CO2

Climate Engineering: Unsichere Option im Umgang mit dem Klimawandel

Do, 14.09.2017 - 14:13 — Nils Matzner

Nils MatznerIcon GeowissenschaftenIm 5. Sachstandbericht des Weltklimarats, 2013–2014 (IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change) werden die Maßnahmen gegen den globalen Klimawandel als unzureichend bezeichnet. In den vergangenen Jahren wurden Ideen entwickelt, mittels sogenanntem Climate Engineering gezielt und in großem Rahmen in biochemische Kreisläufe der Erde einzugreifen und damit den Klimawandel zu verlangsamen oder zu stoppen. Im Rahmen eines Schwerpunktprogramms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SPP 1689, http://www.spp-climate-engineering.de) bearbeiten Nils Matzner und Kollegen (Institut für Technik- und Wissenschaftsforschung; Alpen-Adria-Universität Klagenfurt) ein Forschungsprojekt zu Climate Engineering.

Jan Ingenhousz, Leibarzt Maria Theresias und Entdecker der Photosynthese

Do, 24.08.2017 - 14:05 — Robert W. Rosner

Robert W. RosnerIcon WissenschaftsgeschichteZum dreihundertsten Geburtstag Maria Theresias wird heuer viel über die Rolle dieser außergewöhnlichen Frau als Regentin eines Vielvölkerstaats, Strategin, Reformerin, die u.a. die Schulpflicht eingeführt hat und als Mutter gesprochen. Kaum erwähnt werden dabei aber ihre Verdienste bei der Umgestaltung des medizinischen Unterrichts an der Wiener Universität und ihre Verdienste im Kampf gegen die Pocken. Maria Theresia hat als Leibärzte den Holländer Gerhard van Swieten nach Wien geholt, der den medizinischen Unterricht an der Universität grundlegend umgestaltet hat und den Arzt und Naturforscher Ian Ingenhousz, ebenfalls einen Holländer, um vor vielen anderen Ländern Europas eine Impfung zum Schutz vor den lebensbedrohenden Pocken einzuführen. Mit Ingenhousz kam auch ein herausragenden Forscher nach Wien, dem wir u.a. fundamentale Entdeckungen zur Photosynthese verdanken. Der Chemiker und Wissenschaftshistoriker Robert Rosner stellt den hier wenig bekannten Wissenschafter Jan Ingenhousz vor.

Die Qual der Wahl: Was machen Pflanzen, wenn Rohstoffe knapp werden?

Do, 08.06.2017 - 12:47 — Henrik Hartmann

Henrik HartmannIcon BiologieDie Fähigkeit der Pflanzen, Sonnenenergie in chemischen Verbindungen zu speichern und für andere Lebensformen zur Verfügung zu stellen, macht sie zur Grundlage allen Lebens auf unserer Erde. Pflanzen spielen eine entscheidende Rolle in regionalen und globalen Stoff- und Energiekreisläufen und puffern anthropogen bedingte Kohlendioxid-Emissionen ab. Ähnlich wie Kleinunternehmen müssen sie dabei Ressourcen effizient verwalten und gewinnbringend investieren. Der Ökophysiologe Dr. Henrik Hartmann (Leiter der Forschungsgruppe "Plant Allocation" am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena) untersucht mit neu entwickelten Methoden, wie Pflanzen ihre Entscheidungen treffen.*

Warum mehr CO₂ in der Atmosphäre (meistens) nicht zu einem Mehr an Pflanzenwachstum führt

Fr, 29.07.2016 - 07:49 — Christian Körner

Christian KörnerIcon BiologieDas Pflanzenwachstum beruht auf dem Prozess der Photosynthese . Entgegen der weitverbreiteten Vorstellung, dass dieser Vorgang durch Trockenheit oder Kälte limitiert wird und dies die Versorgung der Pflanzen mit den, für ihr strukturelles Wachstum essentiellen Kohlehydraten begrenzt, ist das Gegenteil der Fall. Univ.Prof. Christian Körner (Botanisches Institut, Univ. Basel) zeigt hier auf, dass es die zellulären Vorgänge der Gewebebildung sind, die zuerst von einem Mangel an Wasser und Nährstoffen und von Kälte betroffen sind und damit die Rate des Wachstums bestimmen. In der freien Natur, wo Pflanzen um die meist knappen Ressourcen konkurrieren, bestimmt die Gewebebildung den Bedarf an den Produkten der Photosynthese (und deren Generierung).Dies demonstriert Körner in einer einzigartigen Langzeitstudie an einem naturbelassenen Wald: ein vermehrtes CO2-Angebot führt nicht zu einem verstärktem Wachstum der Bäume.

Radiokohlenstoff als Indikator für Umweltveränderungen im Anthropozän

Fr, 22.01.2016 - 08:51 — Walter Kutschera

Walter KutscheraIcon PhysikSeit dem Beginn der Industrialisierung nimmt der Mensch einen so massiven Einfluss auf die geologischen, atmosphärischen und biologischen Prozesse der Erde, dass es berechtigt erscheint dafür ein neues Zeitalter, das „Anthropozän“, zu definieren. Als ein wichtiger Indikator für die anthropogenen Einwirkungen dient der Radiokohlenstoff (14C), dessen natürliche Konzentrationen durch fossile Brennstoffe und atmosphärische Kernwaffentests verändert wurden. Mittels ultrasensitiver Messmethoden, an deren Entwicklung der Autor maßgebend beteiligt war, lässt sich so die Dynamik des Austausches von CO2 zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre verfolgen.*

Boden - Der große Kohlenstoffspeicher

Fr, 27.11.2015 - 11:41 — Rattan Lal

Rattan LalIcon GeowissenschaftenIn drei Tagen treffen 25 000 Delegierte aus mehr als 190 Ländern zur diesjährigen UN-Klimakonferenz (COP 21) in Paris zusammen. Deren Ziel ist es ein globales Klimaschutzabkommen zustande zu bringen, welches die drohenden katastrophalen Auswirkungen des Klimawandels verhindert aber dennoch ein Wirtschaftswachstum in gefährdeten Entwicklungsländern ermöglicht. Der renommierte Bodenexperte Rattan Lal (Ohio State University) hat in bahnbrechenden Untersuchungen das Potential des Bodens zur Kohlenstoffspeicherung aufgezeigt und darauf basierende, effiziente Verfahrensweisen, um dem globalen Wandel entgegenzuwirken. Von diesen Konzepten überzeugt, wird der französische Landwirtschaftsminister Stephane Le Foll diese unter die empfohlenen Maßnahmen der COP 21 aufnehmen. Im nachstehenden Artikel* gibt Rattan Lal einen summarischen Überblick über die Kohlenstoffspeicherung in unterschiedlichen Bodentypen. Dies ist als Einleitung zu weiteren Artikeln des Autors zu sehen, in denen er über die anthropogenen Auswirkungen auf Boden und Klima berichten und Lösungsvorschläge geben wird.

Klimaschwankungen, Klimawandel – wie geht es weiter?

Fr, 06.11.2015 - 12:20 — Peter Lemke

Peter LemkeIcon GeowissenschaftenSeit dem Beginn der Industrialisierung ist der CO2-Gehalt der Atmosphäre sprunghaft angestiegen und verstärkt damit den natürlichen Treibhauseffekt: es wird wärmer, die (polaren) Eisschilde schmelzen und der Meeresspiegel steigt. Peter Lemke, ehem. Leiter des Fachbereichs Klimawissenschaften am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven und dzt. Leiter der Klimainitiative REKLIM der Helmholtz-Gemeinschaft, beschreibt an Hand von Klimaprojektionen das in den nächsten Jahrzehnten zu erwartende Szenario und mögliche Lösungswege.*

Verringerung kurzlebiger Schadstoffe – davon profitieren Luftqualität und Klima

Fr, 25.09.2015 - 09:48 — IIASA

IIASAIcon GeowissenschaftenEin internationales Forscherteam hat untersucht, welche Auswirkungen die Reduktion kurzlebiger Luftschadstoffe auf Luftqualität und Klimawandel hat. Wissenschafter am Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) haben Szenarios für die analysierten Schadstoffe entwickelt, Maßnahmen zur Reduktion der kurzlebigen, klimatreibenden Stoffe identifiziert und abgeschätzt, wie sich diese auf die Gesundheit in Europa und Asien auswirken würden. *

Die Erde ist ein großes chemisches Laboratorium – wie Gustav Tschermak vor 150 Jahren den Kohlenstoffkreislauf beschrieb

Fr, 26.06.2015 - 11:26 — Redaktion

Icon GeowissenschaftenGustav Tschermak (1836 – 1927) war im Wien der Donaumonarchie Professor für Mineralogie und Petrographie, einer der prominentesten Vertreter und Begründer einer Wiener Schule dieser Fachgebiete. Tschermaks fachlicher Hintergrund war die Chemie, er wandte deren Methoden zur Untersuchung von Mineralien, Gesteinen und Meteoriten an und hatte damit bahnbrechende Erfolge. In seinen frühen wissenschaftlichen Arbeiten befasste sich Tschermak mit Fragestellungen der Chemie/Geochemie, wie beispielsweise mit dem Kreislauf des Kohlenstoffs.

Erste Zwischenstufe in der Evolution von einfachsten zu höheren Lebewesen entdeckt: Lokiarchaea

Fr, 19.06.2015 - 12:08 — Christa Schleper

Christa SchleperIcon Biologie“Under the Sea, a Missing Link in the Evolution of Complex Cells” hat die New York Times am 6. Mai 2015 einen Artikel übertitelt, der über eine Entdeckung berichtete, die weltweites Aufsehen erregte: Ein internationales Team um die Wiener Mikrobiologin Christa Schleper (Leiterin der Archaea Biologie und Ökogenomik Division des Dept. für Ökogenomik und Systembiologie, Universität Wien) und aus Forschern in Uppsala und Bergen hat am Meeresboden des Nordatlantik eine neue Gruppe von Mikroben entdeckt. Mit diesen, als Lokiarchaea bezeichneten, Organismen wurde erstmals eine Zwischenstufe in der Evolution von Prokaryoten zu den komplexen Zellen (Eukaryoten) aufgefunden, aus denen alle höheren Lebewesen bestehen*.

Von der Natur abgeschaut – das Austrian Center of Industrial Biotechnology (acib)

Fr, 12.06.2015 - 07:00 — Thomas Stanzer

Thomas StanzerIcon MINTWie macht man industrielle Verfahren umweltfreundlicher und gleichzeitig wirtschaftlicher? Rund 200 Beschäftigte mit bis zu 30 Jahren Erfahrung in industrieller Biotechnologie forschen dazu am Austrian Center of Industrial Biotechnology (acib)*an mehr als 50 Projekten. Der Biochemiker Thomas Stanzer – zuständig für die Unternehmenskommunikation am acib - zeigt an Hand repräsentativer Beispiele, wie Methoden der Natur als Vorbild genutzt und daraus Technologien entwickelt werden, die unser aller Leben lebenswerter machen können.

Erzeugung und Speicherung von Energie. Was kann die Chemie dazu beitragen?

Fr, 22.05.2015 - 08:30 — Niyazi Serdar Sariciftci

Niyazi Serdar SariciftciIcon ChemieMit dem Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energien steht das Problem von Speicherung und Transport dieser Energien im Vordergrund. Als Lösung bietet sich die Umwandlung von Wind- und vor allem von Solarenergie in chemische Energie – u.a. in Form synthetischer Brennstoffe – an. Vorbild hierfür ist im Prinzip die Photosynthese von Pflanzen. Der Physiker Sariciftci - weltweit anerkannter Pionier in diesem Gebiet- sieht darin erfolgversprechende Möglichkeiten für eine Revolution im Energiebereich.

Landwirtschaft pflügt das Klima um

Julia PongratzChristian ReickIcon GeowissenschaftenSeit der Erfindung von Ackerbau und Viehzucht wandelt der Mensch natürliche Vegetation in Acker- und Weideland um. Die Pflanzengemeinschaften der Kontinente bestimmen jedoch unser Klima auf vielfältige Weise mit. Der Mensch hat möglicherweise schon Klimaveränderungen verursacht, lange bevor er begann, massiv Öl und Kohle zu verbrennen.

Das mikrobielle Leben der Tiefsee

Icon BiologieDer tiefe, dunkle Ozean - das größte und am wenigsten erforschte Ökosystem der Erde - bietet Lebensraum für eine enorme Vielfalt an Mikroorganismen. Zu deren Stoffwechsel liefert der Autor essentielle Beiträge mit dem Ziel die biogeochemikalischen Kreisläufe im Meer (mikrobielle Ozeanographie) zu erforschen und damit zu einem generell besseren Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufs und damit des Ökosystems Erde beizutragen.

Gerhard HerndlDer tiefe dunkle Ozean nimmt mehr als 70% des Gesamtvolumens der Meere ein. Er ist der größte und zugleich unerforschteste Lebensraum unserer Erde, eine Zone ohne Licht, welches dort lebenden Organismen mittels Photosynthese ein autotrophes Leben ermöglichen könnte. Bereits ab 200 m Tiefe – der mesopelagialen- oder „Zwielicht“ Zone - dient schwach durchschimmerndes Licht nur noch der Orientierung von Lebewesen; ab 1000 m herrscht totale Finsternis. Die hier lebenden Organismen müssen sich auch dem zunehmenden Druck der Wassersäule – 1bar je 10 m; bei 5000 m sind es bereits 500 bar – anpassen, den niedrigen Temperaturen von etwa 2 °C und dem verringerten Nährstoffangebot.

Rückkehr zur Energie aus dem Wald — mehr als ein Holzweg? (Teil 3)

Anm.: »ScienceBlog reloaded« — erster neuer Artikel. Der erste hier im neuen Format erscheinende wissenschaftliche Artikel rundet das hochaktuelle Thema »Biotreibstoff aus dem Wald« ab. Autor ist wieder der renommierte Waldökologe Gerhard Glatzel, der auch den Vorläufer dieses Blogs unter unserer Redaktion ein- und (durch Zufall) vor kurzem auch ausleitete.


Icon Politik & GesellschaftKann Energie aus Biomasse einen wesentlichen, nachhaltigen Beitrag zur Energiewende leisten? Die Umwandlung von Wäldern in Energieholzplantagen erscheint höchst problematisch. An der Erstellung des richtungsweisenden EASAC policy reports: “The current status of biofuels in the European Union, their environmental impacts and future prospects” des European Academies Science Advisory Council war der Autor maßgeblich (als Experte für Biomasse aus dem Wald) beteiligt1.

Teil 3: Biotreibstoff aus dem Wald2

Zurück zur Energie aus Biomasse

Gerhard GlatzelMeilerbetriebMeilerbetrieb in einer Darstellung von 1762 (Quelle: Landesamt für Kultur und Denkmalspflege Mecklenburg-Vorpommern.)

Holz und die daraus hergestellte Biomasse waren in Österreich bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts die einzigen Quellen thermischer Energie für den Bedarf von Gewerbe und Industrie. Wasserkraft, Menschen, Arbeitstiere und in bescheidenem Ausmaß auch Windmühlen leisteten die mechanische Arbeit. Nach einer Statistik des österreichischen Ökologie-Institutes betrug der Energieverbrauch des heutigen Österreich zur Mitte des 19. Jahrhunderts, also vor der Verwendung fossiler Energieträger, etwa 110 pJ (Billiarden Joule), die praktisch zur Gänze durch Biomasse aus dem Wald bereitgestellt wurden. Aktuell beträgt der Energieverbrauch etwas mehr als 1.200 pJ; er ist also um den Faktor 10 größer.

Neue Energieträger lösen Holz als Quelle thermischer Energie ab

Fossile Energieträger, zunächst Stein- und Braunkohle, dann Erdöl und Erdgas lösten Holz als Brennstoff rasch ab, und im 20. Jahrhundert ersetzten mit flüssigem Kraftstoff betriebene Motoren die Wasserräder und Dampfmaschinen in Industriebetrieben die menschliche Arbeitskraft und die Arbeitstiere. Die Wasserkraft blieb nur in der Elektrizitätswirtschaft konkurrenzfähig, weil die Energieverteilung in dünnen Drähten unüberbietbare Vorteile bietet. Da nahm man gerne in Kauf, daß sich elektrischer Strom viel schlechter speichern läßt als Holz, Kohle oder Flüssigkraftstoffe.

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