelForscher um Johannes Sutter von der Abteilung Klima- und Umweltphysik (KUP) des Instituts für Physik und des Oeschger-Zentrums für Klimaforschung der Universität Bern gehen der Frage nach, ob das Abschmelzen des Eises in der Westantarktis künstlich verhindert werden könnte Beeinflussung der Sonneneinstrahlung. Die Forscher warnen zudem vor unvorhersehbaren Nebenwirkungen des Geoengineerings.
Vermeidung eines wichtigen Klima-Kipppunkts
„Das Zeitfenster, den globalen Temperaturanstieg auf unter 2 Grad zu begrenzen, schließt sich schnell“, sagt Eismodellierungsspezialist Johannes Sutter, „so dass es möglich ist, dass in Zukunft ernsthaft über technische Maßnahmen zur Beeinflussung des Klimas nachgedacht wird.“ Deshalb sei es notwendig, mithilfe theoretischer Modelle die Auswirkungen und Risiken des „Solarstrahlungsmanagements“ zu untersuchen. Solar Radiation Management (SRM) ist ein Begriff, der verschiedene Methoden zur Blockierung der Sonnenstrahlung beschreibt, um die Erde kühler zu machen.
Ein wesentlicher Grund für das gestiegene Interesse am Geoengineering ist die Vermeidung von Kipppunkten, an denen sich das Klima abrupt und irreversibel ändern könnte. Dazu zählen das Abschmelzen der westantarktischen und grönländischen Eisschilde und der damit verbundene meterhohe Meeresspiegelanstieg. „Beobachtungen von Eisströmen in der Westantarktis deuten darauf hin, dass wir einem sogenannten Kipppunkt sehr nahe sind oder ihn bereits passiert haben“, erklärt Johannes Sutter, „wir wollten mit unserer Studie daher herausfinden, ob ein Kollaps des Eisschildes droht.“ könnte theoretisch durch Sonneneinstrahlungsmanagement verhindert werden.“
Die Sonne künstlich verdunkeln
Konkret haben Sutter und seine Kollegen untersucht, was passieren würde, wenn es sogenannten Aerosolen – in einem Gas schwebenden Partikeln – gelänge, die in die Stratosphäre eingebracht werden, die Sonnenstrahlung von der Erde zu blockieren – sozusagen eine Verdunkelung der Sonne. Bisher konzentrierte sich die Forschung auf die globalen Auswirkungen des Solar Radiation Management (SRM). Die Berner Studie ist die erste, die mithilfe von Eismodellsimulationen zeigt, welche Auswirkungen eine solche Maßnahme auf den antarktischen Eisschild haben würde.
Die Studie untersucht die mögliche Entwicklung des Eisschildes unter verschiedenen zukünftigen Treibhausgasszenarien und kommt zu differenzierten Ergebnissen: Wenn die Emissionen unvermindert anhalten und der SRM in der Mitte dieses Jahrhunderts eintritt, könnte sich der Zusammenbruch des westantarktischen Eisschildes etwas verzögern, aber nicht verhindert. In einem Szenario mit mittleren Emissionen könnte sich der Einsatz von SRM bis Mitte des Jahrhunderts als „wirksames Instrument“ erweisen, um den Zusammenbruch des Eisschildes zu verlangsamen oder sogar zu verhindern.
Den Modellrechnungen zufolge funktioniert SRM am besten, wenn es möglichst früh erfolgt und mit ambitionierten Klimaschutzmaßnahmen kombiniert wird. Aber, so betonen die Studienautoren: „Unsere Simulationen zeigen, dass der wirksamste Weg, einen langfristigen Zusammenbruch des westantarktischen Eisschildes zu verhindern, eine schnelle Dekarbonisierung ist.“ Die Chancen auf einen längerfristig stabilen Eisschild sind am größten, wenn die Treibhausgasemissionen „unverzüglich“ auf Netto-Null gesenkt würden.
Mögliche Nebenwirkungen sind noch kaum untersucht
Doch wie soll man sich eine Verdunkelung der Sonne praktisch vorstellen? Laut Johannes Sutter müsste eine ganze Flotte extrem hoch fliegender Flugzeuge Millionen Tonnen Aerosole in der Stratosphäre verbreiten. Allerdings müsste dieser technische Eingriff in das Klima ununterbrochen und über Jahrhunderte hinweg aufrechterhalten werden. Würde der Eingriff gestoppt, solange die Treibhauskonzentration in der Atmosphäre hoch bliebe, würde die Temperatur auf der Erde schnell um mehrere Grad ansteigen.
Die Folgen eines solchen Kündigungsschocks, betont Johannes Sutter, seien nur eine der möglichen Gefahren, die von SRM ausgehen. Die möglichen Nebenwirkungen sind noch unzureichend erforscht und reichen von einer Verschiebung des Monsunregimes bis hin zu Veränderungen der Ozean- und Atmosphärenzirkulation. Auch die Ozeanversauerung würde weitergehen.
Kritische Stimmen warnen auch vor politischen und sozialen Auswirkungen: Der Einsatz von Techniken wie Solar Dimming könnte dazu führen, dass Klimaschutzmaßnahmen verlangsamt oder sogar verhindert werden. Thomas Stocker, Professor für Klima- und Umweltphysik an der Universität Bern und Mitautor der Studie, sagt: „Geoengineering wäre ein weiteres globales Experiment und ein potenziell gefährlicher menschlicher Eingriff in das Klimasystem, der auf jeden Fall verhindert werden sollte.“ Artikel 2 der UN-Klimarahmenkonvention.“
Mehr Informationen:
J. Sutter et al.: Klimainterventionen auf einem Weg mit hohen Emissionen könnten den Untergang des westantarktischen Eisschildes verzögern, aber nicht verhindern. Natur Klimawandel (2023). DOI: 10.1038/s41558-023-01738-w