Geoengineering Wer bekommt die Welt in den Griff?

Direkte Eingriffe in die Atmosphäre galten lange als Sündenfall. Aber sie könnten zum letzten Mittel des Klimaschutzes werden.

© Frank Perry/AFP/Getty Images

Die Naturgewalt des Orkans Xynthia ließ in La-Faute-sur-Mer in Westfrankreich Straßen zu Seen werden

Kaum hatte die Sonne die letzten Reste des Schnee(chaos)-Winters schmelzen lassen, spielte das Wetter am Wochenende schon wieder verrückt: Orkantief Xynthia zog über Europa hinweg und forderte mehr als 50 Todesopfer. Bahnreisende, die vor ein paar Wochen wegen Eis und Schnee ihre Anschlüsse verpasst hatten, saßen schon wieder in den Bahnhöfen fest, weil diesmal umgestürzte Bäume die Gleise blockierten. Die Natur lässt ihre Muskeln spielen und zeigt, dass sie mit gewaltiger Macht unsere technische Zivilisation lähmen, unsere Häuser und Städte vernichten kann.

In diesen Wochen wird jedes extreme Wetterereignis auch als Argument im politischen Streit um den Klimawandel herangezogen, da können Wissenschaftler noch so oft auf den Unterschied zwischen Wetter und Klima pochen.

Die Beschwichtiger, vor allem in den USA, nutzen die gefühlte Abkühlung der Erde im schneereichen Winter (neben den Skandalen um die UN-Klimakommission IPCC) für eine Gegenoffensive in der Klimapolitik. Die Warner zeigen auf die Stürme und sagen: Seht, solche Katastrophen stehen uns bald verstärkt bevor. Wissenschaftlich sind beide Positionen nicht haltbar, dennoch werden Katastrophen und Extremwetterlagen regelmäßig für klimapolitische Ziele genutzt.

Angesichts der Machtdemonstration der Natur erscheint es dann geradezu vermessen, dass sich gegenwärtig eine wachsende Zahl von Forschern dazu aufschwingt, jene Atmosphäre, die uns steigende Mitteltemperaturen und extremes Wetter beschert, gezielt kontrollieren zu wollen. Wie ein Ingenieur am Regler einer technischen Anlage wollen sie aktiv in das Klimageschehen eingreifen, von »Geoengineering« ist daher die Rede. 

Lange wurde die Diskussion nur in Fachzirkeln geführt, nun drängt die Debatte verstärkt an die Öffentlichkeit. Beim größten Wissenschaftlertreffen der Welt, der Jahrestagung der American Association for the Advancement of Science (AAAS) Ende Februar im kalifornischen San Diego, gab es gleich drei hochkarätig besetzte Veranstaltungen zu diesem Thema. Bei allen dreien wurde hitzig diskutiert: Können wir mit Ingenieurarbeit im planetaren Maßstab die Folgen des Klimawandels mildern oder gar aufheben? Können wir den »Planeten hacken«, wie es einer der Diskutanten formulierte? Oder sind solche Pläne nur ein weiterer Beweis für die Hybris des Menschen, die uns den ganzen Klimaschlamassel erst eingebrockt hat?

Schon seit den fünfziger Jahren träumen Forscher davon, in die Dynamik der Atmosphäre einzugreifen. Damals ging es um Manipulation im Einzelfall. Im Kalten Krieg galt: Wer das Wetter kontrolliert, kontrolliert die Welt. Die Amerikaner impften im Vietnamkrieg Wolken mit chemischen Substanzen, um sie gezielt abregnen zu lassen. Die Sowjets versuchten jedes Jahr, bei der Militärparade zum Geburtstag der Oktoberrevolution die Sonne scheinen zu lassen.

Noch heute lässt die chinesische Regierung Bauern mit Artillerie auf Wolken schießen, um Regen zu machen. Eine Titelillustration der amerikanischen Zeitschrift Collier’s aus dem Jahr 1954 zeigt einen hemdsärmligen Technokraten, der einen großen Hebel umlegt und so dafür sorgt, dass eine bedrohliche Wolkenfront Platz macht für eitlen Sonnenschein. Aber alle Versuche, etwa die Zugbahn von Hurrikanen zu beeinflussen und sie um große Städte herum zu lenken, sind gescheitert, und Chinas Erfolge in der Regenmacherei gelten als äußerst zweifelhaft.

Die neuen Geoingenieure wollen nicht das Wetter beeinflussen, sondern dem langfristigen Klimawandel etwas entgegensetzen. Und sie geben sich mitnichten als übermütige Technokraten, sondern durchaus umweltbewusst. So leitet David Keith von der kanadischen University of Calgary seine Vorträge gern mit dem Bekenntnis ein, dass er am liebsten Autos verbieten würde. Denn dass wir die Kohlendioxidemission drastisch senken müssten, daran führe kein Weg vorbei.

Dann aber liest er jenen Umweltschützern die Leviten, die meinen, allein durch die Senkung des Klimagas-Ausstoßes das Problem der globalen Erwärmung in den Griff zu bekommen. Das Ziel, die Erwärmung des Planeten damit auf zwei Grad zu beschränken, halten immer mehr Forscher für unrealistisch.

Und zwar weil die Atmosphäre sehr träge ist, und das gleich auf mehrfache Weise: Selbst wenn sich die Staaten der Welt in vorbildlicher Manier einigten, ihre Emissionen auf den Stand von 1990 oder früher herunterzufahren, würde es Jahrzehnte dauern, die technische Infrastruktur entsprechend zu verändern. Der CO₂-Gehalt in der Luft würde damit aber noch nicht gesenkt – denn was jetzt in der Atmosphäre ist, wird noch auf Jahrtausende dort bleiben. Die Temperatur wiederum folgt der Konzentration mit einer gehörigen Verzögerung, die Jahrzehnte beträgt. Jene Erwärmung, die wir heute beobachten, ist nicht das Ergebnis heutiger Emissionen, sondern ein Erbe der Vergangenheit.

Insgeheim wissen die Klimaforscher, dass das Zwei-Grad-Ziel nicht sehr realistisch ist, wenn wir nur unsere Lebensweise ein bisschen umstellen und ansonsten unseren gewohnten Wohlstand bewahren wollen.* Um der Erwärmung Einhalt zu gebieten, müssten neben Sparmaßnahmen weitere technische Lösungen her.

Die lassen sich grob in zwei Strategien einsortieren. Die erste: Man packt das Problem bei der Wurzel und entzieht der Lufthülle Kohlendioxid. Etwa durch die sogenannten CSS-Techniken, bei denen Kohlenstoff in unterirdischen Lagern eingeschlossen wird. Zu diesem Spektrum gehören aber auch Verfahren, die in die Biosphäre eingreifen – etwa wenn die Meere mit Eisen gedüngt werden in der Hoffnung darauf, dass sich bestimmte Algen vermehren, den Kohlenstoff anreichern und dann auf den Meeresboden sinken.

Solche Eingriffe in den Kohlenstoffhaushalt haben zwei ganz große Nachteile: Sie sind teuer, und sie wirken (Trägheit!) nur sehr langsam. Wenn unsere eigentliche Sorge aber gar nicht das CO₂, sondern die Erwärmung des Planeten ist – kann man dann nicht – zweiter Weg – einfach den Globus kühlen, indem man die Sonnenstrahlung vermindert, die den Erdboden erreicht?

Dieser Gedanke ist nicht neu. Schon in einer Notiz des Weißen Hauses vom November 1965 wird nicht nur auf die mögliche globale Erwärmung hingewiesen – Präsident Johnson war damals schon weiter als Jahrzehnte später George W. Bush –, sondern auch auf eine mögliche Abhilfe: »Eine Veränderung der Strahlungsbilanz … könnte erreicht werden, indem man die Reflektivität der Erde erhöht.«

Spottbillig, prompt und wirksam: Da wird die Versuchung groß

Es gibt eine ganze Reihe von Möglichkeiten, diese Abstrahlung zu erhöhen: Der amerikanische Energieminister und Physiknobelpreisträger Steven Chu schlug im vergangenen Jahr vor, alle Dächer weiß zu streichen. Ins Gespräch gebracht wurden sogar riesige, schattenspendende Segel im Weltall. Realistischer ist es aber, Partikel in die Atmosphäre zu bringen, die Sonnenlicht reflektieren. Bestimmte Teilchen sind sogar schon praktisch erprobt: Beim Ausbruch des Vulkans Pinatubo 1991 wurden 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid (SO₂) in die Luft geschleudert – die Wolke führte zu einem globalen Temperaturabfall von 0,4 Grad Celsius.

Ein Pinatubo-Ausbruch alle vier Jahre (oder gut ein Prozent weniger Sonnenstrahlung), und wir müssten uns wegen globaler Erwärmung keine Sorgen machen . Im Jahr 2006 schlug der Nobelpreisträger und Atmosphärenchemiker Paul Crutzen vor, große Mengen Schwefelpartikel per Flugzeug oder Kanone in die Stratosphäre zu bringen und so einen künstlichen Pinatubo-Effekt zu erzeugen.

Rechnerisch funktioniert die Sache, und sie wäre nicht mal teuer. »Wir könnten zum Preis von 0,001 Prozent des Welt-Bruttosozialprodukts eine Eiszeit erzeugen«, sagt David Keith forsch. Etwas gemäßigter drückt es Ken Caldeira von der Carnegie Institution aus: »Wenn wir einen 20-Liter-Eimer Sulfat pro Sekunde in die Stratosphäre kippen, können wir die Erwärmung der Erde 50 Jahre lang aufhalten.« Bei zehn US-Dollar pro Kilo Sulfat ein geradezu spottbilliges Unterfangen.

Die Sache würde auch, wie der Pinatubo-Ausbruch gezeigt hat, praktisch unmittelbar wirken. Und langwierige internationale Abstimmungsprozesse wie zuletzt in Kopenhagen könnte man sich glatt sparen – auch eine kleine Gruppe von Ländern, gar eine einzige Macht, könnte zur Selbsthilfe greifen. Ganz kurzfristig ließe sich demnach ein globaler Sonnenschirm aufspannen und die Temperatur nach Wunsch einstellen.

Das klingt zu schön, um wahr zu sein. Tatsächlich ist der Schutzschirm keine Patentlösung fürs Klimaproblem. Denn der eigentlichen Ursache der Erderwärmung würde er ja nichts entgegensetzen. Das CO₂ bliebe in der Luft, die Sache wäre vergleichbar mit einem Rennfahrer, der gleichzeitig aufs Gas- und aufs Bremspedal tritt: Sobald man keine Partikel mehr in die Stratosphäre schießt, ebbt der Kühleffekt ab, und der Planet heizt sich sehr schnell wieder auf. Deshalb sehen auch vorsichtige Befürworter in dieser Form von Geoengineering eine Übergangstechnologie, die nur so lange eingesetzt werden sollte, bis die CO₂-Einsparungen Wirkungen zeigen. Aber auch das könnte durchaus mehrere Jahrzehnte dauern.

Ein »Plan B« zu einer Politik der Emissionssenkung ist der globale Sonnenschirm also nicht. Aber bereits seine bloße Möglichkeit, bemängeln Kritiker, könnte den Schwung aus den Klimaverhandlungen nehmen. Wenn der Klimawandel ein wenig von seinem Schrecken verlöre, so die Befürchtung, dann ließe der Druck auf die Politiker nach, mit dem Umstieg auf alternative Energien ernst zu machen.

Das wichtigste naturwissenschaftliche Argument gegen den Aerosolschirm ist, dass seine Nebenwirkungen weitgehend unerforscht sind. Die einzig sichere Folge wäre eine Abkühlung im globalen Mittel – es ist aber bis heute nicht einmal berechenbar, ob diese gleichmäßig geschähe oder mit regionalen Unterschieden. Noch weniger weiß man über die Auswirkung auf andere Faktoren: So wird befürchtet, dass die Ozonschicht in Mitleidenschaft gezogen würde, dass die Niederschläge insgesamt zurückgehen könnten und insbesondere dass der Monsunzyklus beeinflusst würde – das könnte für verheerende Trockenheiten in tropischen Regionen des Erdballs sorgen und just jene Menschen treffen, die am wenigsten für die globale Erwärmung verantwortlich sind.

All diese Konsequenzen müsste man untersuchen – aber es gibt einige Wissenschaftler, die sich gegen solche Forschungen wehren oder sie prinzipiell für unmöglich halten, sofern man sich nicht auf Computersimulationen beschränken will. »Man kann nicht einen Teil der Atmosphäre abkapseln«, sagt der Philosoph Martin Bunzl von der Rutgers University in New Jersey. Es gibt eben nur eine Erde, an der man die Sache testen kann. Während die Befürworter sagen, man könnte ja mit ganz kleinen Mengen anfangen und schauen, was dabei herauskommt, bestreiten Bunzl und drei weitere Geoengineering-Kritiker diese Option in einem Artikel, der Ende Januar in Science erschien: Bei kleineren Dosierungen würde es zehn Jahre dauern, um im ständigen Auf und Ab des Wetters einen Klimaeffekt dingfest zu machen – und in der Zwischenzeit könnten längst negative Nebenwirkungen eintreten.

Bunzl hat noch ein weiteres Argument gegen die massive Förderung der Geoengineering-Forschung: »Wenn Forschungsprogramme einmal gewählt sind, gibt es soziologische Kräfte, die die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass es auch eine praktische Entwicklung geben wird.«

Aber muss die Menschheit angesichts des Klimawandels nicht jede Möglichkeit ausloten, um seine Folgen zu mildern? Der Kanadier David Keith ist genervt von der »Alles oder nichts«-Haltung, mit der viele Umweltschützer die Frage angehen: Entweder wir schaffen es, die Emissionen zu verringern und so das Klima zu retten, oder wir gehen alle gemeinsam unter. Da stimmen ihm selbst Forscher zu, die allzu forschem Geoengineering gegenüber reserviert sind.

Die Welt sei »gelähmt vom CO₂-Problem«, sagt Peter Wilderer vom Institute for Advanced Study der Technischen Universität München, der eines der Diskussionsforen bei der AAAS-Konferenz organisiert hat. Auf einen einzigen Faktor zu starren – sei es das CO₂ oder die Temperatur – führe nicht weiter, man müsse dazu übergehen, earth system engineering zu betreiben, »Erdsystemmanagement«.

Seit mindestens 150 Jahren betreibe die Menschheit Geoengineering, allerdings ungeplantes. »Wenn wir einen negativen Effekt auf das System Erde haben können«, sagt Wilderer, »dann sollten wir auch in der Lage sein, diesen Effekt umzukehren.« Ähnlich formulierte es der Ökonom Gernot Klepper, Sprecher des Kiel Earth Institute, beim ZEIT-Wissenschaftsforum: »Wir müssen viel intelligenter mit dem Engineering unseres Planeten umgehen. Das heißt, mehr Management und nicht weniger, mehr Eingriff und intelligenterer Eingriff.« Ein Zurück zu einem Zustand, in dem der Planet sich selbst ins Lot bringt, ist bei sieben Milliarden Menschen nur romantische Schwärmerei.

Was er unter Erdsystemmanagement versteht, beschrieb Brad Allenby von der Arizona State University auf der AAAS-Tagung: Weg von simplen Modellen, die nur eine physikalische Größe betrachten. Vorsichtiges Agieren angesichts der Komplexität des Systems. Nur Maßnahmen ergreifen, die inhärent sicher sind und nicht zu einer Katastrophe führen, wenn sie schiefgehen. »Wir müssen Geoengineering begreifen als eine Option in einem Portfolio von Maßnahmen.«

Stellt sich die Frage: Wer ist der Portfoliomanager? Die Wissenschaftler sind sich einig, dass so schwer wiegende Entscheidungen nur von einem internationalen Gremium getroffen werden könnten, etwa von einem UN-Büro für das System Erde. Internationale Verträge wie die Klimarahmenkonvention oder die seit 1977 bestehende UN-Konvention gegen militärische Manipulationen des Wetters müssten erweitert werden, um Alleingänge einzelner Staaten auszuschließen. »Wenn China im Jahr 2030 aufwacht und feststellt, dass die Klimafolgen unakzeptabel sind«, sagt David Keith, »dann sind die vielleicht gar nicht an einer moralischen Diskussion darüber interessiert. Und wir haben keinen internationalen Mechanismus, der festlegt, wer dann die Entscheidung trifft.«

*Anm. d. Redaktion: An dieser Stelle befand sich ein Zitat, das im Kontext missverständlich war. Wir haben es entfernt.

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