Wenn man Mineralien wie Silikat oder auch Kalk zerkleinert und verteilt, binden sie im Verwitterungsprozess CO₂. Für die chemische Bindung von Kohlendioxid werden alkalische Substanzen, zum Beispiel Silikat oder Kalk direkt ins Oberflächenwasser des Ozeans eingeleitet. Die Mineralien können an Land in Minen abgebaut, per Schiff aufs Meer transportiert und dort im Wasser verteilt werden. Bei Anwendung dieser Methode könnte der Ozean nicht nur mehr CO₂ aufnehmen, als positiver Nebeneffekt würde dies zugleich der Ozeanversauerung entgegenwirken. Grundsätzlich gibt es weltweit ausreichend Mineralien, um damit alle CO₂-Emissionen zu binden. Diese müssten abgebaut und zu einem feinen Pulver zermahlen oder chemisch aufbereitet werden, damit sie sich schnell im Wasser auflösen und mit dem CO₂ reagieren. Für diese chemische Neutralisation wird pro Tonne CO₂ mehr als eine Tonne Gestein benötigt. Damit die beschleunigte Verwitterung einen globalen Effekt erreicht, müsste für die benötigte Menge an Mineralien ein ganz neuer Bergbau und eine indu­strielle Fertigung in großer Dimension aufgebaut werden. Bisher ist unklar, wie das Gesteinsmehl auf marine Ökosysteme wirken würde. Neben Risiken durch möglicherweise toxische Verunreinigungen müssen auch ökologische Effekte von Gesteinsstaub, zum Beispiel der Effekt von erhöhtem pH und vermindertem CO₂-Partialdruck untersucht werden.

Das Projekt OceanNETs erforschte 2022 im norwegischen Raunefjord die Chancen und Risiken der Ozeanalkalisierung. Für das Langzeit-Experiment setzen die Forschenden die am GEOMAR entwickelten KOSMOS Mesokosmen ein, eine Art übergroßer Reagenzgläser mit 20 Metern Länge und einem Durchmesser von zwei Metern. In den abgeschlossenen Behältern wird der pH-Wert des Meerwassers durch die gezielte Zugabe von Mineralien erhöht. Diese so genannte Alkalinisierung wirkt nicht nur der Ozeanversauerung entgegen, sondern erhöht auch das Potential des Ozeans, CO₂ zu binden. Regelmäßige Probennahmen und Messungen dokumentieren die chemischen und biologischen Veränderungen in den Mesokosmen über einen Zeitraum von etwa acht Wochen.

Das untersuchte Verfahren ist einem natürlichen Prozess nachempfunden: In der freien Natur sind Mineralien aus Gesteinen und Böden für die Alkalinität von Gewässern verantwortlich. Im Experiment werden gelöschter Kalk – stellvertretend für kalziumbasierte Mineralien – und Magnesium-Silikat – als Vertreter für siliziumhaltige Mineralien – zur Alkalinisierung genutzt, da sie frei von Unreinheiten regulärer Mineralien sind und sich zudem leichter im Wasser lösen. Das Experiment soll klären, wie effektiv hierdurch zusätzliches CO₂ gebunden wird, welche der beiden Substanzen bessere Ergebnisse erzielt und vor allem, wie sich die Ozean-Alkalinisierung auf marine Lebensgemeinschaften auswirkt.

Das OceanNETs-Experiment bei Oceanblogs