Untersuchungen zu den möglichen Auswirkungen einer Tiefsee-Deponierung von CO2

Unter der Leitung von Prof. Dr. Gregor Rehder, Meereschemiker am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde, startete am 2. März 2008 das deutsche Großforschungsschiff SONNE von Guam (USA) im zentralen Pazifik in das ostchinesische Meer. "SUMSUN" ist der offizielle Name der Expedition, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Das Kunstwort steht für "Studien zur marinen CO₂-Sequestrierung durch Untersuchung natürlicher hydrothermaler CO2-Austritte im nördlichen Westpazifik".

Ziel der Fahrt war der tiefe Bereich des Ostchinesischen Meeres zwischen Japan und Taiwan, der so genannte Okinawa-Trog. Hier tritt in drei Gebieten zwischen 1200 bis 1600 m Wassertiefe flüssiges Kohlendioxid aus - ein weltweit einzigartiges Vorkommen.

Die Prozesse, die zu diesen CO₂-Quellen führen, stellen für sich ein sehr interessantes Phänomen für die Meeresforschung dar. Dennoch war die Expedition SUMSUN im Wesentlichen einer eher angewandten Fragestellung gewidmet: Unter natürlichen Bedingungen wurde untersucht, wie sich eine Deponierung von Kohlendioxid in der Tiefsee auf Meeresfauna, umgebende Sedimente und Wasserkörper auswirken könnten.

Um die globale Temperaturerwärmung in vertretbaren Grenzen zu halten (2°C Klimaziel der Bundesregierung), werden derzeit verschiedene Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen von Kohlendioxid in die Atmosphäre diskutiert. Dazu gehört auch die Abtrennung und Deponierung von Kohlendioxid aus Kraftwerken und Großindustrie. Neben der Einlagerung in geeignete geologische Formationen an Land wird die Einlagerung in Sedimente der Tiefsee in Betracht gezogen. Besonders interessant ist eine solche Option durch die Tatsache, dass bei der Lösung von Kohlendioxid die Dichte des Wassers in den Sedimenten erhöht wird, dadurch hat das CO₂ nur eine geringe Tendenz, in das Ozean-Atmosphärensystem zurückzugelangen. Auch die Fähigkeit des Kohlendioxids, in Wassertiefen unterhalb etwa 400 m mit Wasser Kohlendioxidhydrate zu bilden (ganz analog zu den spätestens seit Frank Schätzings "Der Schwarm" bekannten Methanhydrate), stellt einen zusätzlichen "Sicherheitsmechanismus" für ein solches Verfahren dar.

Doch der saure, chemisch reaktive Charakter des Kohlendioxids wirft auch viele Fragen auf, etwa nach der Anpassungsfähigkeit von Mikroorganismen, der Auswirkung auf die Fauna des Meeresbodens oder eine mögliche Freisetzung von Schwermetallen. Daneben gilt es auch, Aussagen über das Verhalten von flüssigem Kohlendioxid im Falle eines Entweichens in die Wassersäule zu machen: Wie verhalten sich die aufsteigenden CO₂-Tropfen, wie schnell steigen sie auf, wie schnell wird das Kohlendioxid im Wasser gelöst und welchen Einfluss hat die Bildung von Gashydraten an der Grenze zwischen Wasser und Kohlendioxid auf diese Prozesse? Im Okinawa Trog, wo die Natur ein Demonstrationsexperiment für die Forschung vollführt, kann diesen Fragen in idealer Weise nachgegangen werden.

Das wissenschaftliche Team um Gregor Rehder bestand aus insgesamt 27 Forschern aus dem IOW, dem MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen, dem Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen, der Universität Bremen und dem Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) in Kiel. Verstärkt wurde die Gruppe durch Forscher vom Japan Marine Science and Technology Center (JAMSTEC) und dem National Institute of Advanced Science and Technology (AIST), zwei der führenden meereswissenschaftlichen Institute Japans, die zudem große Erfahrung in den Arbeitsgebieten haben.

Wichtigstes Arbeitsgerät war der bis 4000m Wassertiefe einsetzbare Tauchroboter QUEST 4000 des MARUM. QUEST bietet nicht nur direkte Einblicke in die Welten der Tiefsee durch Videokameras und Sonare, mit seiner Hilfe können gleichzeitig Messungen durchgeführt und Proben genommen werden.

Die Fahrt endete am 26. 3. in Manila, Philippinen.

Links:
http://www.bgr.de/fs_sonne/
http://www.marum.de/QUEST_4000_m.html