Wie Geoengineering den gigantischen Thwaites-Gletscher retten soll

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Schlechte Nachrichten aus der westlichen Antarktis: Im Dezember meldeten Forscherinnen und Forscher, dass sich im östlichen Schelfeis des Thwaites-Gletschers, einer Eismasse von der Größe Floridas, die sich über rund 120 Kilometer erstreckt, große Risse gebildet haben. Die Risse scheinen zu wachsen.

Die Forschergruppe warnte davor, dass die schwimmende "Zunge" des Gletschers in nur fünf Jahren abreißen und ins Meer treiben könnte, wodurch die Klammer, die den Thwaites-Gletscher derzeit stützt, herausgerissen würde. Dies könnte schlimmstenfalls eine Kettenreaktion auslösen, bei der immer mehr der hoch aufragenden Eisklippen freigelegt werden, die dann abreißen und zusammenbrechen.

Ein vollständiger Verlust der auch als "Weltuntergangsgletscher" bekannten Eisfläche könnte den Meeresspiegel um bis zu einem Meter ansteigen lassen – oder sogar um drei Meter, wenn der Kollaps auch noch die umliegenden Gletscher mitreißt, so die Wissenschaftler der "International Thwaites Glacier Collaboration". In jedem Fall würden Küstenstädte auf der ganzen Welt überflutet und Millionen von Menschen wären bedroht.

Angst vor der großen Schmelze

All dies wirft eine dringende Frage auf: Gibt es irgendetwas, was wir tun könnten, um die große Schmelze zu verhindern? Selbst wenn die Welt all die Treibhausgasemissionen, die den Klimawandel antreiben und das Wasser unter dem Schelfeis wärmer werden lassen, sofort stoppen würde, würde das nichts mehr dazu beitragen, das vorhandene Stützeis des Thwaites-Gletschers zu verdicken und wieder zu stabilisieren, sagt John Moore, Glaziologe und Professor am Arktischen Zentrum der Universität von Lappland in Finnland.

"Die einzige Möglichkeit, den Zusammenbruch zu verhindern, besteht darin, die Eisdecke physisch zu stabilisieren", sagt er. Dazu sei ein aktiver Schutz des Gletschers erforderlich. Mit anderen Worten: radikales (und nicht unumstrittenes) Geoengineering.

Moore und andere Forscher haben bereits Wege vorgeschlagen, wie der Mensch eingreifen könnte, um auch andere wichtige Gletscher zu erhalten. Einige der Pläne umfassen den Bau künstlicher Stützsysteme in Form polarerer Megaprojekte – oder die Nutzung anderer Methoden, die die Natur dazu bringen würden, die bestehenden Gletscher zu regenerieren. Der Grundgedanke dabei ist, dass eine Handvoll technischer Maßnahmen an der Quelle des Problems die Sachschäden und Überschwemmungsgefahren, mit denen praktisch jede Küstenstadt und jeder niedrig gelegene Inselstaat konfrontiert sein würde, erheblich verringern könnten. Auch die Kosten von Schutzmaßnahmen in diesen Regionen lägen sicherlich deutlich höher als direkt an den Gletschern.

Zeit gewinnen – für einige Jahrhunderte

Wenn die Pläne funktionieren, könnten sie möglicherweise wichtige Eisschilde für einige weitere Jahrhunderte vor dem Abschmelzen bewahren und die Menschheit könnte mehr Zeit gewinnen, um die Emissionen zu senken und das Klima zu stabilisieren, sagen die Experten. Doch bis es soweit ist, gibt es massive logistische, technische, rechtliche und finanzielle Herausforderungen. Und es ist noch nicht klar, wie wirksam die Maßnahmen tatsächlich sind, oder ob sie überhaupt durchgeführt werden könnten, bevor einige der größten Gletscher verloren gegangen sind.

In Untersuchungen und Papers, die 2018 veröffentlicht wurden, haben Moore, Michael Wolovick aus Princeton und andere die Möglichkeit aufgezeigt, kritische Gletscher, darunter den Thwaites, durch massive Bauprojekte, bei der große Mengen Erde bewegt werden müssten, zu erhalten. Dabei müsste enormes Material verschifft oder ausgebaggert werden, um Böschungsansätze oder ganze künstliche Inseln um oder unter den wichtigsten Gletschern zu errichten. Die Strukturen würden dann Gletscher und Schelfeis stützen und/oder die warmen Wasserschichten am Meeresboden blockieren, die sie von unten schmelzen lassen.

In jüngster Zeit haben Moore und Co. sowie Forscher der University of British Columbia ein weiteres technisches Konzept beleuchtet: den Bau von am Meeresboden verankerten "Vorhängen". Dabei handelt es sich um schwimmfähige, flexible Bahnen aus geotextilem Material, die – so die Idee – warmes Wasser zurückhalten und umleiten könnten.

Teuer, aber trotzdem billiger

Man hofft, dass dieser Vorschlag billiger ist als die früheren und dass diese Systeme auch Kollisionen mit Eisbergen standhalten und leicht wieder entfernt werden können, falls es zu negativen Auswirkungen auf die Natur kommt. Die Forscher haben bereits den Einsatz der Meeresvorhänge um drei Gletscher in Grönland sowie um den Thwaites- und den nahegelegenen Pine-Island-Gletscher in der Antarktis modelliert.

Wenn die Meeresvorhänge genügend warmes Wasser umleiten würden, könnte das östliche Schelfeis des Thwaites-Gletschers beginnen, sich wieder zu verdicken und sich fester mit den Unterwasserformationen verbinden, die es seit Jahrtausenden stützen, sagt Moore. "Die Idee ist, das System in den Zustand um das frühe 20. Jahrhundert zu versetzen, als das warme Wasser nicht so stark zum Schelfeis vordringen konnte wie heute", erläutert er.

Die Forscher haben die Kosten und Auswirkungen einer strategischen Platzierung dieser Strukturen in den wichtigsten Strömungen, über die das meiste warme Wasser ankommt, gegenüber der Errichtung eines breiteren Vorhangs weiter draußen in der Bucht untersucht. Dieser Ansatz würde etwa 50 Milliarden Dollar kosten. Das ist ein großer Betrag – aber nicht einmal die Hälfte dessen, was eine vorgeschlagene Schutzmauer um New York City kosten würde.

Wird es funktionieren?

Andere Wissenschaftler haben weitere mögliche Ansätze ins Auge gefasst, darunter das Anbringen von reflektierendem oder isolierendem Material über Teilen der Gletscher oder den Bau von Zäunen, um Schnee zurückzuhalten, der sonst ins Meer geweht würde. Weitere Ideen betreffen die Verwendung verschiedener Techniken, um den Boden unter den Gletschern trockener zu machen, wodurch das Wasser, das als Schmiermittel fungiert, entfernt und somit die Bewegung der Gletscher verlangsamt wird.

Doch nicht alle dieser Pläne werden unkritisch betrachtet. So haben sieben Forscher in Nature eine Reaktion auf Moores Vorschläge aus dem Jahr 2018 formuliert – und die fällt wenig optimistisch aus. Sie argumentieren, dass die Konzepte bestenfalls Teillösungen wären und in einigen Fällen sogar unbeabsichtigt den Eisverlust beschleunigen könnten. Zudem lenke das Geoengineering womöglich die Aufmerksamkeit von den Bemühungen ab, die Ursache des Problems zu beseitigen: die Treibhausgasemissionen.

Die Hauptautorin der Kritik, Twila Moon, Wissenschaftlerin am "National Snow and Ice Data Center" an der University of Colorado, Boulder, sagt, die Pläne kämen dem Stopfen einiger Löcher in einem Gartenschlauch gleich, der nur noch aus Löchern besteht. Und auch das nur, wenn die Verfahren überhaupt funktionieren würden. Moon argumentiert, dass man die Eisdynamik und andere relevante Faktoren nicht gut genug verstehe, um darauf vertrauen zu können, dass das Geoengineering funktioniert. Und die logistischen Herausforderungen erscheinen ihr angesichts der Schwierigkeiten, nur ein einziges Forschungsschiff in die Antarktis zu bringen, extrem hoch zu sein.

Problem an der Wurzel packen

"Wenn man das Problem an der Wurzel packen will, muss man das Wasser in besagtem Schlauch abdrehen – und das ist etwas, was wir heute schon verstehen", sagt sie. "Wir kennen den Klimawandel, wir verstehen die Ursachen, und wir wissen, wie wir die Emissionen reduzieren können." Wie Charles Corbett und Edward Parson, Rechtswissenschaftler an der University of California, Los Angeles, School of Law, in einem demnächst in der Zeitschrift "Ecology Law Quarterly" erscheinenden Paper feststellen, gäbe es zudem erhebliche ordnungspolitische und rechtliche Hindernisse.

Denn: Die Antarktis wird im Rahmen des Antarktis-Vertragssystems von einer Gruppe von Nationen verwaltet. Jedes dieser 29 stimmberechtigten Mitglieder könnte ein Veto gegen die Vorschläge einlegen. Darüber hinaus schränkt das Madrider Protokoll bestimmte Aktivitäten in der Antarktis ein, darunter auch Projekte, die erhebliche physikalische oder ökologische Auswirkungen haben können.

Die Rechtswissenschaftler Corbett und Parson betonen, dass diese Hindernisse nicht unüberwindbar sind und dass die Regelungen angesichts der zunehmenden Bedrohung durch den Klimawandel Reformbedarf hätten. Und dennoch: "Es stellt sich die Frage, ob ein Land oder eine Koalition von Ländern das Projekt mit ausreichender Entschlossenheit vorantreiben kann."

Auswirkungen unklar

Moore und andere Wissenschaftler haben schon in früheren Arbeiten darauf hingewiesen, dass eine "Handvoll Eisströme und große Gletscher" fast den gesamten Anstieg des Meeresspiegels in den nächsten Jahrhunderten verursachen könnte. Einige wenige erfolgreiche Eingriffe könnten also erhebliche Auswirkungen haben.

Moore räumt jedoch selbst ein, dass solche Bemühungen mit großen Herausforderungen verbunden sind. Es müsse noch viel mehr Arbeit geleistet werden, um genau zu bewerten, wie Warmwasserströmungen beeinflussbar sind, wie lange die vorgeschlagenen Meeresvorhänge im Laufe der Zeit halten werden, welche unerwünschten Auswirkungen für die natürliche Umwelt auftreten könnten und wie die Öffentlichkeit darauf reagieren könnte.

Außerdem würde die Installation der Vorhänge unter den eisigen, turbulenten Bedingungen in der Nähe des Südpols wahrscheinlich leistungsstarke Eisbrecher und die Art von Tauchausrüstung erfordern, die bislang nur für Tiefsee-Öl- und Gasplattformen verwendet wird.

In Grönland könnte es losgehen

Als nächsten Schritt hofft Moore, Gespräche mit der Politik in Grönland aufnehmen zu können, um deren Meinung zu solchen Ideen einzuholen – und zwar noch bevor Feldforschungsprojekte überhaupt vorgeschlagen werden. Der Grundgedanke dabei ist, mit kleinen Tests in Regionen zu beginnen, in denen es relativ einfach ist, die notwendigen Arbeiten vorzunehmen. Dazu gehört Grönland, aber auch Alaska. Die Forschungsgemeinde hofft, dass die dort gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen es ermöglichen, zu schwierigeren Projekten in raueren Gebieten überzugehen.

Die Thwaites-Region würde die oberste Sprosse dieser "Schwierigkeitsleiter" bilden. Moore und Co. gehen davon aus, dass es drei Jahrzehnte dauern könnte, um die öffentliche Unterstützung zu gewinnen, die erforderlichen Finanzmittel zu beschaffen, die rechtlichen Hürden zu überwinden und die für ein solches Projekt erforderlichen technischen Fähigkeiten zu entwickeln.

Es gibt jedoch ein kritisches Problem an diesem Zeitplan: Die neuesten Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der kritische östliche "Stützpfeiler" des "Weltuntergangsgletschers" möglicherweise nicht einmal bis zum Ende dieses Jahrzehnts vorhanden sein wird. (bsc)