Gigantischer Schwefel-Sonnenschirm könnte Erde kühlen – ein Problem bleibt

Eine Art Sonnenschirm soll es richten – darauf setzen nicht wenige Klimatologen. Ihr Ziel ist, die sich immer weiter erwärmende Erde kühl zu halten. Dazu wollen sie große Mengen Schwefelpartikel in der Stratosphäre ausbringen. Dort sollen sie das Sonnenlicht teilweise zurück ins All reflektieren. „Geoengineering“ nennen sich solche Versuche, das Klima unseres Planeten mit großtechnischen Verfahren zu beeinflussen.

Die Methode könnte tatsächlich funktionieren. Sie hätte aber einen Preis: Gelangt weniger Sonnenlicht zum Erdboden, leiden die Nutzpflanzen. Geringere Erträge wären die Folge, regional könnten Ernten auch ganz ausfallen. Dabei wäre angesichts einer rasant wachsenden Weltbevölkerung eine Steigerung der Nahrungsmittelproduktion dringend notwendig.  

In einer Studie, die im Wissenschaftsjournal „Nature“ erschien, untersuchte jetzt eine Forschergruppe, wie sich der schweflige Sonnenschirm auf die landwirtschaftliche Produktion auswirken würde.

Gigantische Vulkanausbrüche als Vorbild

Die Autoren um den Agrarökonomen John Proctor von der University of California in Berkeley orientierten sich dabei an den gewaltigen Ausbrüchen der Vulkane El Chichón in Mexiko von 1982 und Pinatubo auf den Philippinen von 1991.

Sie schleuderten riesige Mengen an Schwefeldioxid in die obere Atmosphäre: Beim Pinatubo waren 20 Millionen Tonnen, bei El Chichón sieben Millionen. Das Gas reagierte mit dem Luftsauerstoff, dabei entstanden sogenannte Sulfataerosole. Die Schwebeteilchen verteilten sich rund um den Globus. Dabei verringerten sie die Sonneneinstrahlung mehrere Jahre lang.

Im Wetterlexikon: So kommt es zum Vulkanausbruch

Aerosolwolke hält Sonnenlicht ab, reduziert dafür Ernteerträgt

Diese Daten setzten Proctor und seine Kollegen in Beziehung zu den globalen Erntemengen an Mais, Soja, Reis und Weizen. Die entsprechenden Daten lieferte die Welternährungsorganisation FAO. Wie sich zeigte, reduzierte die Aerosolwolke des Pinatubo das einfallende Sonnenlicht um 2,5 Prozent, wodurch sich die Erde um rund 0,5 Grad Celsius abkühlte.

Die Folge: Bei Mais sank der Ertrag um neun Prozent, bei den drei anderen Nutzpflanzen um jeweils fünf Prozent. Anhand dieser Daten ermittelten die Forscher durch Modellrechnungen, wie sich die Ernten entwickeln, wenn ein künstlicher Aerosol-Sonnenschirm die vom Menschen verursachte Erderwärmung ausgleichen soll, die nach 2020 durch die Emission von Treibhausgasen zu erwarten ist.

"Die Nebenwirkungen sind so schlimm wie die Krankheit selbst“

„Wird die Erde abgeschattet, kühlt sie ab. Dann wachsen die Pflanzen besser, weil sie weniger unter Hitzestress leiden“, bekräftigt Studienhauptautor Proctor. „Sie brauchen aber auch Sonnenlicht, um zu wachsen. Wird es blockiert, vermindert sich ihr Wachstum.“ Unterm Strich hielten sich die unbeabsichtigten Folgen des Geoengineering und dessen Nutzen für die Landwirtschaft ungefähr die Waage. „Es ist wie bei einer experimentellen Therapie: Die Nebenwirkungen sind so schlimm wie die Krankheit selbst“, urteilt Proctor.

Solares Geoengineering zur Erforschung von Krankheiten

Die Studie liefert damit den Beweis, dass das Ausbringen von Aerosolen die von der Erderwärmung verursachten Probleme zumindest für die Landwirtschaft nicht lösen kann. „Wir können kein planetenweites Experiment durchführen, ohne die Technik anzuwenden“, konstatiert Studienmitautor Solomon Hsiang, der ebenfalls in Berkeley forscht. „Unser Durchbruch ist, dass wir lernen können, was geschieht, wenn wir die gewaltigen Vulkanausbrüche mit Geoengineering-Verfahren kopieren.“ 

Mit der gleichen Methode, meint Hsiang, lasse sich auch mehr über andere Nebenwirkungen herausfinden, etwa den Einfluss der Aerosole auf Korallenriffe, das Auftreten von Hautkrebs oder die Produktivität von Arbeitern in einem wärmeren Klima.

Forscher wollen Aerosol-Ballon in die Stratosphäre schießen

Erdacht hat das „solare Geoengineering“ der Chemiker und Nobelpreisträger Paul Crutzen. 2006 schlug er vor, Millionen von Tonnen Schwefelpartikel in die Stratosphäre zu verbringen. Dazu müssten alljährlich Tausende von Ballons aufsteigen. Simulationen ergaben, dass sich innerhalb von fünf Jahren wieder vorindustrielle Temperaturen einstellen könnten. Die Radikalkur würde laut Crutzen jährlich 25 bis 50 Milliarden Dollar kosten.

Mit einem kleinen Experiment wollen Forscher der Harvard-Universität das Verfahren erproben. Im Rahmen ihres „Solar Geoengineering Research Program“ soll ein Ballon in der Stratosphäre über Arizona in rund 20 Kilometer Höhe ein wenig Wasser ausbringen, später sollen Aerosolwolken aus Kalziumkarbonat sowie aus Aluminiumoxid folgen.

Aerosole sollen Wolken aufhellen und vergrößern

Daneben diskutieren Wissenschaftler auch andere Verfahren, etwa die Meereswolken-Aufhellung. Tatsächlich kühlen Wolken die Erde sehr effektiv. Oft fehlt es zu ihrer Bildung aber an Kondensationskeimen oder Luftfeuchtigkeit. Doch je mehr Aerosole zur Verfügung stehen, desto kleinere Tröpfchen entstehen. Dadurch werden die Wolken heller und größer, so dass sie mehr Sonnenlicht reflektieren. Dieser Effekt ließe sich mit einer Flotte spezieller Schiffe erzielen, die Riesenmengen von Meerwassertröpfchen in die Luft sprühen.

Allerdings sehen viele Experten derartige Versuche kritisch. Ein Aerosol-Sonnenschirm etwa, argumentieren sie, könne die globalen Wettersysteme beeinflussen und den für viele Regionen lebenswichtigen Monsun verändern. Auch verschlängen solche Projekte sehr viel Geld, das für Erneuerbare Energien oder Technologien zur CO2-Emissionsminderung dann fehle.

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