Die Erde wie eine Stiftung behandeln“ Ressourcenschutz und ... · x SO 2, reakt. Stickstoff,...

Reinhold Leinfelder, FU-Berlin, 3. Kongress Phosphor, Stuttgart, 22.11.2017

„Die Erde wie eine Stiftung behandeln“ Ressourcenschutz und Rohstoffeffizienz im Anthropozän

Prof. Dr. Reinhold Leinfelder Arbeitsgruppe Geobiologie und Anthropozän-Forschung, Freie Universität Berlin Exzellenzcluster Bild-Wissen-Gestaltung an der Humboldt Universität zu Berlin

Anthropocene Working Group ICS/IUGS

Abb

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Hinweis: Die Folien dieses Vortrags werden vom Autor auf Zuhörerwunsch zu persönlichen offline Vertiefung zur Verfügung gestellt. Sie sind nicht copyright-frei. Bitte Fremdcopyrights beachten. Vor evtl. Verwendung (auch für nichtkommerzielle Zwecke) bitte nachfragen. Vielen Dank. Dies gilt für alle Abbildungen dieser Präsentation


Die Nutzung der Erde durch den Menschen


Die großen globalen gesellschaftlichen Herausforderungen


Nachhaltigkeit nach Brundtland-Bericht (1987)

Nachhaltigkeit nach Brundtland-Definition (und was daraus wurde)

© RL

©RL

© RL


Nachhaltigkeit nach Brundtland-Definition (und was daraus wurde)


Die Menschengeologie Das Anthropozän

„We live in the Anthropocene“

!!! Martyna Zalatyte, Universität der Künste Berlin , (In: A. Hamann, H. Wagenbreth, H. Trischler, R. Leinfelder, 2014

Paul Crutzen

Umwelt

© RL


Die Menschengeologie Das Anthropozän

Martyna Zalatyte, Universität der Künste Berlin , (In: A. Hamann, H. Wagenbreth, H. Trischler, R. Leinfelder, 2014

„Anthropozän“ Das Menschen-Neue Das völlig Neue

Das am meisten Neue Das mehr Neue

Das kleine Neue Das schwach Neue

Das aufgehende Neue Das alte Neue

4500

Mill

ione

n Ja

hre

2,6

Paul Crutzen

Hypothesen: •  Der Mensch prägt das Erdsystem im

Anthropozän •  Der Mensch ist heute ein

„geologischer Faktor“. Das Anthropozän ist geologisch überlieferungsfähig

•  Kultur und Natur sind kein Gegensatz


3.

Ebene: Erdsystem:

Einfluss des Menschen auf alle

Natursphären, Schaffung einer Neonatur etc.

Ebene: Geologie

Schaffung einer Technosphäre, neue Technofossilien und

Geosignale überall, andersartige Sedimentationsprozesse

- > erdgeschichtlich manifestiert

Metaebene: Verantwortung

Bildung, Ausbildung,

Kommunikation

Wirtschaft, Wissenschaft,

Politik, Kommunen, Zivilgesellschaft

Das Anthropozän-Konzept

1. 2.

©RLaus Leinfelder 2017


Ausmaß und Dynamik anthropogener Veränderung des Erdsystems



©RL

©RL


Grafiken: WBGU-Comic 2013

•  77% der (eisfreien) Landoberfläche nicht mehr ursprünglich, das meiste Süßwassers wird durch Menschen verbraucht / gemanagt

•  Mittlere Erosionsrate 10-30x höher als während der letzten 500 Millionen Jahre

•  Höchste atmosphärische CO2-Konzentration seit >> 800.000 Jahren 5 Millionen Jahren, Globale Mitteltemperatur ca. + 0,9°C, v.a. seit 50 Jahren, Meeresspiegelanstieg ca 3,2 mm/Jahr, deutlich beschleunigt.

•  60-80% „Erschöpfung“ / Überfischung, Meere als Quelle und Senke

•  allg. enorm erhöhte Aussterberate (>100-1000x)

•  Biomasse der Menschen und der domestizierten Tiere beträgt 90% der Biomasse aller lebenden Säugetiere

•  Anthrop. NOx SO2, reakt. Stickstoff, Phosphor übersteigen natürliche Quellen bei weitem

•  Plastikproduktion pro Jahr schon knapp wie Biomasse aller Menschen

•  Technosphäre 30 Billionen Tonnen



Nur noch 23% echte Wildnis nur noch 11% photosynth. Primärproduktion in Wildnis


©RL


Nähere Infos: anthropocene-kitchen.com



Phosphatabbau

14

Lousiana, Uncle Sam Henry Fair: Florida Phosphate Mining

gbminerals.com 2010

Reported Reserves (2010) USGS 2010

36,5%

85%

23,7%

6%


Peak Phosphor: 2030 od. 2400?

Phosphatabbau

2016: 68


Phosphatabbau

250 2016: 261 Mio t

Quellen: https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/phosphate_rock/ http://www.thecropsite.com/articles/1621/ world-reserves-of-phosphate-rock-dynamic-unfolding-story/

2016: 35 kg/Mensch


Cadmium

Chlor

Thorium

Fluor

Uran

Aus Leinfelder et al. (Hs) 2016: Die Anthopozän-Küche






aus Google Maps


Kosrae

Nauru

Tarawa

Gilbertinseln

Rabi

Fidschi

Banaba

japanische

Umsiedlung

bri t ische

Umsiedlung

Und die Bewohner der Insel?

Sie hatten wirklich Pech. Zuerst verloren sie ihr Land. Dann, im Zweiten Weltkrieg, wurde Banaba von Japan besetzt. Die Briten verschwanden und ließen die Ein-

wohner und auch die Arbeiter der benachbarten Gilbert- und Elliceinseln zurück. Die Leute wurden misshandelt, viele getötet. Schließlich steckte man alle in japanische

Kriegslager auf Kosrae, Nauru und Tarawa.

Nachdem die Allierten Banaba wieder eingenom-men hatten, fanden sie die Insel komplett zerstört vor. Deswegen brachte man die ehemaligen Einwohner erst-mal auf den Gilbertinseln zusammen und bot ihnen an, nach Rabi zu ziehen.

Und da leben wir jetzt. Meine Leute hatten die Wahl: Entweder eine

zerstörte Insel oder der Verlust ihrer Heimat.

124

So viel Leid wegen Phosphat! Der Nachbarinsel Nauru wurde ein ähnliches Schicksal zuteil,

allerdings konnten die Menschen dort auf ihrem Land bleiben, weil die Abbaugebiete nicht

direkt unter ihren Häusern waren.

Dabei fing alles so nett an: Seevögel nisteten auf dieser wunderbaren Insel

und hinterließen ... ihren Kot!

Der Meeresspiegel hob und senkte sich, das Land verkarstete, und in einem

mysteriösen, chemischen Prozess wurde aus den Exkrementen und dem Calciumcar-

bonat im Kalkstein reinstes Phosphat!

Meeresspiegel

Meeresspiegel

chemischer Prozess

Vogelkot

lebendiges Riff* (Kalkstein)

marine Sedimente

Lagune*

Verkarstung*

vor ungefähr 1-3 Millionen Jahren

Wechselwirkung zwischen Vogelkot, Meerwasser und Korallengestein

Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 + 4 H2O Ca(H2PO4)2 + 2 [CaSO4 + 2 H2O]Tricalciumphosphat plus Säure ergibt lösliches Superphosphat.

Viele Tausend Jahre später verwandelte die Agrarindustrie das Phosphat zu Dünger.

Guano Phosphat

125


Es war einmal: Banaba-Phosphate


Aus Leinfelder et al. (Hs) 2017: Science meets Comics


Flughafen Nauru

Es ist gewesen: Nauru-Phosphate


Als nächstes? Chatham Rise Phosphate? ??

http://www.rockphosphate.co.nz/the-project/ nmow.co.nz

•  7-12 Mio (Obermiozän) •  ca 450 m Wassertiefe. •  „The mining method will involve ‘sucking’ up a

0.3-0.5 m deep layer of the seabed (all material < 15cm, filtered by a screen) with a 4.5–6m wide trailing suction head dredger (drag-head).“



Phosphor-Kreislauf


Steffen et al. 2015

Persistent synthetic chemicals ( POPs) Novel engineered organic/inorganic materials (e.g. plastics) Natural materials remobilized by humans (e.g. heavy metals, RE, Other non-renewables)

?

‚Div‘

? ‚Dom‘

Planetare Grenzen

PB P: 11 Mio t in Ozean 6,3 Mio t auf Böden Pre Industr. 1,1 Mio t in Ozean


Plastik in der Umwelt

Roland Geyer et al. Sci Adv 2017;3:e1700782 Published 19 Jul 2017 Published by AAAS


Der Weg des Plastiks

44% aller Seevogelarten fressen versehentlich Plastik

>300 Mio t/Jahr (2015), davon 75-80 Mio t/J Verpackungen

6-8%

18% aus Fischerei 80% Ozeanmüll ist Plastik

2000-700.00 Mikrofasern pro Waschgang

virgin pellets Microbeads aus Kosmetika

Basierend auf Leinfelder 2014, Leinfelder & Haum 2016

©RL


Technosphäre 30 Billionen Tonnen (3x1013 t)

Aus: Jan Zalasiewicz, Mark Williams, Colin N Waters, Anthony D Barnosky, John Palmesino, Ann-Sofi Rönnskog, Matt Edgeworth, Cath Neal, Alejandro Cearreta, Erle C Ellis, Jacques Grinevald, Peter Haff, Juliana A Ivar do Sul, Catherine Jeandel, Reinhold Leinfelder, John R McNeill, Eric Odada, Naomi Oreskes, Simon James Price, Andrew Revkin, Will Steffen, Colin Summerhayes, Davor Vidas, Scott Wing, Alexander P Wolfe (2016, online first): Scale and diversity of the physical technosphere: A geological perspective.- The Anthropocene Review, doi:10.1177/2053019616677743

Städte: 2,5% der Landoberfläche, fast 40 % der Technosphäre: 11,1 Tt

4000 t /Mensch 50 kg/m2

(Flächen-verbrauch: 48 456 m2 / Mensch; ca 7 Fussball-felder)


Grafik von Henning Wagenbreth

AUCH WIR HABEN HUNGER!

Bild: H. Wagenbreth, Cover from : A. Hamann, R. Leinfelder, H. Trischler, H. Wagenbreth (2014) Bild: H. Wagenbreth, Cover from : A. Hamann, R. Leinfelder, H. Trischler, H. Wagenbreth (2014)


Bas

iere

nd a

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n et

al.

2015

; A

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onnt

agsb

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tuttg

arte

r Zei

tung

vom

19.

11.2

017

Dünger- verbrauch

BIP Stadt-

bevölkerung Welt-

bevölkerung

Staudämme Energie- verbrauch

Mobilität Telefone Tourismus

CO2 in Atmosphäre

Stickoxide in der Luft

CH4 in der Luft

Ozonloch Meeres-

versauerung Fischfang

reakt N.- Eintrag

in Küsten

Regenwald Verlust

Terrestr. Artenschwund


Definitionsmöglichkeiten für das Anthropozän

1800 Mitte 20. Jhd.

Jungpleistozän

Neolithische Revolution

1610

Aus Ruddiman et al. 2015, Science

Nach Ruddiman et al 2015


Beton: •  erfunden von Römern •  50% davon seit 1995 produziert •  ca.1 kg Beton pro m2 Erdoberfläche Elementares Aluminium: •  Al häufigstes Metall in Natur, aber nicht

elementar •  elementar seit 19. Jhd. •  98% seit 1950 Plastik va. seit 2. Weltkrieg und danach Radioaktiver Fallout (50/60er Jahre) Industrieasche POPs, Pestizide, u.v.m. auch „Gewürzmetalle“, seltene Erden, weitere Geosignaturen in Eiskernen etc.

Colin N. Waters et al. Science 2016;351:aad2622

Vorschlag: Anthropozän-Beginn: Mitte 20. Jhd.


Vorschlag: Anthropozän-Beginn: Mitte 20. Jhd.

M

Pha

nero

zoik

um

Kän

ozoi

kum

Q

uart

är

Anthropozän

Holozän

Pleistozän

O

U

O M

rezent / heute

Mitte 20. Jhd

4 200 Jahre

8 200 Jahre

11 700 Jahre

126 000 Jahre

773 000 Jahre

1,8 Mio Jahre

2,58 Mio Jahre

U

Verändert, aus Zalasiewicz et al. 2017 aus Leinfelder 2017


3.

Ebene: Erdsystem:

Einfluss des Menschen auf alle

Natursphären, Schaffung einer Neonatur etc.

Ebene: Geologie

Schaffung einer Technosphäre, neue Technofossilien und

Geosignale überall, andersartige Sedimentationsprozesse

- > erdgeschichtlich manifestiert

Metaebene: Verantwortung

Bildung, Ausbildung,

Kommunikation

Wirtschaft, Wissenschaft,

Politik, Kommunen, Zivilgesellschaft

Die Metaebene des Anthropozäns

1. 2.


Vom Urknall ins Präkambrium Elemente v.a. durch Kernfusionen aus Wasserstoff und Helium (sowie Neutronenstern-Fusionen etc.), nach 200 Millionen Jahren auch der Phosphor

1. Woher alles kommt

Beispiel 1: Die „Hall of Fame“ der Erdgeschichte

Aus Leinfelder et al. 2016: Anthropozän-Küche

„Urknall“

Unsere Zukunft gestalten: 1) Erdgeschichte neu denken

Aus Leinfelder et al. (Hs) 2016: Die Anthopozän-Küche Aus Leinfelder et al. (Hs) 2016: Die Anthopozän-Küche

©RL

aus Leinfelder 2017


Eisenbakterien Methanbakterien Cyanobakterien Korallenriffe

Erste Wälder Gras

CH4

Eisenerze

CO2 O2

Kalk

CO2

CO2

Kohle Nahrung

CO2 O2

Plankton

CO2

Erdöl, Erdgas, Phosphat

O2

© Daniel Buchheit

The Hall of Fame of Earth History

© R. Leinfelder, mit Fremdabbildungen


Neue Metaphern und Storylines: Beispiel 2: Die Rolle des Phosphors

Unsere Zukunft gestalten: 1) Erdgeschichte neu denken

Entstehung des Lebens Entstehung des Menschen Entstehung der Intelligenz



Phosphor für Pflanzen Phosphor als Zusatzstoff

Unsere Zukunft gestalten: 2) Vernetzt denken




Aus Leinfelder 2014 ff

©RL

©RL



AG Projekt Anthropozän-Küche: Das Labor der Verknüpfung von Haus und Welt

Reinhold Leinfelder, FU-Berlin, 3. Kongress Phosphor, Stuttgart, 22.11.2017 Aus Leinfelder 2014

Planetare Grenzen: Atmosphärengase

Versauerung

Stickstoff, Phosphor Landverbrauch Biodiversität

weitere Ressourcen und Verschmutzung

Zukunft

Wünschbarkeiten Möglichkeiten

Was wünschen?

Wahrscheinlichkeiten

Unsere Zukunft gestalten: 3) Zukunft als Möglichkeitsraum

©RL


Design Thinking nach Hasso-Plattner

Thema

Mögliche Zukünfte „ausprobieren“ Unsere Zukunft gestalten: 3) Zukunft als Möglichkeitsraum


Aus Leinfelder 2016


©RL

Reinhold Leinfelder, FU-Berlin, 3. Kongress Phosphor, Stuttgart, 22.11.2017 Aus Hamann et al. (2016) Mehlwumburger .... Lehrerhandreichungen Via http://anthropocene-kitchen.com

Symptome bekämpfen!

Weniger !ist mehr!

Weiter wie !bisher!

Natur als Vorbild!

Future Tech!

Ernährungs-zukünfte



High Tech: Individualisierte Recyclingsysteme, Skyscraper Farming, Laborfleisch, etc.

Reaktiv „end-of-pipe“- Filtertechniken, Biogas aus Gülle,

(Weiter wie bisher)

Bioadaptiv Aquaponik, andere Kreislauf- systeme, Insekten als Fleischersatz, etc.

Phosphatzukünfte: Haushalten mit Phosphat

Leinfelder 2017 Comics aus Leinfelder et al. (2016, 2017)


Suffizient Tröpfchendüngung, Düngervermeidung, vegane Ernährung, Reduktion von Phosphat in anderen industriellen Prozessen, etc.

heute

©RL

©RL


Aus Leinfelder 2016, ergänzt

reaktiv

suffizient

„bioadaptiv“, C2C

Future Tech

BAU

Fazit: 1. Kompass Kreislaufwirtschaft

ellenmacarthurfoundation.org


Bild: AG Kai Niebert

Stiftungskapital

Stiftungszweck

Stiftungsregelungen

Stiftungszweck nur über jeweiligen Ertrag dauerhaft erreichbar

Fazit: 2. Nachhaltigkeit neu denken: Die Erde als Stiftung

©RL


Im Jahr 2100 ?

Aus WBGU & A. Hamann 2016

Fazit: 3. Ausprobieren, konstruktiv anpacken, durchhalten


anthropocene-kitchen.de

Kontakt: [email protected], reinhold-leinfelder.de Literatur siehe Kongressband

Abb. aus Leinfelder et al. (Hs) 2016: Die Anthopozän-Küche

© Reinhold Leinfelder Some used figures might have other copyrights. For personal use only, do not repost. For full references see published conference paper and www.reinhold-leinfelder.de or ask author. R.Leinfelder, 25.11.2017

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