Zur Begrenzung der Erderwärmung gilt es in aller erster Linie, den CO2-Ausstoß zu verringern. Doch angesichts der schleppenden Umsetzung wirksamer Maßnahmen werden auch zusätzliche Möglichkeiten diskutiert, um dem Klimawandel entgegenzuwirken. Dazu zählt auch die Speicherung von CO2 im Meeresboden. Bisher gibt es allerdings noch keine verlässlichen Methoden, um einen möglichen CO2-Austritt unter Wasser großflächig zu überwachen. Nun haben Forscher ein Modell entwickelt, die bei einem solchen Monitoring helfen könnten.

Die Idee klingt einfach: Um die Konzentration in der Atmosphäre zu verringern, könnte Kohlendioxid, das bei der Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt wird, eingefangen oder direkt aus der Atmosphäre entfernt werden und in geologischen Lagerstätten gespeichert werden. Der norwegische Konzern Equinor betreibt schon seit 1996 eine derartige Anlage zur Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid. Dabei wird jährlich etwa eine Megatonne CO2 in eine wasserführende Sandstein-Schicht unterhalb der Nordsee injiziert.

Austritt schädigt Ökosysteme

Die Speicherung von Kohlendioxid in Gesteinsschichten unterhalb des Meeresbodens stellt im Vergleich zur Speicherung an Land ein geringeres Risiko für den Menschen dar. Sollte Gas aus dem Meeresboden austreten, löst es sich im Meerwasser auf. Allerdings kann es dort den pH-Wert senken und das lokale marine Ökosystem schädigen. Wie lässt sich also zuverlässig überwachen, ob aus solchen Unterwasserspeichern Treibhausgase wieder austreten?

Einem Forscherteam des Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel ist nun ein Schritt zur Lösung dieses Problems gelungen. Wie die Wissenschafter im Fachblatt "Environmental Science & Technology" berichten, konnten sie mithilfe von Daten aus natürlichen CO2-Quellen vor der Küste Italiens ein Modell testen, die zum Monitoring künftiger submariner CO2-Lagerstätten eingesetzt werden können.

pH-Monitoring

Bei Taucheinsätzen und mit Messinstrumenten auf einem Schiff sammelten die Forscher Gas- und Wasserproben nahe vulkanischer CO2-Austrittstellen vor der Küste Nordsiziliens. Mithilfe dieser Daten testete das Team ein Computermodell, das pH-Änderungen im Meerwasser infolge von Kohlendioxidaustritt vorhersagen soll. Diese Simulation ergab, dass über 79 Prozent des Kohlendioxids schon in einem Abstand von vier Metern zum Meeresboden gelöst sind.

Weiters stellte sich heraus, dass das Modell ein Muster der pH-Variation in den Gewässern um die Gasquellen vorhersagen konnte, das mit den gemessenen Sensor-Daten vergleichbar war. "Damit kann das neue Modell als Leitfaden für Strategien zur routinemäßigen Überwachung von CO2-Speichern im Meeresboden und zur Abschätzung der Auswirkungen von Kohlendioxidemissionen in die lokale Meeresumwelt dienen", sagte Jonas Gros, Erstautor der Studie. (red, 24.8.2019)