01.12.2022 - Pacific Northwest National Laboratory

Düngung des Ozeans zur Speicherung von Kohlendioxid

Dünger auf Eisenbasis in Form von Nanopartikeln könnte helfen, überschüssiges Kohlendioxid im Ozean zu speichern

Die dringende Notwendigkeit, überschüssiges Kohlendioxid aus der Umwelt der Erde zu entfernen, könnte den Einsatz einiger der kleinsten Bewohner unseres Planeten beinhalten, so ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Michael Hochella vom Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums.

Hochella und seine Kollegen untersuchten die wissenschaftlichen Beweise für die Anreicherung der Ozeane mit eisenhaltigen Düngerpartikeln in der Nähe des Meeresplanktons. Ziel wäre es, Phytoplankton, mikroskopisch kleine Pflanzen, die ein wichtiger Bestandteil des Ökosystems Ozean sind, zu füttern, um das Wachstum und die Aufnahme von Kohlendioxid (CO2) zu fördern. Der Artikel über die Analyse erscheint in der Zeitschrift Nature Nanotechnology.

"Die Idee besteht darin, bestehende Prozesse zu ergänzen", sagte Hochella, der am Pacific Northwest National Laboratory tätig ist. "Die Menschen haben das Land seit Jahrhunderten gedüngt, um Nutzpflanzen anzubauen. Wir können lernen, die Ozeane verantwortungsvoll zu düngen."

In der Natur gelangen die Nährstoffe vom Land durch Flüsse und aufgewirbelten Staub in die Ozeane, um das Plankton zu düngen. Das Forschungsteam schlägt vor, diesen natürlichen Prozess einen Schritt weiter zu führen, um überschüssigesCO2 über den Ozean zu entfernen. Sie untersuchten Beweise, die darauf hindeuten, dass die Zugabe bestimmter Kombinationen sorgfältig hergestellter Materialien die Ozeane wirksam düngen und das Phytoplankton dazu anregen könnte, als Kohlenstoffsenke zu fungieren. Die Organismen würden Kohlenstoff in großen Mengen aufnehmen. Wenn sie dann sterben, sinken sie tief in den Ozean und nehmen den überschüssigen Kohlenstoff mit sich. Nach Ansicht der Wissenschaftler würde die vorgeschlagene Düngung lediglich einen natürlichen Prozess beschleunigen, der den Kohlenstoff bereits sicher in einer Form bindet, die ihn für Tausende von Jahren aus der Atmosphäre entfernen könnte.

"An diesem Punkt ist die Zeit von entscheidender Bedeutung", sagte Hochella. "Um die steigenden Temperaturen zu bekämpfen, müssen wir denCO2-Gehalt auf globaler Ebene senken. Wenn wir alle unsere Möglichkeiten prüfen, einschließlich der Nutzung der Ozeane alsCO2-Senke, haben wir die beste Chance, den Planeten zu kühlen."

Erkenntnisse aus der Literatur

In ihrer Analyse argumentieren die Forscher, dass technisch hergestellte Nanopartikel mehrere attraktive Eigenschaften bieten. Sie könnten in hohem Maße kontrolliert und speziell auf die verschiedenen Meeresumgebungen abgestimmt werden. Oberflächenbeschichtungen könnten die Anhaftung der Partikel an Plankton erleichtern. Einige Partikel haben auch lichtabsorbierende Eigenschaften, die es Plankton ermöglichen, mehrCO2 zu verbrauchen und zu nutzen. Der allgemeine Ansatz könnte auch auf die Bedürfnisse bestimmter Meeresumgebungen abgestimmt werden. So könnte eine Region am meisten von Partikeln auf Eisenbasis profitieren, während Partikel auf Siliziumbasis in einer anderen Region am wirksamsten sein könnten, so die Forscher.

Die Analyse von 123 veröffentlichten Studien durch die Forscher ergab, dass zahlreiche ungiftige Metall-Sauerstoff-Materialien das Planktonwachstum sicher fördern könnten. Die Stabilität, die Häufigkeit auf der Erde und die einfache Herstellung dieser Materialien machen sie zu brauchbaren Optionen für Planktondünger, argumentieren sie.

Das Team analysierte auch die Kosten für die Herstellung und Verteilung der verschiedenen Partikel. Das Verfahren wäre zwar wesentlich teurer als die Zugabe von nicht technisch hergestellten Materialien, aber auch wesentlich effektiver.

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