Wie Diamantpartikel das Geoengineering revolutionieren könnten

Forscher suchen nach einem neuen Weg, die Erde abzukühlen – und stoßen dabei auf Diamanten

Forscher prüfen einen neuen Ansatz im Geoengineering: Diamantpartikel in der Stratosphäre könnten die Erdtemperatur senken.

Es ist nur eine Methode von vielen, die derzeit verstärkt in den Fokus der Klimaforschung rückt: Diamantpartikel sollen mittels Geoengineering die Erde abkühlen. Wissenschaftler haben untersucht, ob sich durch die Einbringung dieser festen Partikel in die Stratosphäre die negativen Effekte herkömmlicher Geoengineering-Methoden minimieren lassen.

Bisherige Ansätze zur Solarstrahlungsmodifikation setzten auf Schwefeldioxid (SO2), ähnlich wie bei vulkanischen Ausbrüchen. Das Gas wird in der Stratosphäre in Schwefelsäurepartikel umgewandelt, die Sonnenlicht reflektieren. Doch SO2 verursacht auch unerwünschte Nebenwirkungen wie die Erwärmung der Stratosphäre und den Abbau der Ozonschicht.

Feste Partikel als Alternative?

Laut neuer Forschungsergebnisse könnten feste Partikel wie Diamantstaub für das Geoengineering effizienter sein. Die Autoren untersuchten sechs verschiedene Partikeltypen, aus denen besonders Diamant hervorstach: Mit einer Größe von etwa 150 Nanometern zeigten sich diese Partikel besonders reflektierend, ohne nennenswert zur Erwärmung der Stratosphäre beizutragen.

Ein zentrales Problem bei der Nutzung fester Partikel ist die sogenannte Agglomeration. Dabei verklumpen einzelne Teilchen, wodurch sie weniger Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum reflektieren. Schwerere Partikel sinken zudem schneller ab und bleiben somit kürzer in der Stratosphäre.

Diamant überzeugt mit geringer Absorption

Ein Vorteil von Diamantpartikeln ist deren geringe Absorptionsfähigkeit für Infrarotstrahlung. Während Materialien wie Titandioxid und Siliziumcarbid starke Erwärmungen verursachten, blieb der Temperaturanstieg bei Diamant deutlich niedriger. Laut der Untersuchung lag die Temperaturerhöhung durch Diamant bei weniger als 1 Kelvin im Gegensatz zu 3 Kelvin bei SO2.

Diese Eigenschaft macht Diamant zu einem vielversprechenden Kandidaten für künftige Geoengineering-Maßnahmen. Allerdings betont die Studie, dass der Einsatz solcher Partikel nur dann sinnvoll sei, wenn eine kontrollierte Verteilung ohne Agglomeration möglich ist.

Im Gegensatz zu weiteren getesteten Partikelarten wie Siliziumcarbid und Titandioxid blieb Diamant auch bei höheren Konzentrationen stabil. Der Unterschied liegt in den Streueigenschaften der Partikel: Während manche Partikel das Sonnenlicht gleichmäßig streuen, reflektiert Diamant mehr Licht zurück ins All. Die Partikelgröße ist ebenfalls entscheidend, da größere Partikel schneller agglomerieren, was ihre Verweildauer in der Stratosphäre verkürzt und ihre Effizienz mindert.

Die Vorzüge von Diamantpartikeln

Ein entscheidender Faktor für den Einsatz fester Partikel ist deren Einfluss auf atmosphärische Strömungen. Während SO2 die Windstrukturen in der Stratosphäre deutlich verändert, bleibt der Effekt bei Diamant deutlich geringer. Das bedeutet, dass die klimatischen Auswirkungen auf regionale Wetterphänomene begrenzt bleiben könnten.

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Laut den Modellergebnissen stabilisierten sich die Winde in der südlichen Hemisphäre bei der Verwendung von Diamantpartikeln schneller als bei anderen Materialien. Die Gefahr einer Verschiebung von Wettersystemen ließ sich durch diesen Ansatz reduzieren. Während Schwefelsäure-Aerosole zudem die Konzentration von Wasserdampf um bis zu 25 Prozent erhöhen können, blieb der Anstieg bei Diamant minimal. Das ist entscheidend, da ein höherer Wasserdampfgehalt die Treibhauswirkung verstärkt.

Ein weiterer Vorteil: Der Materialbedarf für feste Partikel ist laut der Studie geringer als bei SO2-Injektionen. Besonders Diamant zeigte eine hohe Effizienz bei der Reflexion des Sonnenlichts. Das könnte langfristig den Ressourceneinsatz senken und technische Umsetzungen erleichtern.

Einige Fragen bleiben noch offen

Allerdings bestehen auch in diesem Bereich Unsicherheiten. Faktoren wie die genaue Ausbringungsmethode oder die Partikelbeschaffenheit beeinflussen das Ergebnis. Ziel ist es, eine gleichmäßige Verteilung der Partikel zu erreichen, um Klumpenbildung zu vermeiden.

Die Autoren der Studie fordern daher gezielte Untersuchungen zur Partikelverteilung und den optischen Eigenschaften unterschiedlicher Materialien. Zudem sei es wichtig, reale Testszenarien zu schaffen, um die theoretischen Annahmen zu überprüfen.

Was du dir merken solltest:

Im Rahmen des Geoengineering wird der Einsatz von Diamantpartikeln als vielversprechende Alternative zur Abkühlung der Erde untersucht.
Die Studien zeigen, dass diese Partikel Sonnenlicht reflektieren, ohne die Stratosphäre zu stark zu erwärmen.
Wichtig bleiben Lösungen zur Vermeidung der Agglomeration, da verklumpte Partikel weniger effizient sind.

Übrigens: Während Diamanten auf der Erde recht selten vorkommen, könnte das auf einem anderen Planeten in unserem Sonnensystem schon ganz anders aussehen. Welcher das ist, erfährst du in unserem Artikel.