Die Antarktis wird grün! Die Schneelandschaft verschwindet immer schneller – Environmental Trumpet

Hallo zusammen, dies ist die 20. Ausgabe der Kolumne Environmental Trumpet. In dieser Ausgabe haben wir folgende lesenswerte Umweltforschung und Nachrichten zusammengestellt:

1) Die Antarktis ist grün geworden! Die Schneelandschaft verschwindet immer schneller

2) Die Sonnenaktivität erreicht ihr Maximum und die Aurora Borealis wird wieder auf WeChat Moments angezeigt

3) Fehlt dem Ozean Sauerstoff? Menschen pumpen Sauerstoff ins Meer

4) Solarmodule auf Bahngleisen verlegen? Und Sie verwenden Züge, um es zu pflastern?

5) Der globale Wasserkreislauf ist zum ersten Mal aus dem Gleichgewicht geraten

Die Antarktis wird grün!

Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlichte Studie ergab, dass mit der globalen Erwärmung Teile der Antarktis schnell grün werden und die ursprünglich schneebedeckte Tundra nach und nach von Pflanzen besiedelt wird.

Soweit das Auge reicht, ist die Antarktis mit Moosen bedeckt | Dan Charman

Die Antarktische Halbinsel liegt an der nördlichsten Spitze der Antarktis. Es erstreckt sich nach Norden und ist etwa 1.000 km von der südlichsten Spitze Südamerikas entfernt. Um die Veränderungen der Antarktischen Halbinsel zu untersuchen, haben Forscher von 1986 bis 2021 jedes Jahr im März Satellitenbilder der Antarktischen Halbinsel aufgenommen.

Die Bilder vom März wurden ausgewählt, da in der Region Sommer ist und dies für das Pflanzenwachstum günstig ist. Generell absorbieren Pflanzen während ihres Wachstums viel rotes Licht und reflektieren viel Nahinfrarotlicht . Um die Vegetationsbedeckung an Land zu untersuchen, konzentrierten sich die Forscher auf Messungen von rotem und nahinfrarotem Licht in Satellitenbildern.

Die Ergebnisse zeigten, dass die von Pflanzen bedeckte Fläche der Antarktischen Halbinsel von weniger als einem Quadratkilometer im Jahr 1986 auf etwa zwölf Quadratkilometer im Jahr 2021 zugenommen hat. Von 2016 bis 2021 hat sich die Geschwindigkeit, mit der die Vegetation das Gebiet erobert, beschleunigt.

Die treibende Kraft hinter der „Begrünung“ der Antarktis ist der Klimawandel. Die Temperaturen auf der Antarktischen Halbinsel sind seit 1950 um etwa 3 °C gestiegen , weitaus stärker als in den meisten anderen Teilen der Welt. Die Ausbreitung der Vegetation kann die örtlichen Bodenbedingungen verändern und den Boden für das Wachstum anderer Organismen förderlicher machen. Allerdings sind die einheimischen Lebewesen seit langem an die extrem kalten Bedingungen gewöhnt und müssen sich an die neue Umgebung anpassen.

Sonnenaktivität erreicht Maximum

Vom 10. bis 12. Oktober gab es an vielen Orten der nördlichen Hemisphäre farbenprächtige Polarlichter. Am 12. Oktober gaben Vertreter der National Aeronautics and Space Administration (NASA), der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und des International Solar Cycle Prediction Panel (SCPP) bekannt, dass die Sonnenaktivität offiziell die 25. maximale Periode in der aufgezeichneten Geschichte erreicht hat , ein Phänomen, das ein Jahr andauern kann. Dies bedeutet, dass geomagnetische Stürme häufiger auftreten werden und Menschen in hohen Breitengraden die Möglichkeit haben werden, sie mit eigenen Augen zu sehen.

10. Oktober, Gateshead – Die Stadt im Nordosten Englands begrüßt die Nordlichter | Lee Smith/REUTERS

Die Entstehung geomagnetischer Stürme hängt mit der zunehmend intensivierten Sonnenaktivität zusammen. Bei Sonnenaktivität wird eine große Menge Energie freigesetzt, die sich in Form von Licht, Strahlung und geladenen Teilchenströmen nach außen ausbreitet. An Werktagen können die meisten geladenen Teilchenströme und die Strahlung aufgrund des Erdmagnetfelds und der Erdatmosphäre die Erdoberfläche nicht erreichen. Wenn sich die Sonnenaktivität jedoch verstärkt, wird der Schutz der Erde allmählich unwirksam und die große Menge an geladenen Teilchen und Strahlung, die durch die Sonnenaktivität freigesetzt wird, kann die Abwehr der Erde durchbrechen und geomagnetische Stürme auslösen.

Der Ausbruch geomagnetischer Stürme kann leicht den Funkverkehr und GPS-Signale stören und so die normale Navigation von Flugzeugen beeinträchtigen. Darüber hinaus kann es während des Sturms auch zu Stromausfällen im Stromnetz aufgrund einer Überlastung der Transformatoren kommen. Insgesamt haben geomagnetische Stürme jedoch keine großen Auswirkungen auf das Leben der Menschen.

Fehlt dem Ozean Sauerstoff?

Unter dem Einfluss des Klimawandels steigen die Meerestemperaturen und die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser nimmt ab. Gleichzeitig führt die Eutrophierung des Meerwassers zu übermäßigem Algenwachstum und zur Aufzehrung des gelösten Sauerstoffs im Meerwasser, wodurch das Problem der Sauerstoffarmut der Ozeane noch verschärft wird.

Algenblüte führt zu Sauerstoffmangel in der Ostsee | phys.org

Um das Problem der lokalen Sauerstoffarmut der Ozeane anzugehen, haben Forscher der Universität Stockholm in Schweden, des französischen Unternehmens Lhyfe und des finnischen Unternehmens Flexens ein Gemeinschaftsprojekt namens „BOxHy“ gestartet, um die Ostsee durch die Produktion von Wasserstoff auf See wieder mit Sauerstoff zu versorgen.

Die ursprüngliche Idee dieses Projekts besteht darin, eine Offshore-Plattform auf dem Meer zu bauen und eine Anlage zur Produktion von grünem Wasserstoff zu errichten. Bei der Elektrolyse von Meerwasser zur Erzeugung von Wasserstoff entstehen bei diesem Prozess auch große Mengen Sauerstoff. Einerseits kann Wasserstoff als grüne Energiequelle in vielen Szenarien eingesetzt werden, und der erzeugte Sauerstoff kann in den Ozean geleitet werden, um das Problem der Sauerstoffarmut der Ozeane zu lösen .

Lhyfe schätzt, dass in der Ostsee etwa 30 Offshore-Plattformen zur Sauerstoffrückführung benötigt werden | phys.org

Im Projekt bringt jeder sein Bestes ein. Die Universität Stockholm verfügt über professionelle Labore, um die Auswirkungen der Nährstoffanreicherung und Sauerstoffarmut der Ozeane im Forschungsbereich zu untersuchen. Das finnische Unternehmen Flexens untersucht den aktuellen Zustand hypoxischer Meeresgebiete und plant den Bau von Offshore-Windparks. Das französische Unternehmen Lhyfe ist für die Forschung und Entwicklung sowie den Bau von Ausrüstung für Offshore-Wasserstoffproduktionsplattformen verantwortlich.

Derzeit hat das finnische Unternehmen drei potenzielle Sauerstoffrückführungsgebiete geplant und die Größe von Offshore-Windparks entworfen. Das französische Unternehmen hat in Frankreich die weltweit erste Offshore-Anlage zur Produktion von grünem Wasserstoff probeweise betrieben. Der von vorhandenen Geräten erzeugte Sauerstoff wird jedoch direkt in die Atmosphäre freigesetzt . Beim späteren Bau soll dieser Sauerstoff ins Wasser injiziert werden.

Im Rahmen des BOxHy-Projekts ist für 2025 die Durchführung eines Pilotprojekts geplant, um die Methoden und die Geschwindigkeit der Sauerstoffrückführung sowie die daraus resultierenden ökologischen Auswirkungen eingehend zu erforschen.

Solaranlagen auf Bahngleisen?

Lasst uns eine „Solar“-Eisenbahn bauen! Das Schweizer Startup Sun-Ways hat abnehmbare Solarmodule entwickelt und zwischen den Schienen installiert , sodass die Eisenbahn Solarstrom erzeugen und gleichzeitig ihre Transportfunktion aufrechterhalten kann.

Installationsdiagramm für Photovoltaikmodule | Sonnenwege

Da es sich um einen neuen Solarmodultyp handelt, ist auch der Installationsprozess etwas Besonderes. Die Installation der Solarmodule erfolgt mit speziell dafür konstruierten Zügen . Während der Zug auf den Schienen fährt, werden die unten geladenen Photovoltaikmodule nach und nach entfaltet und zwischen die beiden Schienen geladen. Die fest installierten Paneele werden mithilfe von Sonnenlicht Strom erzeugen, der schließlich in das Stromnetz eingespeist wird, um Haushalte mit Strom zu versorgen. Das Zugdesignunternehmen Scheuchzer sagte, dass in den Zügen täglich rund 1.000 Quadratmeter Solarmodule installiert werden könnten.

Für Sun-Ways möchten sie so viele Solarmodule wie möglich installieren. Das Schienennetz der Schweiz ist 5.317 Kilometer lang. Würde man die gesamte Fläche mit Solarmodulen bedecken, entspräche die Stromerzeugungsfläche etwa der Grösse von 760 Fussballfeldern und der erzeugte Strom würde 2% des gesamten Energieverbrauchs der Schweiz decken. Aber das ist nicht genug. Das Unternehmen verhandelt auch über ähnliche Projekte in Ländern wie Spanien und Rumänien.

Allerdings bergen solche Panels auch potenzielle Probleme, die gelöst werden müssen. Unvorhersehbares Wetter kann dazu führen, dass die Oberfläche der Solarmodule mit Schnee, Staub usw. bedeckt wird. Die Reinigung und Wartung der Solarmodule bedarf weiterer Planung. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Blendung durch Solarmodule die Lokführer stören könnte . Das Team muss außerdem darüber nachdenken, wie die durch Reflexionen entstehenden Fahrrisiken verringert werden können.

Globaler Wasserkreislauf erstmals aus dem Gleichgewicht

Laut einem neuen Bericht der Global Commission on the Economy of Water (GCEW) hat der Mensch zum ersten Mal in der Geschichte das Gleichgewicht des globalen Wasserkreislaufs gestört .

Sowohl „grünes Wasser“ als auch „blaues Wasser“ nehmen am globalen Wasserkreislauf teil | GCEW

Der Bericht weist darauf hin, dass der globale Wasserkreislauf eigentlich aus zwei Hauptbestandteilen besteht: „blaues Wasser“ und „grünes Wasser“. Dabei bezieht sich „blaues Wasser“ auf flüssiges Wasser in Seen, Flüssen und Grundwasserleitern, während sich „grünes Wasser“ auf im Boden und in Pflanzen gespeichertes Wasser bezieht . In der Vergangenheit achtete man eher auf die Bedeutung des blauen Wassers im Wasserkreislauf, ignorierte jedoch die Rolle des grünen Wassers. Grünes Wasser gelangt durch die Transpiration der Pflanzen zurück in die Atmosphäre und ist an der Bildung von Regen und Schnee beteiligt. Fast die Hälfte des Niederschlags an Land stammt aus grünen Wasservorräten .

Die Stabilität des Wasserkreislaufs ist für die Bewältigung des Klimawandels und die Erhaltung der als Kohlenstoffspeicher dienenden Vegetation von entscheidender Bedeutung. Kohlenstoffsenkende Vegetation wie Wälder und Feuchtgebiete kann große Mengen Kohlendioxid aufnehmen und speichern und so zur Verlangsamung der globalen Erwärmung beitragen. Allerdings schwächen die Zerstörung von Feuchtgebieten und die Abholzung der Wälder die Kapazität dieser natürlichen Kohlenstoffsenken, was dazu führt, dass mehr Treibhausgase in der Atmosphäre verbleiben und die globale Erwärmung noch weiter zunimmt.

Mit der zunehmenden globalen Erwärmung kommt es häufiger und extremer zu Hitzeperioden , was nicht nur die Verdunstung von Wasser beschleunigt, sondern auch die Häufigkeit von Dürren erhöht. Unter Dürrebedingungen ist die Vegetation empfindlicher und anfälliger für Feuer. Hohe Temperaturen und Dürre erhöhen daher gemeinsam das Risiko von Waldbränden , die nicht nur die Vegetation zerstören, sondern auch die Fähigkeit zur Kohlenstoffbindung weiter verringern – ein Teufelskreis also.

Dem Bericht zufolge leben fast drei Milliarden Menschen und mehr als die Hälfte der Nahrungsmittel der Welt in Trockengebieten oder Gebieten mit instabilen Wasserressourcen. Die Wasserkrise könnte mehr als die Hälfte der weltweiten Nahrungsmittelproduktion gefährden . Bis 2050 könnte das BIP verschiedener Länder aufgrund der Auswirkungen des gestörten Wasserhaushalts um durchschnittlich 8 % sinken, in Ländern mit niedrigem Einkommen könnten die Verluste sogar bis zu 15 % betragen.

Verweise

[1]https://www.nature.com/articles/d41586-024-03219-2

[2]https://phys.org/news/2024-10-geomagnetic-storm-earth-space-scientist.html

[3]https://science.nasa.gov/science-research/heliophysics/nasa-noaa-sun-reaches-maximum-phase-in-11-year-solar-cycle/

[4]https://phys.org/news/2024-10-reoxygenating-oceans-startups-baltic-sea.html

[5]https://flexens.com/leading-the-battle-against-anoxia-in-the-baltic-sea-the-boxhy-project/

[6]https://www.euronews.com/green/2024/10/14/solar-panels-could-be-installed-in-the-spaces-between-railway-tracks-in-world-first

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/10/532156.shtm

Autor: Xiao Xiaoze

Bearbeitet von: Gelbschwanz-Seelachs