Mikroben verwandeln CO2 rasend schnell in Gestein

Zu viel Plastik und zu viel Kohlendioxid - unsere allergrößten Umweltprobleme können in naher Zukunft vielleicht von den allerkleinsten gelöst werden: Mikroben! Das ist längst keine Utopie mehr: Rund um den Globus arbeiten Forschende sehr erfolgreich an Mikroorganismen, die Plastik zersetzen können. Wenn sich diese Bakterien im großen Stil technisch nutzen lassen, könnte dies unser Plastikmüllproblem lösen.

Im Kampf gegen den Klimawandel melden nun Forschende der Sanford Underground Research Facilityin den USA einen bahnbrechenden Durchbruch: Sie haben natürliche Mikroben entdeckt, die Kohlendioxid (CO2) aufnehmen und rasend schnell in festes Gestein umwandeln können. Dieser Prozess wird als "Kohlenstoffmineralisierung" bezeichnet.

Schwierige Kohlendioxid-Speicherung unter Tage

Seit Jahren suchen die USA intensiv nach Möglichkeiten, das klimaschädliche Gas Kohlendioxid dauerhaft unter der Erde zu lagern. Aber oftmals entweicht ein großer Teil des in die Gesteinsschichten eingepumpten Gas wieder durch geologische Verwerfungen.

Deshalb suchen die Forschenden nach ganz speziellen Gesteinsschichten, in denen das Gas aufgelöst und durch den sogenannten "In-situ-Mineralisierungs-Prozess" in ein Karbonatmineral umgewandelt wird. Das Gas wird somit zu Gestein. Allerdings dauert dieser Prozess normalerweise sieben bis zehn Jahre, in denen das Gas eben auch wieder entweichen kann.

Die jetzt entdeckten stabförmigen Mikroben können diesen natürlichen Prozess allerdings drastisch beschleunigen. Sie brauchen gerade einmal zehn Tage, um das Gas in Gestein umzuwandeln.

Vom Labor in die Realität

Zunächst hat das interdisziplinäre Team aus Geochemikern, Mineralogen und Mikrobiologen im Labor die optimalen Rahmenbedingungen untersucht, die für eine Mineralisierung ohne Bakterien notwendig sind, also wie hoch der Druck und der Säuregehalt sein muss. Oder welche Temperatur und wieviel Zeit nötig ist.

Als diese Rahmenbedingungen geklärt waren, suchten die Forschenden tief unter der Erde nach Mikroben, die mit diesen Bedingungen gut zurechtkommen.

Vier Geobacillus-Bakterien-Arten erwiesen sich als besonders geeignet, weil sie auch unter diesen sehr speziellen Bedingungen in wasserführenden Felsspalten wachsen und den biologischen Umwandlungsprozess von CO2 zu Gestein beschleunigen können. "Wir haben herausgefunden, dass wir CO2 speichern können, indem wir das Mineral MgCO3-Magnesit durch den Einsatz von Mikroben in nur zehn Tagen auskristallisieren." 

Dauerhafte Umwandlung von CO2 möglich

Die Forschenden gehen davon aus, dass das in Gestein umgewandelte Gas über Tausende von Jahren stabil und außerhalb des Kreislaufs der Atmosphäre bleibt. Auf diese Erkenntnisse hat das interdisziplinäre Team nun ein Patent angemeldet.

Wenn durch die Erkenntnisse eine schnelle Umwandlung auch im ganz großen Stil gelingt, könnten künftig gewaltige CO2-Mengen in tiefen Gesteinsschichten und zum Beispiel in ehemaligen Bergwerken oder in erschöpften Gas- und Ölvorkommen gespeichert werden. Den Mikroben sei Dank!