In den letzten Jahren haben Wissenschaftler viele Möglichkeiten zur Eindämmung der globalen Erwärmung vorgeschlagen, wie etwa: das Versprühen von Diamantstaub, die Arbeit mit Gletschern, das Reflektieren von Sonnenlicht, alternative Energien; Arbeit mit Abfällen aus menschlichen und landwirtschaftlichen Aktivitäten.
Diamantstaub
Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern aus der Schweiz und den USA hat Beweise dafür gefunden, dass das Versprühen von Diamantstaub aus einem Flugzeug in die Erdatmosphäre die globale Erwärmung stoppen könnte. Die Arbeit der Forscher wurde in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters (GRL) veröffentlicht.
Um herauszufinden, welcher Materialtyp am besten geeignet wäre, den Fluss der Sonnenwärme zur Erdoberfläche zu regulieren, simulierte ein Wissenschaftlerteam den Prozess des Einsprühens verschiedener Materialien in die Erdatmosphäre mithilfe eines speziell entwickelten 3D-Modells. Die Software verarbeitete Effekte durch den Einsatz verschiedener Aerosole, wie beispielsweise Licht- und Wärmereflexion. Anschließend simulierten die Forscher die Auswirkungen von atmosphärischen Partikelsprays aus sieben Substanzen auf die Erde: Kalzit, Diamant, Aluminium, Siliziumkarbid, Rutil, Schwefeldioxid und Anatas (eine Variante von Titandioxid).
Computersimulationen zeigten, dass Diamantstaub das meiste Sonnenlicht und die meiste Wärme reflektiert. Darüber hinaus haben Diamantpartikel den Vorteil, dass sie sich über einen längeren Zeitraum in der Luft halten, ohne zu verkleben. Die Forscher stellten außerdem fest, dass Diamant chemisch inert ist und daher nicht mit anderen Verbindungen in der Atmosphäre reagiert und beispielsweise zu saurem Regen führt, der durch die Verwendung von Schwefeldioxid entstehen könnte.
Modelle lassen darauf schließen, dass die Freisetzung von 5 Millionen Tonnen synthetischem Diamantstaub in die Erdatmosphäre die Erde in etwa 45 Jahren um 1,6 °C abkühlen würde. Die Kosten eines solchen Projekts würden sich allerdings auf etwa 200 Billionen US-Dollar belaufen.
Niederschlagsvorhersage mittels Künstlicher Intelligenz
Auf dem jüngsten International Rainfall Enhancement Forum in Abu Dhabi diskutierten Experten und Investoren erneut das Problem der zunehmenden Niederschläge in den Vereinigten Arabischen Emiraten, einem Golfstaat in einer der größten Wüsten der Welt. Jahrzehntelange Arbeit und Millionen von Dollar wurden bereits investiert, um die anhaltende Dürre in den Vereinigten Arabischen Emiraten zu bekämpfen. Die Bevölkerung der Region, die größtenteils aus Ausländern besteht, wächst trotz des trockenen, rauen Klimas und der sengenden Sommerhitze schnell.
Trotz aller Bemühungen der Vereinigten Arabischen Emirate kommt es weiterhin nur selten zu Niederschlägen. Auf dem International Precipitation Improvement Forum im Februar in Abu Dhabi diskutierten Vertreter eine neue Initiative zur Nutzung künstlicher Intelligenz, um Wolken für die Ausbringung von Wolken aus Flugzeugen genauer zu identifizieren.
Flug. Depositfile
Das Projekt, dessen Entwicklung drei Jahre gedauert hat, nutzt Satelliten-, Radar- und Wetterdaten, um einen Algorithmus zu erstellen, der vorhersagt, wo sich in den nächsten sechs Stunden Wolken bilden werden, die, nachdem sie mit Reagenzien geimpft wurden, zu Regen werden könnten. In den Vereinigten Arabischen Emiraten werden jedes Jahr Hunderte von Flügen durchgeführt, die Regen verursachen. Bei jährlichen Niederschlägen von nur rund 100 Millimetern sind die knapp zehn Millionen Einwohner der VAE hauptsächlich auf entsalztes Wasser angewiesen, das über Leitungen aus Fabriken kommt, die offiziellen Angaben zufolge rund 14 Prozent des weltweiten Wasserbedarfs produzieren.
Und obwohl die Behörden der VAE sagen, dass die Niederschlagsmenge infolge der Maßnahmen zugenommen habe, sind die Regenfälle nach wie vor so ungewöhnlich, dass es schon vorgekommen ist, dass Schulkinder in Applaus ausbrachen und zu den Fenstern ihrer Klassenzimmer eilten, um den Regen zu sehen. Eine Ausnahme von dieser trockenen Lage bildete der April 2024, als der stärkste Regenfall seit Beginn der Wetteraufzeichnungen zur Schließung des größten internationalen Luftverkehrsknotenpunkts Dubais und zu überfluteten Straßen führte, wodurch die Stadt mehrere Tage lang lahmgelegt wurde.
Auf der Suche nach Lösungen für das Dürreproblem riefen die VAE 2017 das Rain Forum ins Leben, das zum siebten Mal stattfand. Im Laufe eines Jahrzehnts wurden im Rahmen des Rainfall Quality Enhancement Program Zuschüsse in Höhe von 22,5 Millionen US-Dollar vergeben.
Spezielle Bodenmischungen
Künstliche Böden können Treibhausgase aktiv „absorbieren“, insbesondere in kalten Klimazonen. Zu diesem Schluss sind Wissenschaftler der RUDN-Universität im Rahmen eines Forschungsteams gekommen. Experten haben eine spezielle Mischung natürlicher Komponenten entwickelt, die doppelt so viel Kohlendioxid und Stickoxide absorbiert wie gewöhnliche Böden in arktischen Wäldern. Die Ergebnisse der durch ein Stipendium der Russian Science Foundation (RSF) unterstützten Arbeit wurden in Catena vorgestellt, berichtet RIA Novosti.
Bodenmischungen haben wie natürliche Böden eine „atmende“ Funktion: Die in ihnen lebenden Mikroben sind in der Lage, Kohlendioxid aufzunehmen und abzugeben, was der Hauptgrund für die Bildung einer „Wollkappe“ auf der Oberfläche unseres Planeten ist, die keine Wärmeabfuhr von der Erdoberfläche zulässt, erklärte der Pressedienst der Russischen Wissenschaftsstiftung. Die Intensität der Aufnahme und Abgabe hängt direkt von der Zusammensetzung des Bodens ab.
Gemische aus „sauberen“ Bodenbestandteilen (Technosole) enthalten häufig Industrieabfälle. Diese Zusammensetzung wird speziell auf der Grundlage der wirtschaftlichen Machbarkeit für eine bestimmte Klimazone ausgewählt. So werden beispielsweise Mischungen auf Torf-, Sand- und Lehmbasis häufig für die Landschaftsgestaltung von Städten in der arktischen Zone verwendet (z. B. zum Anlegen von Rasenflächen).
Wissenschaftler der Russischen Patrice-Lumumba-Universität der Völkerfreundschaft (RUDN), des Kola-Wissenschaftszentrums der Russischen Akademie der Wissenschaften, des Instituts für physikochemisch-biologische Probleme der Bodenkunde der Russischen Akademie der Wissenschaften und des Polar-Alpinen Botanischen Garten-Instituts des N.A. Kola-Wissenschaftszentrums der Russischen Akademie der Wissenschaften. Avrorina und ihre Kollegen aus den Niederlanden testeten die Fähigkeit von Technosalzen unterschiedlicher Zusammensetzung, Kohlenstoff- und Stickoxide aus der Luft in der Stadt Apatity zu absorbieren.
Boden. Kuban-Neuigkeiten
Es stellte sich heraus, dass die Technosole aufgrund der geringen Menge an leicht zugänglichen Nährstoffen zunächst ungünstige Bedingungen für Mikroorganismen boten. Dadurch war in diesen Böden die für das Leben aller Organismen notwendige Menge an Stickstoff und Kohlenstoff reduziert. Infolgedessen gab es in den Technosolen weniger Mikroorganismen als in natürlichen Böden. Außerdem war in künstlichen Bodenmischungen die Atmung, für die Mikroorganismen verantwortlich sind, etwa dreimal verlangsamt“, so der Pressedienst der Russischen Wissenschaftsstiftung in einer Erklärung.
Auf der Grundlage eines 14 Monate dauernden Experiments ermittelten Spezialisten, dass die jährliche Kohlenstoffaufnahme der Pflanzen auf den untersuchten Technosolen doppelt so hoch sein dürfte wie die Kohlendioxidemission der Böden der Arktisregion, wobei die Menge des emittierten Gases leicht zunimmt. Bei Verwendung der gleichen Zusammensetzungen in einem gemäßigten Klima erhöht sich die Menge des freigesetzten Kohlendioxids jedoch um ein Drittel im Vergleich zu „lokalen“ Böden.
„Die erzielten Ergebnisse können zur Entwicklung von Empfehlungen für den Einsatz von Bodenmischungen einer bestimmten Zusammensetzung in der städtischen Landschaftsgestaltung genutzt werden. Dies ermöglicht es uns, die ökologischen Auswirkungen solcher Böden zu berücksichtigen, was besonders wichtig für die Schaffung einer komfortablen und nachhaltigen städtischen Umgebung unter den Bedingungen der arktischen Zone Russlands ist. Wir planen, auch in Zukunft die chemischen und mikrobiologischen Parameter der Böden weiter zu überwachen und die Kohlendioxidemissionen langfristig zu bewerten“, zitiert die Pressemitteilung die Projektleiterin und leitende Forscherin am Labor für arktische städtische Ökosysteme des Forschungszentrums für intelligente Technologien für die nachhaltige Entwicklung der städtischen Umwelt im Kontext globaler Veränderungen an der Patrice-Lumumba-Universität der Russischen Föderation für die RUDN, Maria Korneikova.
Künstliche Verlangsamung des Gletscherschmelzens
Im Sommer 2024 wurden auf Konferenzen der American Geophysical Union und der European Geological Union radikale Ideen zur Bekämpfung der Gletscherschmelze diskutiert. Im Anschluss an diese Diskussionen veröffentlichten Wissenschaftler der Universität Chicago gemeinsam mit Kollegen aus Finnland und Deutschland ein Weißbuch zum Thema Geoengineering-Interventionen. In der veröffentlichten Arbeit räumten Glaziologen erstmals öffentlich die Möglichkeit eines technologischen Ansatzes zur Lösung der durch das Schmelzen der Gletscher verursachten Probleme ein. Konkrete Entwicklungen gebe es dort nicht, vielmehr werde eine „große Initiative“ für die Zukunft gefordert.
Die beiden größten Eisschilde, die Antarktis und Grönland, verlieren unter dem Einfluss der Klimaerwärmung allmählich an Bedeutung. Ihr Schmelzen ist in jedem Szenario bis zum Ende des Jahrhunderts unvermeidlich. Sie sind die Hauptverantwortlichen für den Anstieg des Meeresspiegels, der seit Mitte des 19. Jahrhunderts um fast 20 Zentimeter gestiegen ist.
Die Autoren des Weißbuchs sind der Ansicht, dass es unmöglich sei, den Anstieg des Meeresspiegels vollständig zu stoppen. Es sei jedoch durchaus möglich, ihn zu verlangsamen, während die Menschheit den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft vollzieht.
Doomsday-Gletscher. RBC
Wie die Online-Publikation Naked Science berichtet, ziehen Wissenschaftler zwei Arten von Interventionen in Betracht. Die erste besteht darin, eine Art „Vorhang“ an der Basis der Gletscher anzubringen, der verhindert, dass warmes Meerwasser sie unterspült. Vorläufige Berechnungen haben gezeigt, dass eine geringe Abschirmung ausreichend ist. Beim Thwaites-Gletscher im Amundsenmeer in der Antarktis beispielsweise würde selbst eine Isolierung des Meeresbodens um 80 Kilometer die Situation verbessern. Der zweite Ansatz besteht darin, den Abfluss des Schmelzwassers unter dem Gletscher ins Meer zu verlangsamen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich die Gletscherzerstörung verlangsamen oder sogar ganz stoppen ließe, wenn das Schmelzwasser umgeleitet würde. Dies kann durch das Bohren von Entwässerungsbrunnen in das Gletscherbett oder durch künstliches Einfrieren erfolgen.
Man kann nur raten, wohin jeder Ansatz führen wird. Es ist durchaus möglich, dass die Bodenfilter warmes Wasser zu nahegelegenen Eisschelfen umleiten und dass das Versiegen der üblichen Strömungen das Leben der dortigen Meereslebewesen und der menschlichen Küstensiedlungen stören wird. Für die ökologische Situation sind Bohrungen weniger belastend, aber werden sie auch wirksam sein, und ist es nicht billiger, sich schrittweise an den Klimawandel anzupassen, als aufwändige Ingenieursarbeiten durchzuführen?
Ein Projekt zur weltweiten Reinigung der Ozeane von angesammeltem Kohlendioxid
Die Ozeane, die Atmosphäre und das Land der Welt sind miteinander verbunden, auch was die Aufrechterhaltung des Sauerstoffhaushalts und den Fluss der Treibhausgase betrifft. Heute, wo der Gehalt dieser Gase in der Atmosphäre einen Rekordwert erreicht hat und der Aufwärtstrend anhält, sind auch die Meere und Ozeane mit der Belastung durch die Verarbeitung von Kohlendioxid-„Wolken“ konfrontiert. Und ihre Möglichkeiten sind nicht endlos. Wenn mehr Kohlendioxid in der Luft vorhanden ist, löst es sich aktiver im Wasser und bildet Ionen mit sauren Eigenschaften. Es kommt zu einer Versauerung der Weltmeere. Im Jahr 2014 nahm die WMO in ihren jährlichen Treibhausgasbericht erstmals einen speziellen Abschnitt zur Versauerung auf. In dem Dokument wird darauf hingewiesen, dass die derzeitige Zunahme der Ozeanversauerung die höchste der letzten 300 Millionen Jahre ist und dass dieser Wert Prognosen zufolge bis mindestens Mitte des 21. Jahrhunderts weiter ansteigen wird.
Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist sich dieses negativen Problems bewusst und sucht nach Auswegen. Eine Lösung wird von Captura angeboten, einer Tochtergesellschaft des California Institute of Technology; Sie wird ein Projekt starten, um die Ozeane weltweit von angesammeltem Kohlendioxid zu reinigen. Das Funktionsprinzip von Captura basiert auf einem patentierten Meerwasserdialyseverfahren. Mithilfe der Energie von Solarmodulen wird gereinigtes Meerwasser in Flüssigkeit und Salz getrennt, das sich in Säure verwandelt. Anschließend wird die Säure demselben Meerwasser zugesetzt, wodurch Kohlendioxid freigesetzt wird. Es wird in Lagertanks gepumpt und das gereinigte Wasser wird wieder ins Meer eingeleitet.
Ozean. Moika78.ru Nachrichten SPb
Nach der Reinigung wird Meerwasser wieder zu einem natürlichen Reservoir für Kohlendioxid aus der Atmosphäre, sodass der Prozess der Gasfreisetzung nahezu endlos wiederholt werden kann. Die geschätzte Effizienz einer Captura-Anlage beträgt bis zu 100 Tonnen CO2 pro Jahr. Die Technologie erleichtere es, den Wasserfilterprozess zu skalieren und die Kohlendioxidextraktionsrate aus dem Meer zu erhöhen, berichtet Techkult.
Einige Umweltgruppen stehen dieser Technologie skeptisch gegenüber. Captura plant, das Wasser zu filtern, um zu verhindern, dass Meerestiere in die Anlage gelangen. Es ist jedoch unklar, ob die Filter dünn genug sind, um Plankton fernzuhalten. Plankton bildet die Grundlage des gesamten marinen Nahrungsnetzes. Darüber hinaus bestehen Bedenken hinsichtlich der zunehmenden Industrietätigkeit und Lärmbelästigung der bereits belasteten Meeresökosysteme. Andererseits hat das Weltwirtschaftsforum (das im Juni 2024 in Genf stattfindet) Captura in die Liste der „Technologiepioniere 2024“ aufgenommen und damit grünes Licht für die Maßnahmen des Unternehmens gegeben.
Künstliche Vulkane
Um die globale Erwärmung zu verlangsamen, haben Wissenschaftler vorgeschlagen, künstliche Vulkane zu errichten, die einen riesigen „Hitzeschild“ bilden, der die Temperatur der Erde senkt. Bei der „Pinatubo-Strategie“ werden Strahlen in die Stratosphäre abgefeuert, die Schwefelverbindungen freisetzen, die das Sonnenlicht von der Erde weg reflektieren – und so die natürlichen atmosphärischen Effekte eines Vulkanausbruchs nachahmen.
Henrik Welle
Im Jahr 2011 verwendeten britische Wissenschaftler im Rahmen des dreijährigen SPICE-Projekts (Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering) in einem Feldexperiment eine riesige Röhre und einen Ballon, um Partikel in die Stratosphäre zu injizieren und diese abzukühlen.
Hüllen Sie Grönland in eine reflektierende Decke
Wissenschaftler untersuchen die Möglichkeit, Grönland mit einer massiven reflektierenden Decke zu umhüllen, um das Abschmelzen der Gletscher zu verlangsamen. Im Jahr 2009 schlug der Klimaforscher Ken Caldeira von der Carnegie Institution for Science vor, dass die Reflexion des Sonnenlichts von verschiedenen Regionen – vor allem der Arktis – den Erwärmungseffekt verringern und Gletscher zum Schmelzen bringen könnte.
Paul Souders
In der 2009 ausgestrahlten Discovery-Serie „Saving the Planet“ verwenden Wissenschaftler unter der Leitung des Glaziologen Jason Box reflektierende weiße Polypropylendecken, um Gletscher abzudecken und diese Theorie zu testen.
Fütterung von Nutztieren mit Knoblauch Die
Viehzucht ist der weltweit größte Produzent von Methan, einem gefährlichen Treibhausgas, das zur globalen Erwärmung beiträgt und jedes Jahr für über eine Million vorzeitige Todesfälle bei Menschen verantwortlich ist. Laut einem Bericht des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) und der Climate and Clean Air Coalition ist die Reduzierung der landwirtschaftsbedingten Methanemissionen, die durch die Freisetzung von Gasen bei Fürzen und Rülpsen entstehen, der Schlüssel zur Bekämpfung des Klimawandels.
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Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Fütterung von Nutztieren mit Knoblauch, der bioaktive organische Schwefelverbindungen enthält, die Methanemissionen verringert und sich positiv auf die Gesundheit der Verbraucher von Fleisch und Milchprodukten aus der Viehzucht auswirkt.
Künstliche Bäume, die CO2 aus der Luft entfernen
Wissenschaftlern der Arizona State University (ASU) zufolge könnte das Anpflanzen künstlicher Bäume mit Schichten kohlenstoffabsorbierender Scheiben den Klimawandel auf globaler Ebene bekämpfen. Die künstlichen Bäume nutzen eine Technologie zur Kohlenstoffabscheidung und können CO2 Berichten zufolge tausendmal schneller abscheiden als natürliche Bäume.
Arizona State Universität
Der erste mechanische Baum wurde von Klaus Lackner, einem Physiker und Direktor des Center for Negative Carbon Emissions, entworfen und 2022 auf dem ASU-Campus aufgestellt.
Erzwungene Planktonblüte
Phytoplankton ist eine mikroskopisch kleine Pflanze, die im Meer schwimmt und Meereslebewesen als Nahrung dient, Sauerstoff produziert, Kohlendioxid absorbiert und Sauerstoff an die Luft abgibt. Verschmutzungen durch Landwirtschaft und Industrie können zur Bildung riesiger Planktonansammlungen führen. Wissenschaftler hoffen, dass sie durch die Düngung der Tiefsee mit Eisen eine enorme Planktonblüte auslösen und zusätzliches CO2 absorbieren können. Die Methode wurde 2019 in der Times veröffentlicht, bleibt jedoch ein umstrittener Ansatz zur Bekämpfung des Klimawandels.
Gefälschter Walkot
Wissenschaftler wollen die Menge der vom Meer gebundenen Treibhausgasemissionen erhöhen, indem sie aus eisenhaltigem Sand oder Vulkanasche künstlichen Walkot herstellen. Wale scheiden auf natürliche Weise eisenhaltige Fäkalien auf der Meeresoberfläche aus und bilden dadurch riesige Schwärme von Phytoplankton, die Fische ernähren und Kohlenstoff binden.
izanbar
Professor Sir David King, Vorsitzender des Zentrums für Klimawiederherstellung an der Universität Cambridge und Leiter des Projekts „künstlicher Kot“, hofft, dass Planktonblüten 50 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen absorbieren könnten.
Riesige Schneekanonen sollen Gletscher zerstören
Riesige Schneekanonen pumpen Meerwasser, um Billionen Tonnen Kunstschnee zu erzeugen, der dann auf Gletscher geschüttet wird.
David Merron Fotografie
Einer 2019 in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie zufolge könnte die Erzeugung eines künstlichen Schneesturms in der Küstenzone rund um die Gletscher Thwaites und Pine Island den westantarktischen Eisschild stabilisieren und so den Eisverlust und den deutlichen Anstieg des Meeresspiegels verringern. Anders Levermann, Physiker am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Co-Autor der Studie, erklärte in einer Stellungnahme: „Der westantarktische Eisschild ist einer der Kipppunkte in unserem Klimasystem. Der Eisverlust beschleunigt sich und wird möglicherweise erst dann aufhören, wenn der westantarktische Eisschild praktisch verschwunden ist.“
Drohnen zum Platzieren von Bomben an Bäumen
Die Aufforstung aus der Luft mithilfe von Drohnen gilt als Lösung für die Abholzung nach Waldbränden und in schwer zugänglichen Gebieten. In Australien nutzt AirSeed Technologies Drohnen und KI, um „Samenbomben“ in von Buschbränden oder Überschwemmungen verwüsteten Gebieten abzuwerfen.
AirSeed-Technologien
Laut dem Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen der Vereinten Nationen ist die Wiederaufforstung von entscheidender Bedeutung, um die Auswirkungen des Klimawandels zu verringern. Eine Studie aus dem Jahr 2019 ergab, dass auf der Erde Platz zum Pflanzen von Hunderten Milliarden Bäumen vorhanden ist, wodurch der Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre um 25 % gesenkt werden könnte. Einer Studie aus dem Jahr 2020 zufolge könnte durch die Neupflanzung von Bäumen der CO2-Fußabdruck der USA um 14 % reduziert werden.
Im Labor gezüchtetes Fleisch
Früher dachte man, der Verzehr von Fleisch aus Laborproduktion sei besser für die Umwelt als der Verzehr von Rindfleisch aus Zuchtbetrieben. Für im Labor gezüchtetes Fleisch ist keine Weide erforderlich, für den Futteranbau wird weniger Wasser und Land benötigt und es wird weniger Methan produziert als bei Rindern.
D-Kane
Eine Studie aus dem Jahr 2023 ergab jedoch, dass der Energiebedarf und die Treibhausgasemissionen in allen Phasen der kultivierten Fleischproduktion vier- bis 25-mal höher sind als in der traditionellen Rinderzucht. Dies spiegelt die Ergebnisse einer Studie aus dem Jahr 2019 wider, die nahelegt, dass Rinder zwar durch die Emission von Methan zur globalen Erwärmung beitragen, kultiviertes Fleisch auf lange Sicht jedoch insgesamt schädlicher für den Planeten sein könnte.
Zwar haben Wissenschaftler noch keine emissionsarme Lösung für die Fleischproduktion im Labor gefunden, aus Tierschutzsicht hat die Fleischproduktion jedoch dennoch positive Auswirkungen.
Pflanzliche Ernährung
In einem Bericht aus dem Jahr 2024 kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Menschen weniger Fleisch und tierische Produkte essen und auf eine überwiegend pflanzliche Ernährung umsteigen müssten, um die Treibhausgasemissionen und die globale Erwärmung um 1,5 Grad Celsius zu senken.
Yagi Studio
Dies spiegelt einen früheren Bericht aus dem Jahr 2020 wider, der Beweise dafür fand, dass eine deutliche Reduzierung des Fleischkonsums und die Umstellung auf eine pflanzliche Ernährung die optimale Lösung zur Reduzierung der globalen Emissionen ist.
Ein separater Bericht aus dem Jahr 2021 stellte fest, dass tierische Produkte doppelt so viele Treibhausgase in die Atmosphäre ausstoßen wie pflanzliche Produkte.
Plastikfressende Enzyme
Die Menschheit produziert doppelt so viel Plastik wie noch vor zwei Jahrzehnten und nur 9 % des Plastiks werden erfolgreich recycelt. Den Vereinten Nationen zufolge ist Plastik nicht biologisch abbaubar und kann bis zu 500 Jahre brauchen, um sich zu zersetzen.
Daten der University of Colorado zeigen, dass beim Kunststoffrecycling jährlich zwischen 184 und 213 Millionen Tonnen Treibhausgase freigesetzt werden. Die Entsorgung von Einwegkunststoffen auf Mülldeponien ist für mehr als 15 % der Methanemissionen verantwortlich.
Gary Bell
Im Jahr 2022 wurde mithilfe künstlicher Intelligenz ein plastikfressendes Bakterium entwickelt, das das Plastikproblem lösen könnte. Forscher haben eine Variante eines Enzyms namens Hydrolase entdeckt, das PET (Polyethylenterephthalat) in seine Molekülbestandteile zerlegen kann. Eine separate Studie aus dem Jahr 2023 fand Hinweise darauf, dass die Strukturbiologie genutzt werden könnte, um ein Enzym zu entwickeln, das Plastik „frisst“.
Schiffe, die Wolken erzeugen
Wissenschaftler haben die Möglichkeit untersucht, eine Flotte von „Wolken erzeugenden“ Schiffen einzusetzen, um die Wolkendecke zu verstärken und die Atmosphäre abzukühlen. Bei der Methode der Marine Cloud Brightening (MCB) geht es darum, die „genau richtige“ Aerosolpartikelgröße zu finden.
„Da die Gefahr besteht, dass die Partikelgröße entweder den Niederschlag oder die Verdunstung verstärkt, müssen die optimale Partikelgröße und -anzahl wahrscheinlich auf die Zielwolke zugeschnitten werden“, sagte der NOAA-Wissenschaftler Graham Feingold.
Einer Studie aus dem Jahr 2021 zufolge werden dabei vor allem Stratocumuluswolken im Fokus stehen, die große Bereiche der Erdoberfläche bedecken.
Unterwasserwände zum Schutz der Gletscher
Wände aus Fels und Sand auf dem Meeresboden könnten dazu dienen, Unterwassergletscher vor dem Schmelzen zu schützen und das Risiko eines Anstiegs des Meeresspiegels in der Antarktis zu verringern, sagen Forscher.
In einer Studie aus dem Jahr 2018 untersuchten Wissenschaftler diese Form des Geoengineering, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Küstengebiete zu mildern. Die Strukturen sollen verhindern, dass wärmeres Wasser an die Basis der Gletscher gelangt, was die Hauptursache für das Abschmelzen der Gletscher ist. Der Guardian berichtete, dass die Eisfläche rund um den Südpol zwischen 2010 und 2016 um 556 Quadratmeilen (1.463 Quadratkilometer) geschrumpft sei.
Schwache Sonne
Zwar wird eine Verdunkelung der Sonneneinstrahlung den Klimawandel nicht umkehren, Forscher haben jedoch herausgefunden, dass sie einen kühlenden Effekt haben könnte. Solartechnik, die einen Teil der Sonnenstrahlen in den Weltraum reflektiert, könnte laut einem Bericht aus dem Jahr 2018 dazu beitragen, den globalen Temperaturanstieg auf weniger als 1,5 Grad Celsius zu begrenzen und die im Pariser Abkommen festgelegten Ziele zu erreichen.
Einer Studie aus dem Jahr 2023 zufolge könnte die Blockierung eines Teils des Sonnenlichts durch eine Kombination von Solartechnik-Verfahren die Polarregionen auch vor dem Schmelzen schützen.
Glas auf arktischem Eis
Satellitenbeobachtungen der NASA zufolge nimmt die Ausdehnung des arktischen Meereises im Sommer im Vergleich zur durchschnittlichen Eisausdehnung zwischen 1981 und 2010 um 12,2 Prozent pro Jahrzehnt ab.
Eine Lösung könnte darin bestehen, große Teile der Arktis mit einer dünnen Schicht aus reflektierenden Glasperlen zu bedecken, die junges Eis schützen und die Bildung von älterem Eis ermöglichen, so das Arctic Ice Project, eine gemeinnützige Organisation. Wissenschaftliche Experimente zum Testen von Geoengineering-Techniken an Seen und Flüssen in Kanada waren einer Studie aus dem Jahr 2018 zufolge einigermaßen erfolgreich.
Gebäude weiß streichen
Forscher haben herausgefunden, dass das Streichen von Gebäuden in einem ultrakühlen Weiß eine kostengünstige Kühllösung sein könnte. In vielen heißen Ländern wie Griechenland und Spanien sind weiße Häuser die Norm. Sie reflektieren starke Sonnenstrahlen und sorgen so für eine kühlere Gebäudeatmosphäre.
Im Jahr 2023 erfanden Forscher eine neue ultraweiße Formel, die laut Modellversuchen 98,1 % der Sonnenwärme von der Oberfläche reflektierte. Die Farbe gewann einen Innovationspreis für ihr Potenzial, Oberflächen kühl zu halten und den Bedarf an Klimaanlagen zu reduzieren.
Recycling menschlicher Abfälle
Forscher haben herausgefunden, dass die Kompostierung menschlicher Abfälle zur Verwendung als Düngemittel in der Landwirtschaft den Ausstoß von Treibhausgasen und durch Abfälle übertragene Krankheiten verringert.
Eine im Jahr 2020 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie untersuchte die Sanitärversorgung und Kompostierung menschlicher Abfälle in einem großen Slum in Haiti, wo nur 30 % der Bevölkerung Zugang zu sanitären Einrichtungen haben. Die Forscher fanden heraus, dass bei der Kompostierung außerhalb des Standorts eine Methanemissionsrate von 0,5 % vorliegt, verglichen mit 20–80 % bei Senkgruben und Lagunen.
„Kompostierung hinterlässt einen viel kleineren Treibhausgas-Fußabdruck als alle anderen heute üblichen nicht-kanallosen Technologien“, sagte Rebecca Ryals, Professorin an der UC Merced und Co-Autorin der Studie, in einer Erklärung.
Insektenfutter
Laut dem Weltwirtschaftsforum können Insekten eine alternative Proteinquelle darstellen und den Ausstoß von Treibhausgasen reduzieren. Eine Studie aus dem Jahr 2017 ergab, dass Grillenfarmen 75 % weniger Kohlendioxid und halb so viel Wasser ausstoßen wie Geflügelfarmen.
Eine separate Studie aus dem Jahr 2023 lieferte Hinweise darauf, dass essbare Insekten, von denen viele als Schädlinge gelten, eine Reihe von Umwelt- und Gesundheitsproblemen lösen könnten, indem sie die Treibhausgasemissionen aus der Lebensmittelproduktion reduzieren und angesichts des globalen Bevölkerungswachstums eine zusätzliche Nahrungsquelle bieten.
Nutzung von Algen zur Lebensmittel-, Kraftstoff- und Zementproduktion
Wissenschaftler, die die potenzielle Verwendung von Mikroalgen zur Kohlenstoffbindung, in der Medizin und in der Nahrungsmittelindustrie untersuchen, haben herausgefunden, dass einige Algenarten Kalkstein bilden, der zur Herstellung von Biozement und zur Reduzierung des Kohlenstoffverbrauchs verwendet werden könnte.
Eine Studie aus dem Jahr 2024 ergab, dass Mikroalgen als Biokraftstoff und als umweltfreundlichere Alternative zu fossilen Brennstoffen genutzt werden könnten. Ein separater Bericht aus dem Jahr 2024 stellte fest, dass pflanzlichen Lebensmitteln zunehmend Algen als Nährstoffzutat zugesetzt werden. Forscher fanden heraus, dass beim Anbau und der Ernte von Algen im Vergleich zu herkömmlichen pflanzlichen und tierischen Quellen weniger natürliche Ressourcen benötigt werden.
Der menschliche Körper als Energiequelle
Anstatt die von Menschen in geschäftigen Stadtgebieten erzeugte Wärme zu kühlen, nutzen Wissenschaftler die menschliche Wärme zum Heizen von Gebäuden.
In Schweden gewinnt ein Öko-Bürogebäude über dem Stockholmer Hauptbahnhof die überschüssige Wärme, die von Tausenden von Passagieren erzeugt wird. Mithilfe von Wärmetauschern wird überschüssige Wärme in warmes Wasser umgewandelt, das bis zu 20 % der Büroheizung abdeckt. Zur Kühlung des Gebäudes wird Wasser aus einem nahegelegenen See entnommen.
Asbest zur Entfernung von CO2 aus der Luft
Wissenschaftler untersuchen, wie Asbest (in seiner natürlichen Form) als „Kohlenstoffsenke“ genutzt werden könnte, um CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen. Asbest ist ein natürlich vorkommendes faseriges Silikatmineral, das im Boden harmlos ist, sich bei der Herstellung jedoch in eine krebserregende Verbindung verwandelt und beim Einatmen schwere Gesundheitsprobleme verursacht.
In einer Studie aus dem Jahr 2019 berichteten Wissenschaftler, wie Bergbauabfälle, darunter Asbest, zur Kohlenstoffbindung genutzt werden könnten.
Die Berge weiß streichen
Im Jahr 2010 hat ein peruanischer Erfinder in einem Experiment einen Berggipfel in den peruanischen Anden weiß getüncht, um herauszufinden, ob dies vor schmelzenden Gletschern schützen könnte, indem es die Wärme von den Gipfeln weg reflektiert. Das Projekt Glaciares de Peru, ein frühes Beispiel für Geoengineering, hat im Wettbewerb „100 Ideen zur Rettung des Planeten“ der Weltbank einen Preis in Höhe von 200.000 US-Dollar gewonnen.
Im Jahr 2023 berichtete Reuters, dass in den letzten sechs Jahrzehnten 56 % der tropischen Gletscher Perus infolge des Klimawandels verschwunden seien.
Ausdehnung des arktischen Meereises
Im Jahr 2023 führten Forscher des Centre for Climate Restoration der Universität Cambridge in der Cambridge Bay am Polarkreis ein Experiment durch, bei dem sie Meerwasser über die Oberfläche bohrten und pumpten, um das Eis zu gefrieren und so zu verdicken.
Dies könne das Eis vor dem Schmelzen schützen und verlorenes Eis wiederherstellen, um einige der Auswirkungen der Kohlendioxidemissionen zu mildern, sagt das Team. Eine Studie aus dem Jahr 2024, die die Auswirkungen des Experiments untersuchte, fand Hinweise darauf, dass das Eis weiter vom Injektionspunkt aus gefriert. Dies legt nahe, dass eine stärkere Verdickung des arktischen Eises eine nützliche Strategie zur Eindämmung weiteren Eisverlusts sein könnte.
Leben in Häusern aus Abfall
Die Bauindustrie ist für einen großen Teil der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich und schickt jedes Jahr riesige Mengen Abfall auf Mülldeponien. Nach Schätzungen der Europäischen Kommission produziert die Industrie mehr als ein Drittel des Abfalls in der Europäischen Union. Etwa die Hälfte der jährlich weltweit geförderten 100 Milliarden Tonnen Rohstoffe wird im Bauwesen verwendet.
Eine Lösung, die derzeit getestet wird, ist die Verwendung von recycelten Materialien wie Kunststoff zur Herstellung von Ziegeln. Eine Studie aus dem Jahr 2022 ergab, dass die Verwendung recycelter Baumaterialien wie Kunststoff, Glas, Beton und Stahl beim Bauen die Umweltauswirkungen des Bauens um bis zu 65 % reduzieren kann.
Kohlenstoff unter der Erde speichern
Durch die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff (ein Prozess, der als Kohlenstoffbindung bekannt ist) kann die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre verringert und die Auswirkungen auf die Umwelt gemindert werden.
In einer Studie aus dem Jahr 2022 untersuchten Wissenschaftler die Bedeutung der Erosion bei der Kohlenstoffspeicherung, um herauszufinden, ob der Untergrund mithilfe von „Grenztechnologien“ zur Speicherung von mehr Kohlenstoff genutzt werden könnte. Wissenschaftler haben Hinweise darauf gefunden, dass der Untergrund zur Kohlenstoffbindung genutzt werden könnte, da große Mengen Kohlenstoff in jahrhundertealten unterirdischen Ablagerungen eingeschlossen sind.
Weltraumgestützte Solarenergie
Seit den 1920er Jahren untersuchen Wissenschaftler, wie man Sonnenenergie im Weltraum sammeln und zur Erde übertragen kann. Der NASA zufolge könnten große Solarmodule in den Weltraum geschossen werden und die von ihnen gesammelte Energie könnte dann mithilfe von Laser- oder Mikrowellenstrahlen zu unserem Planeten zurückgesendet werden. In einem NASA-Bericht aus dem Jahr 2024 wurden die potenziellen Kosten und Bedingungen für die Bereitstellung von Solarenergie im Weltraum sowie die Rolle bewertet, die die NASA bei der Entwicklung von Technologien zur Nutzung dieser Energie spielen könnte.
Europäische Weltraumorganisation – ESA/European SPS Tower-Konzept
Der Europäischen Weltraumorganisation zufolge ist das Sonnenlicht in der Atmosphäre zehnmal intensiver als auf der Erdoberfläche. Weltraumgestützte Solarenergie könnte Europa dabei helfen, bis 2050 einen Netto-Null-Ausstoß an Treibhausgasen zu erreichen.
Reduzierung der Anzahl der Flüge
Der Flugverkehr trägt erheblich zum Klimawandel bei. Einem im Atmospheric Environment Journal veröffentlichten Bericht zufolge verursacht die Luftfahrtindustrie jährlich bis zu 2,4 Prozent der weltweiten Kohlendioxidemissionen. Das Institute for Environment and Energy Studies berichtete, dass die „Hypermobilität“ des Flugverkehrs dazu geführt habe, dass die weltweite jährliche Passagierzahl im Jahr 2019 4,56 Milliarden erreichte.
In einer Studie aus dem Jahr 2022 untersuchten Forscher, wie Verhaltensänderungen wie der Verzicht auf das Fliegen, die Wahl alternativer Verkehrsmittel und der Ausgleich von CO2-Emissionen gefördert werden könnten, um die individuellen Auswirkungen zu verringern.
Algenzucht im Meer zur Reduzierung des Säuregehalts
Der Ozean absorbiert etwa ein Drittel des Kohlendioxids des Planeten aus der Atmosphäre. Wissenschaftler haben jedoch festgestellt, dass das Meerwasser mit der Zunahme der Kohlendioxid-Emissionen saurer geworden ist und Kohlenstoff weniger effektiv bindet.
Algen können jedoch zur „Kalkbildung“ des Wassers beitragen, indem sie Enzyme freisetzen, die Kohlendioxid in Bicarbonat-Ionen zerlegen. Diese Ionen können dann zur Verkalkung verwendet werden. In einer Studie aus dem Jahr 2016 fanden Wissenschaftler heraus, dass Algen dazu beitragen, dass Wasser kohlenstoffneutral bleibt und mehr Kohlenstoff absorbiert.
Die Rückkehr der Wollmammuts
In einem an Jurassic Park erinnernden Projekt haben Wissenschaftler der Harvard University die Möglichkeit untersucht, Wollmammuts wieder zum Leben zu erwecken.
Wissenschaftsfotobibliothek – LEONELLO CALVETTI
Die Wiedereinführung zuvor ausgestorbener Großtiere und Pflanzenfresser in arktische Lebensräume könnte die Treibhausgasemissionen reduzieren, indem sie als natürlicher Geoengineering-Mechanismus wirkt, sagen Forscher des Woolly Mammoth Revival Project. Durch ihr Zertrampeln könnten sie dazu beitragen, dass Grasland, das weniger Wärme absorbiert als Bäume, gedeiht, und gleichzeitig das Schmelzen des Permafrosts verhindern.
Viehtoiletten
Forscher aus Neuseeland haben Rinder erfolgreich darauf „trainiert“, eine Toilette mit dem Namen „MooLoo“ zu benutzen. Ziel des Projekts ist es, die Ammoniakemissionen aus Urin und Mist zu reduzieren, die in den Boden und nahegelegene Wasserquellen gelangen und dort zur Bildung von Distickstoffmonoxid – einer Art Treibhausgas – und saurem Regen führen.
Einem Bericht aus dem Jahr 2021 zufolge kann eine Kuh 30 Liter Urin pro Tag produzieren. Wenn sich dieser Urin mit dem Kot vermischt, entsteht Ammoniak. Obwohl Urin nicht so schädlich ist wie das Methan, das beim Furzen und Rülpsen von Rindern freigesetzt wird, machte Lachgas aus Urin im Jahr 2019 in Großbritannien 5 % aller Treibhausgase aus der Landwirtschaft aus.
Windräder am Himmel
Luftgestützte Technologien könnten die Lösung im Kampf gegen den Klimawandel sein. Technologien wie Riesendrachen werden als Methode erforscht, um Windenergie hoch über dem Boden und an abgelegenen Orten zu sammeln, an denen herkömmliche Windturbinen nicht installiert werden können.
SkySails-Gruppe
Einer Studie aus dem Jahr 2013 zufolge sind die Winde in großen Höhen tendenziell stärker als die Winde an der Oberfläche, was zu einer durchschnittlichen Leistungsdichtesteigerung von bis zu 4,5-mal führt.
