Neue Methode könnte bei der Überwachung von CO2-Speichern im Meer unterstützen Modell hilft beim Erkennen von CO2-Lecks - scinexx | Das Wissensmagazin
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Modell hilft beim Erkennen von CO2-Lecks

Neue Methode könnte bei der Überwachung von CO2-Speichern im Meer unterstützen

Untersuchung von Gasblasen
Bei künftigen CO2-Speichern unter dem Meeresboden müssen Gaslecks schnell erkannt werden. © Christian Howe, http://www.h2owe.de/

Undichte Stellen: CO2-Speicher unter dem Meeresboden werden als Strategie im Klimaschutz diskutiert – doch Kritiker machen sich Sorgen um mögliche Lecks. Forscher haben nun ein Modell entwickelt, das künftig bei der Überwachung solcher unterirdischen Lagerstätten für Treibhausgas helfen könnte. Es sagt erstaunlich präzise vorher, wie sich die pH-Werte im Wasser in der Umgebung von Kohlendioxidaustritten verändern.

Die weltweiten Klimaschutzbemühungen kommen nur schleppend voran. Statt weniger Treibhausgas-Emissionen zu produzieren, setzt die Menschheit sogar wieder mehr CO2 frei. Inzwischen plädieren daher immer mehr Forscher für alternative Lösungen wie die CCS-Technologie. Dabei wird das Kohlendioxid aktiv aus der Luft gezogen und anschließend zum Beispiel tief unter dem Meeresboden gespeichert.

Vor der norwegischen Küste gibt es eine solche Anlage zur Abscheidung und Speicherung von CO2 bereits. Doch der Ansatz ist nicht unumstritten. Kritiker befürchten unter anderem, dass das Treibhausgas durch Lecks wieder an die Oberfläche treten könnte. Im Meer würde dies zwar ein geringeres Risiko bedeuten als an Land, weil sich das Gas im Meerwasser auflöst. Die damit verbundenen Veränderungen des pH-Werts könnten jedoch Meeresbewohnern schaden und marine Ökosysteme verändern.

Test an natürlichen Quellen

Das Problem: „Derzeit gibt es keine etablierte Methode, um mögliche Kohlendioxidleckagen zu lokalisieren und die Gesamtmenge des austretenden Gases zu bestimmen, wenn sich die Austrittsstellen über ein mehrere hundert Quadratmeter großes Gebiet erstrecken“, erklärt Jonas Gros vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Aus diesem Grund haben der Wissenschaftler und seine Kollegen nun ein Computermodell entwickelt, das genau dabei künftig helfen könnte.

Das neue Modell sagt pH-Änderungen im Meerwasser infolge von Kohlendioxidaustritten vorher. Doch wie gut funktioniert das? Um dies zu testen, schaute sich das Forscherteam natürliche CO2-Quellen am Meeresboden an: In der Nähe der Insel Panarea vor der Küste Nordsiziliens gibt es über 200 solcher Austrittsstellen von Kohlendioxid. In deren Umgebung nahmen Gros und seine Kollegen Gas- und Wasserproben und untersuchten, wie sich der pH-Wert rund um die Austritte veränderte.

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Daten und Prognose stimmen überein

Die Ergebnisse offenbarten: Die gemessenen Daten stimmten erstaunlich gut mit den Prognosen des Modells überein. Demnach konnte das Modell die Muster der pH-Variation im Wasser rund um die Gasquellen relativ genau vorhersagen. Dabei zeigte sich auch, dass über 79 Prozent des gasförmigen Kohlendioxids schon in einem Abstand von vier Metern zum Meeresboden im Wasser gelöst werden.

Damit könnte das Modell nach Ansicht der Wissenschaftler in Zukunft bei der Planung von Überwachungsstrategien zur Identifizierung von Lecks helfen. „Außerdem kann das neue Modell zur Abschätzung der Auswirkungen von Kohlendioxid-Emissionen in die lokale Meeresumwelt dienen“, betont Gros. (Environmental Science & Technology, 2019, doi: 10.1021/acs.est.9b02131)

Quelle: GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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