Geoengineering: Pumpen gegen den Eisverlust?

Utopie oder Chance? Nach Ansicht einiger Forscher könnte das Aufstocken des Meereises mit technischen Mitteln die globale Erwärmung bremsen. Doch was diese Form des Geoengineering tatsächlich bringen würde, haben nun deutsche Klimaforscher überprüft – mit ernüchternden Ergebnissen. Demnach könnten solche „Eispumpen“ zwar das Schwinden des Meereises hinauszögern. Gegen den Klimawandel jedoch hilft das Ganze nichts.

Arktisches Eismanagement (AIM): Das winterliche Beregnen des Meereises soll die Eisbildung fördern und so dem Abtauen entgegenwirken. © Alfred-Wegener-Institut

Es klingt wie Science-Fiction, ist aber ernst gemeint: Steven Desch und seine Kollegen von der Arizona State University wollen den Klimawandel durch künstliches Aufstocken des arktischen Meereises aufhalten. Erreicht werden soll dies durch zehn Millionen windgetriebene Pumpen, die im Nordpolarmeer Wasser auf das Meereis pumpen. Dieses gefriert und verhindert so das Ausdünnen und Schmelzen des Eises. Dadurch könnten positive Rückkopplungen im Klimasystem verhindert und die weitere Erderwärmung gebremst werden – so die Idee.

Eis-Beregnung im Test

Doch wäre dieses „arktische Eismanagement“ überhaupt machbar? Und was würde es bringen? Genau dies haben nun Lorenzo Zampieri und Helge Goessling vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) überprüft. „Geo-Engineering kann von der Klimaforschung angesichts des bislang ungebremsten Klimawandels nicht als bloße Spinnerei abgetan werden“, meint Goessling. Vielmehr müssten solche Ideen wissenschaftlich auf den Prüfstand gestellt werden.

Dafür haben die beiden Forscher ein komplexes Klimamodell des AWI um das arktische Eismanagement erweitert. Dieses simulierte daraufhin die physikalische Wirkung, die die ständige Befeuchtung der Meereisfläche auf das Eis, das arktische Klima und auch das Klima weltweit hätte.

Abtauen verzögert…

Das Ergebnis: Zumindest das Meereis könnte tatsächlich von den Pumpen profitieren. „Normalerweise wird das Wachstum des Eises dadurch begrenzt, dass das dicker werdende Eis den Ozean zunehmend von der winterlichen Kälte abschirmt“, erklärt Goessling. Dadurch friert unten irgendwann kein neues Eis mehr an. Weil die Pumpen aber für Eisnachschub von oben sorgen, wird diese Bremswirkung aufgehoben.

Als Folge kann das Meereis der Arktis im Winter stärker anwachsen als bisher – im Schnitt um ein bis zwei Meter pro Jahr, wie die Simulation ergab. Gerade dünnere Eisflächen wären so besser gegen das sommerliche Abtauen gewappnet und würden länger erhalten bleiben. Dadurch wäre die Arktis selbst bei ungebremstem Klimawandel erst Ende des Jahrhunderts im Sommer eisfrei – statt schon um 2040, wie bislang vorhergesagt.

…aber Klima erwärmt

Allerdings: Für das Klima der Arktis und der Welt insgesamt brächte das Eismanagement wenig – eher im Gegenteil, wie die Modelle ergaben. Denn das üppigere Meereis kühlt die Arktis im Sommer zwar um rund 1,3 Grad herunter. Dafür aber würde die ständige Beregnung des Eises die Temperaturen im Winter um rund ein Grad in die Höhe treiben, weil das Meerwasser wärmer ist als Eisoberfläche und Luft. Ab 2050 könnte sich dadurch der Abkühleffekt für die Arktis sogar in eine leichte Erwärmung verkehren, so die Forscher.

Negative Folgen gäbe es den Modellen zufolge auch für den Rest der Arktis und sogar bis in die mittleren Breiten hinein. Denn durch die Umverteilung der Wärme würden sich Teile des Nordpolarmeeres, ab 2050 auch der Nordatlantik, um bis zu ein Grad im Winter erwärmen, wie Zampieri und Goessling ausgerechnet haben. Zudem erhöhen sich in diesen Regionen auch die Niederschläge.

Kein Effekt auf die globale Erwärmung

Um nach einer klimaverträglicheren Lösung zu suchen, haben die Forscher die Eis-Beregnung in einer weiteren Simulation stark eingeschränkt: Statt überall im Nordpolarmeer sollten die Pumpen nur noch dort eingesetzt werden, wo das Eis weniger als zwei Meter dick ist – das wäre günstiger und zudem sinnvoller. Denn dieses dünne Meereis gilt als besonders anfällig für ein komplettes Abtauen, wie Zampieri und Goessling erklären.

Das Ergebnis dieser Variante: Durch den eingeschränkten Einsatz des Eismanagement bleibt die zusätzliche Erwärmung der mittleren Breiten tatsächlich aus. Gleichzeitig lässt sich auch dadurch der Verlust des Meereseises bis zum Ende des Jahrhunderts verzögern. Doch auf das globale Klima hätte das Ganze trotzdem keinen messbaren Effekt. Die durch die größere Eisfläche höhere Albedo wäre nicht ausreichend, um den Klimawandel außerhalb der Arktis zu bremsen, wie die Forscher berichten.

„Sollte lieber Science-Fiction bleiben“

„Unsere Ergebnisse wecken erheblich Zweifel daran, ob das Geoengineering des Meereises einen sinnvollen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels leisten kann“, konstatieren Zampieri und Goessling. Für sie ist klar: Arktisches Eismanagement ist zwar für sich genommen interessant, aber kein sinnvoller Beitrag zur Linderung des globalen Klimawandels. Diese Idee sollte daher ihrer Ansicht nach lieber Science-Fiction bleiben. (Earth’s Future, 2019; doi: 10.1029/2019EF001230)

Quelle: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)