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Diese Geschichte wurde ursprünglich von veröffentlicht Hakai-Magazin und wird hier als Teil der wiedergegeben Klimaschreibtisch Zusammenarbeit.
In der Welt Im CO2-Ausgleichshandel ist Seetang ein großes Schlagwort. Bestimmte goldbraune und glitzernde Meeresalgen ziehen die Aufmerksamkeit von Anlegern auf sich, da sie scheinbar dazu neigen, große Mengen Kohlenstoff aufzunehmen und auf lange Sicht zu speichern. Da die Unternehmen bereits lautstark nach den klimabewussten Dollars der Verbraucher verlangen, befürchten viele Wissenschaftler, dass die Begeisterung für die aufstrebende Industrie größer ist als das, was Seetang tatsächlich leisten kann.
Die Realität ist, dass Wissenschaftler nicht annähernd genug über die Fähigkeit von Algen wissen, Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu ziehen und ihn langfristig zu speichern, ein Prozess, der als Kohlenstoffsequestrierung bezeichnet wird. Und einige der offenen Fragen sind ziemlich groß: Wie viel Kohlenstoff entziehen Algen dem Meerwasser? Wie viel Kohlenstoff sinkt beim Absterben auf den Meeresboden und verbleibt dort? Wie viel landet wieder in der Nahrungskette? Und wie lange bleibt der Kohlenstoff, der sinkt, eingeschlossen? Bisher liegen nur grobe Schätzungen vor. Eine sicherere Beantwortung dieser Fragen könnte jedoch das Kohlenstoffbindungspotenzial von Algen entweder vermindern oder festigen.
Glücklicherweise arbeiten Forscher daran, diese Lücken zu schließen. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler eine Reihe von Übersichtsartikeln veröffentlicht, in denen sie die Beweise abwägen und untersuchen, was wir wissen, was wir nicht wissen und was wir Wirklich Ich weiß nicht, wie Algen Kohlenstoff speichern.
Weltweit bedecken Algen eine Fläche, die größer ist als alle Mangroven, Salzwiesen und Seegräser der Welt zusammen, und zusammengenommen produzieren sie so viel kohlenstoffgefülltes Gewebe wie der Amazonas-Regenwald.
Wie Bäume betreiben Algen Photosynthese und wandeln Sonnenlicht und Kohlendioxid in Energie um. Arten wie Riesentang und Sargassum wachsen am stärksten und ziehen große Mengen Kohlenstoff auf, um ihr ledriges Gewebe aufzubauen. Rund 40 Prozent dieses Kohlenstoffs schwimmen jedoch in verschiedenen Formen weg, von essbaren Büscheln und treibenden Wedeln bis hin zu mikroskopisch kleinen Partikeln gelöster organischer Substanz. Wenn diese Materialien von Seeigeln, Meeresschildkröten, Mikroben oder anderen Meeresbewohnern gefressen werden, können sie wieder in die Nahrungskette gelangen. Nur ein kleiner Teil gelangt zur Langzeitspeicherung in die Tiefsee.
Dennoch könnten die Algen der Welt bis zu 295 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr binden – oder sie könnten nur ein Viertel davon speichern. Daten zum Kohlenstoffgehalt von Meeresalgen sind lückenhaft und schwer zu sammeln, was große Unsicherheit mit sich bringt.
Algen müssen mindestens 100 Jahre lang Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden, um für die wissenschaftliche Definition der langfristigen Kohlenstoffspeicherung in Frage zu kommen. Viele Faktoren beeinflussen, wie viel Kohlenstoff bestimmte Algen binden, sagt Albert Pessarrodona, Meeresökologe an der University of Western Australia, der kürzlich mehr als 180 Veröffentlichungen zu diesem Thema überprüft hat.
„Algen binden Kohlenstoff, an manchen Orten jedoch mehr als an anderen“, sagt Pessarrodona. In der Nähe von Unterwasserschluchten oder in geschützten Fjorden hätten Algen eine bessere Chance, ihren Weg zum Meeresboden zu finden, sagt er. Aber es ist schwer zu sagen, wie viel von seinem Kohlenstoff tatsächlich langfristig gespeichert wird.
In einigen neueren Studien wurden Spuren von Hunderten oder sogar Tausenden von Jahren alten Algen gefunden, die in Meeressedimenten vergraben sind, was zeigt, dass es zu einer langfristigen Lagerung kommen kann. Laut Pessarrodona sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um festzustellen, welcher Anteil des vergrabenen Kohlenstoffs tatsächlich aus Algen stammt und so lange eingeschlossen bleibt.
Die Hinweise auf eine langfristige Kohlenstoffspeicherung sind bei kultivierten Meeresalgen etwas stärker als bei wild wachsenden Meeresalgen.
Eine aktuelle, noch nicht von Experten begutachtete Studie mit 20 Algenfarmen ergab, dass Algen pro Hektar, der pro Jahr bewirtschaftet wird, im Durchschnitt etwa ein Fünftel der jährlichen Emissionen eines einzigen spritfressenden Autos binden. Die ältesten und größten Farmen lagern den meisten Kohlenstoff ein, Algenfarmen binden Kohlenstoff jedoch in sehr unterschiedlichen Mengen.
Auch der Algenanbau verursacht eigene CO2-Emissionen. Die Bereitstellung von Treibstoff, Strom und anderen Materialien für den Bau und Betrieb einer Algenfarm kann ausreichen, um „einen großen Teil des gebundenen Kohlenstoffs“ zu eliminieren, sagt Pessarrodona. In einer bald erscheinenden Studie, deren Mitautor er ist, werden die Emissionen aus Algenanbaubetrieben erfasst.
Laut Catriona Hurd, einer Algenphysiologin an der University of Tasmania in Australien, ist die größte Unbekannte, wenn es um die Kohlenstoffspeicherung von Algen geht, die Art und Weise, wie sich Kohlenstoff zwischen dem Ozean und der Atmosphäre bewegt.
Die meisten Algen wachsen in der Wassersäule und absorbieren das Kohlendioxid, das sie für die Photosynthese benötigen, aus dem Meerwasser, nicht aus der Luft. (Der schwimmende Sargassum ist eine bemerkenswerte Ausnahme.) Indem Algen dem Wasser Kohlendioxid entziehen, erzeugen sie ein Ungleichgewicht, das dazu führt, dass mehr Gas aus der Atmosphäre in den Ozean gelangt, wo es nicht mehr zur Erwärmung der Atmosphäre beiträgt.
Allerdings kann es in kalten arktischen Gebieten Wochen, Monate oder sogar Jahre dauern, bis sich genügend atmosphärisches Kohlendioxid im Meerwasser aufgelöst hat, um das zu ersetzen, was die Algen aufgenommen haben, sagt Hurd.
Um zu wissen, wie viel Kohlenstoff Algen tatsächlich aus der Atmosphäre entfernen, sei eine detaillierte forensische Bilanzierung erforderlich, sagt sie. Im Allgemeinen lässt die Berücksichtigung der Schwankungen in der Menge an Kohlendioxid, die aus der Luft ins Wasser gelangt, die Kohlenstoffspeicherung durch Algen jedoch noch weniger effektiv erscheinen. Hurd sagt, dass die Berücksichtigung dieser Luft-Meer-Kohlenstoffströme die prognostizierte Menge an Kohlenstoff, die aus der Atmosphäre entfernt wird, um bis zu ein Drittel reduzieren könnte.
Zu beobachten ist auch, wie sich die Algenzucht auf das gesamte Ökosystem auswirken könnte. Wenn Algen im industriellen Maßstab angebaut würden, könnten sie den Ozean an Nährstoffen plündern und das Wachstum des photosynthetisierenden Phytoplanktons unterdrücken. Auch Phytoplankton verbraucht Kohlendioxid, und weil es so viele davon gibt, können sie nach ihrem Absterben große Mengen Kohlenstoff in große Tiefen befördern. Im Jahr 2021 fanden Hurd und ihre Kollegen heraus, dass die Umverteilung von Nährstoffen vom Phytoplankton auf Algen in Kombination mit einigen anderen Auswirkungen des Algenanbaus auf den Ozean tatsächlich die Gesamtmenge an Kohlenstoff, die von Algen entfernt und gespeichert wird, um 20 bis 100 Prozent reduzieren kann.
„Es muss noch viel getan werden“, um diese Folgeeffekte zu verstehen, sagt Finnley Ross, Doktorand an der Deakin University in Australien, der Übersichtsartikel über den großflächigen Kelp-Anbau und die Kohlenstoffspeicherung in Algen veröffentlicht hat. „Es ist definitiv eine große Forschungslücke.“
Während Wissenschaftler damit beschäftigt sind, diese Löcher zu stopfen, sagt Hurd, dass es noch zu früh sei, sich auf Algen zu verlassen, um Kohlenstoff zu binden. Der Ansatz, riesige Seetangflocken über dem offenen Ozean anzubauen, „wurde von Unternehmen nachdrücklich befürwortet und von Risikokapitalgebern gut finanziert“, sagt sie. „Aber wir haben derzeit keine Beweise dafür, dass das funktionieren wird.“
„Wir brauchen dringend Methoden, die Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen können“, fügt Hurd hinzu. Doch da die Zeit knapp wird, um die schlimmste globale Erwärmung einzudämmen, „müssen wir es richtig machen, weil wir ein ernstes Problem zu lösen haben.“