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Kohlenstoffbindung im Ozean

1990
Tiefsee-Forschungsschiff zur Durchführung von Experimenten zur Kohlenstoffbindung in der Ozeanographie.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Involves capturing CO2 and storing it in the deep ocean, which is the planet’s largest carbon sink. Methods include direct injection of liquid CO2 into the water column or onto the deep seafloor, and ocean fertilization to stimulate phytoplankton growth, which absorbs CO2 via Photosynthese. Both approaches have significant environmental concerns, primarily ocean acidification and unpredictable impacts on marine ecosystems.

Der Ozean absorbiert auf natürliche Weise große Mengen an atmosphärischem CO2 durch zwei Hauptmechanismen: die Löslichkeitspumpe‘ und die biologische Pumpe’. Die Löslichkeitspumpe Pumpe involves CO2 dissolving in cold, dense surface water at high latitudes, which then sinks and circulates in the deep ocean for centuries. The biological pump involves marine organisms, primarily phytoplankton, converting CO2 into organic matter through Photosynthese. When these organisms die, a fraction of their carbon sinks to the deep ocean.

Ocean sequestration proposals aim to accelerate these processes. Direct injection involves pumping compressed CO2 to depths of 1,000-3,000 meters. At these depths, the high pressure causes the CO2 to become a liquid denser than seawater, theoretically forming stable pools on the ocean floor. However, this would create zones of extreme acidity, lethal to most marine life.

Bei der Ozeandüngung, insbesondere der Eisendüngung, werden Teile des Ozeans mit Mikronährstoffen wie Eisen gedüngt, um eine massive Phytoplanktonblüte auszulösen. Die Hypothese ist, dass dies die Stärke der biologischen Pumpe erhöhen würde. Experimente haben jedoch gemischte Ergebnisse gezeigt, was die Frage betrifft, wie viel Kohlenstoff tatsächlich in die Tiefsee gelangt, und es bestehen große Bedenken, dass sich die Basis des marinen Nahrungsnetzes verändert und möglicherweise anoxische ‘tote Zonen’ entstehen. Aufgrund dieser schwerwiegenden Umweltrisiken und rechtlicher Unsicherheiten im Rahmen internationaler Verträge wie dem Londoner Übereinkommen/Protokoll wird die Sequestrierung im großen Maßstab derzeit nicht weiterverfolgt.

UNESCO Nomenclature: 2508
- Meereskunde

Typ

Umwelttechnischer Prozess

Störung

Inkremental

Verwendung

Konzeptuell/Theoretisch

Vorläufer

  • Entdeckung der Rolle des Ozeans als wichtige Kohlenstoffsenke
  • Verständnis der marinen biologischen und Löslichkeitspumpen
  • Entwicklung von Tiefsee-Tauchbooten und ferngesteuerten Fahrzeugen (ROVs)
  • Forschung zur limitierenden Rolle von Mikronährstoffen (wie Eisen) bei der Meeresproduktivität
  • advances in chemical oceanography and carbon cycle Modellieren

Anwendungen

  • Forschungsexperimente zur Untersuchung des Schicksals von CO2 in Tiefseeumgebungen
  • Modelle zum Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs und der Ozeanchemie
  • Vorschläge für Geoengineering, obwohl weitgehend durch internationale Abkommen verboten

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Kultivierung und Absenkung von Makroalgen wie Kelp in der Tiefsee (Biomasseabsenkung)
  • Erhöhung der Alkalität des Ozeans durch Zugabe von zerkleinerten Silikatmineralien zum Meerwasser, um der Versauerung entgegenzuwirken
  • Verwendung elektrochemischer Systeme zur Entfernung von CO2 aus Meerwasser, wodurch der Ozean mehr aus der Atmosphäre aufnehmen kann
  • Entwicklung autonomer Unterwasserfahrzeuge zur Überwachung der langfristigen ökologischen Auswirkungen einer lokalen Erhöhung der Alkalinität
  • Schaffung künstlicher Abwärtsströmungssysteme zur Beschleunigung des Transports von kohlenstoffreichem Oberflächenwasser in die Tiefsee
  • Phytoplankton so manipuliert, dass es dichtere Schalen hat, wodurch seine Sinkeffizienz erhöht wird
  • mit Akustik fields to non-invasively monitor deep-sea CO2 plumes
  • Entwicklung biologisch abbaubarer Polymere, die Mikronährstoffe langsam freisetzen, um schädliche Algenblüten zu vermeiden
  • Schaffung eines globalen Sensornetzwerks zur präzisen Verfolgung des Kohlenstoffkreislaufs der Ozeane in Echtzeit
  • Massenzucht von Schalentieren und Vergraben der kohlenstoffreichen Schalen in sauerstofffreien Umgebungen
Verwandte Themen: Sequestrierung der Ozeane, direkte Injektion, Ozeandüngung, biologische Pumpe, Löslichkeitspumpe, Ozeanversauerung, marine Ökosysteme, Eisendüngung, Kohlenstoffkreislauf, Geoengineering.

Historischer Kontext

Kohlenstoffbindung im Ozean

1982
1990
1990
1990
1990
2000
2006
1980
1982
1990
1990
1990
1993
2001-09-01

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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