Wie kann Glas uns helfen, den Klimawandel einzudämmen?

Dieser Artikel ist Teil einer Reihe von Updates zum arktischen Eis, die von Ice911.org bereitgestellt wurden.

Die Arktis ist in Schwierigkeiten. Das zeigt der im Dezember 2018 veröffentlichte Arctic Report Card der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).Wir haben in den letzten drei Jahrzehnten 95 Prozent des ältesten und dicksten Eises der Arktis verloren. Aus diesem Bericht geht auch hervor, dass 2018 die zweitwärmsten Lufttemperaturen, die zweitniedrigste gesamte Meereisbedeckung in der Arktis und das niedrigste jemals gemessene Wintereis in der Beringsee in der Geschichte verzeichnet wurden. Warum ist das so alarmierend?

Historisch gesehen fungierte die Arktis als globaler Hitzeschild der Erde. Ähnlich wie ein weißes T-Shirt an einem heißen Sommertag hat das Eis dazu beigetragen, die Arktis in der heißen Sommersonne kühl zu halten. Durch die Reflexion der rund um die Uhr von der Arktis einfallenden Sonnenenergie hat das arktische Eis dazu beigetragen, die Erde kühler und das Wetter stabiler zu halten, als wir es heute sehen – und was wir in Zukunft häufiger sehen werden.

Dieser Eis- und Schneeverlust in der Arktis macht mittlerweile mehr als ausein Viertel des globalen Temperaturanstiegs . Es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Dürre in den USA und den Waldbränden in Kalifornien sowie bei den sich verschlimmernden Winterstürmen im Nordosten. Weltweit trägt der Verlust des arktischen Eises zu immer heftigeren tropischen Stürmen, strengeren Wintern in Nordeuropa und steigenden Meeresspiegeln bei. Die Wiederherstellung des Eises in der Arktis würde die globale Erwärmung verlangsamen und das Artensterben verringern. Dies würde der Gesellschaft Zeit verschaffen, parallel dazu die ebenfalls dringende Arbeit zur Umstellung der Wirtschaft auf nachhaltige Energiequellen und zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes in Angriff zu nehmen.

Die Arktis reflektiert Sonnenenergie am effektivsten in Gebieten, die von mehrjährigem hellem Eis und/oder Schnee bedeckt sind. Diese Bereiche erreichen Reflexionsgrade von bis zu 80 Prozent oder mehr. Es ist schwer, das Reflexionsvermögen des Schnees zu verbessern, aber in der Arktis schneit es nicht viel. Und Schnee, der auf das offene Meer fällt, neigt dazu, zu schmelzen.

Eis ist an sich wichtig und bietet dem fallenden Schnee einen Platz, an dem es sich ansammeln kann, was das Reflexionsvermögen verbessert. Aber jüngeres Eis reflektiert weniger (typisch sind 30 Prozent) als mehrjähriges Eis. Es ist tendenziell dünner und transparenter und schmilzt im Sommer schneller. Und der offene Ozean absorbiert den größten Teil der Sonnenenergie, die auf seine Oberfläche trifft (typisch sind 95 Prozent). Es absorbiert weit mehr als es reflektiert, was zu einer Erwärmung der Meerestemperaturen führt.

Können wir der Welt und unserer Zukunft helfen, indem wir dieses sich beschleunigende Szenario stoppen und umkehren? Wir glauben, dass wir es können.

Die körnigen, reflektierenden Hohlglas-Mikrokugeln von Ice911 sind ein sicheres, relativ kostengünstiges Material und wirken wie helles Eis, um mit möglichst wenig Material die größtmögliche Wärme zu reflektieren. Wenn die sandähnlichen Mikrokügelchen in sehr dünnen Schichten in strategischen Gebieten der Arktis aufgetragen werden, können sie dazu führen, dass junges Eis oder sogar geschmolzenes Wasser, das sich in Teichen auf Eis ansammelt, eher wie helles, reflektierendes Eis und Schnee wirken.

Sie können sich eine Glasmikrokugel als eine dünne, hohle Hülle vorstellen, die hauptsächlich aus Siliziumoxid (Sand) besteht und einen Gaskern umgibt, ähnlich wie ein Ballon eine dünne Hülle aus Gummi ist, die die Luft umgibt, die Sie hineinfüllen.

Silizium ist der Hauptbestandteil von Glas und kommt praktisch überall auf der Erde vor. Es ist auch als Siliziumdioxid bekannt. (Chemisch gesehen ist das SiO2.) Das ist eine natürliche Verbindung, die aus zwei der am häufigsten vorkommenden Materialien auf der Erde besteht: Silizium (Si) und Sauerstoff (O2). Kieselsäure ist der Hauptbestandteil von über 95 Prozent der Gesteine ​​auf der Erde. Und es gibt mehr als 6 Tera-Tonnen (6 Milliarden Tonnen) Kieselsäure im Ozean.

Im Meer liegt ein Großteil der Kieselsäure in Form von Kieselsäure vor. (Chemisch gesehen ist das 1 SiO2 kombiniert mit 2 H2O.) Die Erdkruste besteht zu 59 Prozent aus Silizium; Eine bekannte Form dieses Materials ist Strandsand. Es kommt auch natürlicherweise in Wasser, Pflanzen und Tieren vor.

Unser Material wird schließlich zu einem winzigen Teil der bereits im Ozean vorhandenen Kieselsäure werden und sich sicher dem natürlichen Kieselsäurekreislauf anschließen, von dem ein Großteil des pflanzlichen und tierischen Lebens auf der Erde abhängt.

Schauen Sie sich das Material in diesem Video aus einem HBO VICE-Special an. Der Gründer von Ice911, Leslie Field, Ph.D., erläutert, wie die reflektierenden Mikrosphären zur Wiederherstellung des Eises in der Arktis beitragen können.

Unsere von Experten geprüfte und praxiserprobte Lösung zur Verlangsamung des Schmelzens und zur Wiederherstellung des arktischen Eises: Verteilen Sie eine sehr dünne Schicht reflektierender Glasmikrokugeln auf jungem, dünnem Eis, damit es länger hält. Mikrosphären werden in vielen alltäglichen Anwendungen verwendet. Sie haben sie wahrscheinlich in Ihren Medikamenten, Körperpflegeartikeln und als Teil Ihres Zuhauses.

Die Klimamodellierung unserer Kollegen von Climformatics zeigt, dass wir durch die Verlangsamung der Schmelze das Eis im Laufe der Zeit wiederherstellen und den natürlichen Hitzeschild der Erde wieder aufbauen können.

Wenn wir nichts tun, um das Eis zu retten, wird der kleine verbleibende Anteil des alten, mehrjährigen Eises sehr bald vollständig schmelzen. In zehn Jahren oder früher könnten wir einen eisfreien arktischen Sommer erleben. Eine eisfreie Arktis würde die Klimarisiken, denen wir bereits ausgesetzt sind, erheblich erhöhen: beispiellose Waldbrände, extreme Stürme, Dürre und steigende Meeresspiegel sowie steigende – oft tödliche – Temperaturen in den heißeren Regionen der Welt.

Dies ist einer der vielen Ansätze, die zusammengenommen die enormen Herausforderungen unseres sich erwärmenden Planeten und der sich ändernden Klimabedingungen bewältigen können.

Charlie Heck ist Multimedia-Nachrichtenredakteur und Radioproduzent und war Co-Moderator der Science 360 ​​Super Science Show der National Science Foundation. Sie schreibt über verschiedene andere MINT-Themen und Neuigkeiten rund um Ice911.

Feature-Bild mit freundlicher Genehmigung von Ice911.

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