Das ganze letzte Jahr über stand auf dem Schreibtisch von Victor Smetacek ein Laborgläschen, gefüllt mit pulverförmigem Eisensulfat, und erinnerte den Meeresbiologen an eine Niederlage. „Eine kleine Neckerei von meinen neuseeländischen Kollegen”, klärt der Forscher vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven neugierige Frager auf: Neuseeländische Wissenschaftler um Philip Boyd von der University of Ontago hatten im Februar 1999 den Antarktischen Ozean mit Eisensulfat gedüngt (bild der wissenschaft 1/2001, „Eisendüngung erfolglos”) – als erste. Dabei hatte Smetacek einen ähnlichen Forschungsantrag lange vorher gestellt. Doch das AWI räumte anderen Projekten höhere Priorität ein.
Über Meeresdüngung reden sich die Forscher schon seit Jahren die Köpfe heiß. Die Befürworter hoffen: Gedüngte Algen vermehren sich rapide und entziehen damit der Atmosphäre klimaschädigendes Kohlendioxid – vielleicht eine Möglichkeit, dem Treibhauseffekt entgegenzusteuern. Erste erfolgreiche Versuche gab es in tropischen Gewässern, nicht jedoch im klimatisch bedeutsameren Antarktischen Ozean. Inzwischen kann Smetacek über den Scherz der Neuseeländer lachen: Im November 2000 fand unter seiner Leitung eine Expedition auf dem Forschungsschiff Polarstern mit dem Namen Eisenex statt, an der 56 Forscher aus 15 Ländern beteiligt waren. Und das Ergebnis dieses Vorhabens wiegt den Makel auf, nur Zweiter gewesen zu sein.
Nachdem das Polarstern-Team im Antarktischen Zirkumpolarstrom – 1500 Kilometer südlich von Afrika – einen ortsfesten Meereswirbel aufgespürt hatte, fuhren die Wissenschaftler den strömungsarmen Kern des Wirbels spiralförmig ab und pumpten dabei insgesamt zehn Tonnen gelöstes Eisensulfat ins Wasser. Um den entstandenen Experimentierfleck – Durchmesser: sieben Kilometer – in der rauhen See wiederfinden zu können, markierten sie ihn mit 50 Gramm Schwefelhexafluorid, das sich noch in sehr schwacher Konzentration nachweisen läßt. Trotz vieler Stürme konnten sie drei Wochen lang die chemischen und biologischen Prozesse im Fleck verfolgen, der sich im Auge des Wirbels zweimal drehte und sich durch Vermischen mit dem Umgebungswasser 500 Quadratkilometer weit ausdehnte. Resultat: Durch die Eisendüngung wuchsen die Planktonalgen doppelt so schnell wie außerhalb des Experimentierareals, wobei sie ein Vielfaches an Biomasse aufbauten – ein Indiz dafür, daß Nährstoffe nicht knapp sind und nur Eisenmangel die Vermehrung des Planktons im Antarktischen Zirkumpolarstrom begrenzt.
Ein verstärktes Algenwachstum hatten zwar auch die Neuseeländer beobachtet. Allerdings hatte ihr Versuch „Soiree” (Southern Ocean iron-release experiment) im Februar – also im antarktischen Spätsommer – stattgefunden, und sie konnten deshalb nicht ausschließen, daß das Eisenreservoir erst durch das Algenwachstum im Sommer zur Neige gegangen war. Die Eisenex-Ergebnisse beweisen dagegen: Der Antarktische Ozean wäre – mit genügend Eisen – schon im dortigen Frühjahr ein blühender Wassergarten.
Könnte man mit Ozeanriesen voller Eisen also die globale Erwärmung stoppen? Um den Treibhauseffekt zu beeinflussen, müssen die Algen mitsamt ihrem aus der Atmosphäre gebundenen Kohlenstoff nach dem Absterben zum Meeresboden sinken. Bleiben sie dagegen an der Meeresoberfläche, werden sie von höheren Lebewesen gefressen – die über kurz oder lang den organisch gebundenen Kohlenstoff wieder als Kohlendioxid freisetzen. Doch die wichtige Frage, ob die Algen langfristig in der Tiefe verschwinden, konnten weder das Polarstern-Team noch die Neuseeländer klären. Beide Experimente waren dafür zu kurz, da es für längere Untersuchungen kein Geld gab.
Die Eisenex-Algen mußten ihre Sinktauglichkeit allerdings auch nicht unter Beweis stellen: Das Experiment fand in einem Gebiet – der sogenannten Polarfrontzone – statt, wo das Meerwasser sowieso großräumig in die Tiefe der benachbarten Subantarktischen Zone strömt. „Da bleibt den Algen gar nichts anderes übrig, als unterzugehen”, ist Smetacek überzeugt. Manche Geologen und Ingenieure preisen die großflächige Eisendüngung schon länger als Lösung für den Treibhauseffekt. Der Amerikaner Mike Markels etwa plant ein Demonstrationsprojekt auf einer Fläche von 8000 Quadratkilometern (bild der wissenschaft 4/2000, „Eisen gegen den Treibhauseffekt”), und mehrere Firmen haben Patente angemeldet.
Smetacek wehrt sich dagegen, daß seine Expedition nur danach beurteilt wird, ob sie die Hoffnung auf eine Eindämmung des Treibhauseffekts nährt: „Hätten wir das gleiche Experiment als einen Beitrag zur Erhöhung des Fischertrags verkauft, wäre es als Erfolg verbucht worden.” Denn Plankton ist die Nahrungsgrundlage der Fische. Ein klimatologisch bedeutsames Resultat haben Eisenex und Soiree aber doch gebracht: Die Ozeane blühten im Laufe der Erdgeschichte offenbar stets dann auf, wenn es an Land wegen einer Eiszeit besonders viele unfruchtbare Gebiete gab – und umgekehrt. Denn im offenen Meer ist von Natur aus Staub, der aus Halbwüsten stammt, die einzige Quelle für Eisen. Während der Eiszeiten, die weite Teile des Festlands in wasserlose Wüste verwandelten, hat es einen deutlich höheren Staubeintrag gegeben als in den Warmzeiten – das zeigen Bohrkerne aus Tiefseesedimenten und antarktischem Eis. Vermutlich war deshalb der antarktische Ozean während der Eiszeiten ebenso reich an Plankton wie es der Nordatlantik durch den Saharastaub heute ist. „Lange haben die Experten gedacht, sie bräuchten die Biologie nicht, um die natürlichen Klimaschwankungen auf der Erde zu erklären”, sagt Smetacek. „Doch es scheint, als ob sie sich da verrechnet hätten.”
Eine großflächige Eisendüngung – ob sie nun das Klima beeinflußt oder nicht – ist allerdings ökologisch umstritten. Sallie W. Chisholm vom Massachusetts Institute of Technology gehört zu den Skeptikern: „Die Ozeane sind ein komplexes, sich ständig anpassendes System. Deshalb ist es unmöglich, die langfristigen Konsequenzen kommerzieller Experimente vorherzusagen.” Smetacek wendet ein, daß der Mensch längst in das Ökosystem Meer eingegriffen habe – zum Beispiel, indem er Halbwüsten begrüne und so die Eisenzufuhr einschränke. Außerdem ist er überzeugt: Länder, die vom Treibhauseffekt existentiell bedroht sind, und Konzerne mit ihren Geschäftsinteressen werden zu jeder Möglichkeit greifen, die ein Ende der Klimasorgen verspricht. Smetacek: „Da brauchen wir gesicherte Erkenntnisse, um mitreden zu können.”
Frank Frick
