Das Meer fruchtbar machen

News: Das Meer fruchtbar machen

'Gebt mir genug Eisen und ich mache euch eine Eiszeit', sagte der 1993 verstorbene Ozeanograph John H. Martin. Sein Versprechen entspringt der Idee, durch Zugabe von Eisen in das Meerwasser das Wachstum des Phytoplanktons zu stimulieren. Dieses soll dann überschüssiges Kohlendioxid aus der Atmosphäre fixieren. Doch viele Wissenschaftler glauben nicht, daß der Treibhauseffekt so einfach aufzuhalten ist.

Michael Markels, seines Zeichens Chemieingenieur und Gründer von Ocean Farming, Inc. (OFI) in McLean (Virginia), ist zwar in seinen Formulierungen nicht so übermütig wie einst Martin, doch auch er möchte genau dieses Prinzip anwenden. Nicht nur, um dem Treibhauseffekt entgegen zu wirken, sondern auch, um Fischbestände in ansonsten nährstoffarmen Gewässern aufzubauen. Markels möchte im wahrsten Sinne des Wortes aus Wüsten blühende Meere zaubern. "Die Ozeane sind zum größten Teil unfruchtbare Einöden: 60 Prozent des pflanzlichen Lebens drängt sich auf zwei Prozent der Oberfläche", führt er an. "Um die öden Anteile produktiver werden zu lassen, ist es notwendig, sie zu düngen und fruchtbar zu machen."

Angeregt dazu wurde Markels von "IronEx"-Experimenten, die John H. Martin entwarf, als er Direktor der Moss Landing Marine Laboratories in der Nähe von Monterey Bay (Kalifornien) war. Diese Versuche wurden in den Jahren 1993 und 1995 nahe den Galapagos-Inseln durchgeführt. Dabei gelang es den Wissenschaftlern, in nährstoffangereicherten Arealen des Meeres Phytoplankton-Blüten auszulösen. In einem zweiten Experiment konnten sie eine um 60 Prozent verringerte Abgabe von Kohlendioxid an die Atmosphäre messen. Allerdings waren diese Auswirkungen nur von kurzer Dauer und hielten nicht einmal eine Woche nach der letzten Eisen-Anreicherung an.

Man könne es besser machen, glaubt Markels. Es müsse nur die richtige Mischung aus Eisen, Phosphor und Spurenelementen sein. Das Material müßte in Schwimmkapseln verpackt werden, damit die Nahrungsstoffe chemisch geschützt bleiben und an Ort und Stelle über einen längeren Zeitraum abgegeben werden. Mit dieser kontinuierlichen Düngung möchte er die Wachstumsbedingungen vor der Küste Perus verbessern, wo nährstoffbeladenes Wasser durch Auftriebsströmung an die Oberfläche gelangt. OFI hat sich von den Marshall-Inseln (Karte, 74kB) die Option auf private Eigentumsrechte auf eine Fläche gesichert, die sich über nahezu 800 000 Quadratmeilen in der "ausschließlich ökonomischen Zone" erstreckt und das Archipel umgibt – das erste Übereinkommen überhaupt, das geschlossen wurde, um die Fischproduktion zu erhöhen und Kohlendioxid zu binden. Das Abkommen besagt, daß OFI der Regierung der Marshall-Inseln eine Mindestsumme von 3 000 000 Dollar pro Jahr für die Rechte an der gesamten Region und eine geringere Summe für ein kleineres Areal zahlt. Markels schätzt, daß sie in einem Gebiet von etwa 100 000 Quadratmeilen ein Drittel bis ein Viertel der Kohlendioxid-Menge, die die Vereinigten Staaten in die Atmosphäre ausstoßen, mit dem Phytoplankton fixieren könnten. Sterben die Organismen ab, nehmen sie den Kohlenstoff mit in die Tiefsee.

In der ersten Hälfte dieses Jahres führt OFI Experimente im Golf von Mexiko durch, durch welche über die beste Düngermischung und die optimale Zusammensetzung der Nährstoffe entschieden werden soll. Im Anschluß sollen durch ozeanographische Studien in den Gewässern der Marshall-Inseln die nötigen Mindestmengen der entscheidenden Chemikalien ermittelt werden. Bei ausreichender Unterstützung können die kommerziellen Arbeiten bereits im Jahr 2000 beginnen. Dabei würde ein Schiff ständig die nährenden Substanzen in die Gewässer des Territoriums abgeben.

Wissenschaftler, die mit dieser Unternehmung vertraut sind, haben allerdings zahlreiche Bedenken angemeldet. Vorsicht ist geboten, denn "der Unterschied in den Zielsetzungen von Wissenschaft und Wirtschaft ist zu groß", sagt Sallie W. Chisholm. Als Ozeanographin vom Massachusetts Institute of Technology hatte sie an den "IronEx"-Experimenten teilgenommen. Zur Verdeutlichung weist sie darauf hin, daß sich das Strömungssystem vor den Küsten Perus in hunderten von Millionen Jahren entwickelt hat. "Man kann nicht erwarten, die Situation zu verbessern, indem man einfach Nährstoffe in das Wasser wirft", argumentiert sie.

David A. Caron von der Woods Hole Oceanographic Institution merkt an, daß niemand vorhersagen kann, welche Phytoplankton-Arten durch die Nährstoffzufuhr gefördert werden oder welche Fischarten sich von ihnen ernähren werden. "Das Letzte, was man will, sind schließlich 100 000 Quadratmeilen mit giftigen Organismen. Das wäre eine Katastrophe und kein neuer Fischereigrund". Darüber hinaus, so Caron, wären weitreichende Düngungen erforderlich, um die weltweite Menge an Kohlendioxid nachhaltig auf diese Art zu reduzieren. Weiterhin mahnt er: "Wer weiß schon, wie die Nebenwirkungen aussehen könnten? Wir reden über beabsichtigte Eutrophierung" – einen Sauerstoff verbrauchenden Prozeß, der aus dem Abbau organischen Materials resultiert und weltweit umweltschädlichen Auswirkungen auf Seen und Küstengewässern hat.

Sollten negative Auswirkungen erkennbar werden, brechen wir die Arbeiten unverzüglich ab, verspricht Markels und behauptet: "Wir müssen nur die Düngung stoppen und alle Spuren von Nahrungssubstanzen werden innerhalb von etwa 20 Tagen verschwinden".

Aber einige Probleme kann man erst nach langwierigen und kostspieligen Untersuchungen biologischer Proben erkennen. Caron denkt, ein entsprechendes Monitoring-Programm würde sich über drei bis zehn Jahre hinziehen und wäre wirtschaftlich nicht durchführbar. "Für die Urheber ist es nicht kosteneffektiv, so ein Programm durchzuführen, vor allem, weil sie es nicht müssen", wie Chisholm hierzu anmerkt. Außerdem können manche Nebenwirkungen irreversibel sein: "Wenn sie die Riffe in der Region erst einmal getötet haben, und das kann passieren, ist es nicht sicher, ob sie sich wieder erholen."

Markels erkennt die Probleme und hofft, sie vermeiden zu können. Er sieht aber auch das Potential an bedeutendem Nutzen für die Menschheit. "Wenn wir alles unterließen, was schädlich sein könnte, dürften wir gar nichts mehr tun. Wir hätten nie mit der Landwirtschaft anfangen dürfen, die die Erträge um das 2000fache, mit allen weiteren Vorteilen, erhöht hat", beharrt er.

Die Kritiker der Meeresdüngung, die darin eine unbewiesene Möglichkeit für eine erhöhte Nahrungsproduktion und Eindämmung der weltweiten Erwärumung sehen, empfehlen nun keineswegs das Nichtstun. "Aber bevor wir unsere Rettung in radikalen Eingriffen in den Haushalt des Planeten sehen, sollten wir besser die Anstrengungen verstärken, damit die Kohlendioxid-Emissionen eingedämmt werden", fordert Andrea C. Ryan vom MIT. "Und selbst wenn wir die Möglichkeiten des "Geoengineering" in Betracht ziehen, steht die Düngung der Meere nicht an erster Stelle."

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.