Biologische "CO2-Pumpe" im Meer © MMCD/DOE

Rund die Hälfte der gesamten Photosynthese der Erde – und damit auch ein wichtiger Prozess der Kohlenstofffixierung - findet in den Weltmeeren statt. Die einzelligen Algen des Planktons nehmen das CO2 auf und wandeln es in organische Kohlenstoffverbindungen um. Der größte Teil dieser Verbindungen wird nach einem Durchlauf durch die marine Nahrungskette wieder von Bakterien in CO2 zersetzt und an die Atmosphäre abgegeben. Doch ein kleinerer Teil entkommt diesem Prozess, indem er in tiefere Meeresschichten absinkt und so auf längere Zeit dem Kohlenstoffkreislauf entzogen ist. Diese so genannte „biologische Pumpe“ könnte sich, so die Idee einiger Wissenschaftler, möglicherweise auch für eine Speicherung des CO2 nutzen lassen.

Eisen als „Planktonfutter“
Das Prinzip klingt einfach: In vielen Meeresregionen, besondere aber im südlichen Polarmeer, ist das Planktonwachstum durch einen Eisenmangel begrenzt. Wenn man nun die Algen
durch eine Eisendüngung „anfüttern“ würde, müsste ihre Biomasse zunehmen und damit auch der Anteil des Kohlenstoffs, der über die biologische Pumpe in der Tiefsee versenkt wird. So jedenfalls hoffen es die Forscher schon seit den 1980er Jahren.

Doch neuere Erkenntnisse dämpfen die Euphorie. „Leute, die Eisen düngen wollen, denken, dass die Teilchen geradewegs auf den Grund fallen; ich habe natürliche Planktonblüten beprobt und nicht beobachten können, dass das passierte“, erklärt Jim Bishop vom Center for Research on Ocean Carbon Sequestration (DOCS) des amerikanischen Energieministeriums.

	Phytoplankton- Konzentrationen (lila= niedrig; rot= hoch) © NASA/GSFC

Und auch Ken Buesseler von der Woods Hole Oceanographic Institution sieht den Optimismus vieler Forscherkollegen eher skeptisch. Gemeinsam mit seinem Kollegen Philip Boyd von der neuseeländischen Otago Universität hat Buesseler drei der bisherigen großen Eisendüngungsexperimente im Südpolarmeer ausgewertet, darunter auch das SOFeX-Experiment im Jahr 2003. In allen drei Versuchen wuchs nach der Eisendüngung die Biomasse des Planktons stark an, gleichzeitig nahm die Konzentration des gelösten anorganischen Kohlenstoffs in der Wassersäule ab.

Wie erwartet sank ein Teil des abgestorbenen Planktons – und damit auch der in ihm gespeicherte Kohlenstoff – bis in Tiefen von hundert und mehr Metern ab, aber die Menge, die dabei gemessen wurde, war enttäuschend niedrig. Mit umgerechnet rund 1.800 Tonnen auf 1.036 Quadratkilometer lag die Absinkrate noch immer im Bereich der ohnehin auftretenden natürlichen Schwankungen.

Großversuch mit ungeklärten Risiken
„Wenn man damit einen spürbaren Einfluss ausüben wollte, müsste man das Ganze nicht nur ständig wiederholen, die benötigte Fläche wäre auch größer als der gesamte südliche Ozean. Und selbst wenn das möglich wäre, welche Auswirkungen hätte es auf andere Aspekte der Meeresökologie?“, kommentiert Buesseler diese Ergebnisse im April 2004 im Magazin Science. Denn obwohl die langfristigen ökologischen Auswirkungen eines so gravierenden Eingriffs in die marinen Ökosysteme bislang noch kaum erforscht sind, zeigen bereits die ersten Versuche deutliche Veränderungen in der Artenzusammensetzung und –vielfalt der betroffenen Meeresgebiete.

Ähnlich sieht es auch Prof. Victor Smetacek vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI). Im Rahmen des Experiments EIFEX (European Iron Fertilisation Experiment) haben er und 53 Wissenschaftlerkollegen aus sieben Ländern im Frühjahr im Antarktischen Zirkumpolarstrom eine Eisendüngung durchgeführt und die Auswirkungen untersucht. Sein eher ernüchterndes Fazit bei der Rückkehr: „Es wäre sinnvoller die Freisetzung von Kohlendioxid zu drosseln als einen regulierenden Mechanismus der Natur zu beschleunigen.“