Chinesische Wissenschaftler schlagen vor, stillgelegte Kohlebergwerke in unterirdische Agrarlabore umzuwandeln

China plant, Tausende von stillgelegten Kohlebergwerken in unterirdische Agrarlabore umzuwandeln, um die Landwirtschaft unter kontrollierten Bedingungen zu erforschen. Forscher des Engineering Research Center for Green and Efficient Development of Coal-Based Resources in Shanxi skizzierten diesen Vorschlag in einem kürzlich im Magazin "China Mining" veröffentlichten Artikel. Sie sind der Ansicht, dass stillgelegte Bergwerke eine stabile Umgebung für die Erforschung der "Closed-Environment Agriculture" bieten können, da der Klimawandel die traditionelle Landwirtschaft zunehmend anfällig macht.

Laut dem "South China Morning Post" wird China bis 2030 voraussichtlich etwa 15.000 stillgelegte Bergwerke besitzen, was eine große Menge ungenutzten unterirdischen Raums schaffen wird. Forscher schätzen, dass das Volumen dieser Räume etwa 720 Millionen Kubikmeter (25,4 Milliarden Kubikfuß) erreichen könnte. Im Gegensatz zu traditionellen Ackerflächen können unterirdische Tunnel weitgehend von saisonalen Temperaturschwankungen und vielen wetterbedingten Gefahren abgeschirmt werden. Die Forscher glauben, dass dies die Tunnel für kontrollierte Agrarversuche nutzbar macht, bei denen Temperatur, Licht, Wasser und Luft präzise gesteuert werden können.

Potenzielle Herausforderungen und Vorteile der unterirdischen Landwirtschaft

Der Mangel an Sonnenlicht ist offensichtlich eine Herausforderung, aber die Forscher weisen darauf hin, dass die bestehende Strominfrastruktur in den stillgelegten Bergwerken künstliche Beleuchtungssysteme unterstützen kann. Die Schwankungen der unterirdischen Temperaturen sind auch viel geringer als an der Oberfläche, was den Energiebedarf zur Aufrechterhaltung geeigneter Wachstumsbedingungen möglicherweise reduziert. Geothermie könnte einen weiteren Vorteil bieten, indem sie potenziell Wärme für den unterirdischen Anbau liefert und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert.

Die Forscher schlagen nicht vor, stillgelegte Bergwerke sofort in riesige unterirdische Farmen umzuwandeln. Stattdessen stellen sie sich vor, dass diese Bergwerke hauptsächlich als Plattformen für landwirtschaftliche Ingenieurwissenschaften dienen, auf denen Wissenschaftler untersuchen können, wie Pflanzen auf die kontrollierte unterirdische Umgebung reagieren.

Erstellung und Anwendung von Kreislaufsystemen

Der Vorschlag könnte auch eine weitere Nutzung der vom Bergbau hinterlassenen Infrastruktur ermöglichen: die Behandlung kontaminierter Bergwerkswässer. Stillgelegte Bergwerke können noch Rückstände von Schadstoffen enthalten, einschließlich Schmiermittel und Hydraulikflüssigkeiten. Kontaminiertes Wasser kann auch durch geologische Verwerfungen, Risse und schlecht abgedichtete Bohrlöcher wandern und potenziell in Oberflächengewässer gelangen. Die Forscher schlagen vor, dass unterirdische Agrarlabore einen praktischen Grund bieten könnten, um Systeme zur Behandlung und Wiederverwendung dieser Wässer zu entwickeln. Wasser mit hohen Konzentrationen von Sulfaten oder Schwermetallionen könnte nach Behandlung durch Verfahren wie Adsorption und Membrantrennung für geeignete Pflanzen verwendet werden. Sie erwähnen, dass säuretolerante Pflanzen wie Raps und Tee als potenzielle Kandidaten in Frage kommen.

Dies würde ein Kreislaufsystem schaffen, das die mit stillgelegten Bergwerken verbundene Infrastruktur, Energie und Wasserressourcen wiederverwendet, anstatt sie einfach verfallen zu lassen. Die Forscher sehen auch weniger offensichtliche Anwendungen dieser Technologie. Durch die Schaffung kontrollierter Ökosysteme tief unter der Erde können Wissenschaftler untersuchen, wie Pflanzen reagieren, wenn natürliche Umweltbedingungen entfernt oder eng kontrolliert werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse könnten für langfristige Weltraummissionen nützlich sein, bei denen eine zuverlässige Lebensmittelproduktion entscheidend ist, aber nicht von natürlichem Sonnenlicht, Boden und stabilen Umweltbedingungen ausgegangen werden kann.

China hat bereits begonnen, dieses Konzept zu erproben. In der Stadt Daye in der Provinz Hubei haben Forscher in einem stillgelegten Kupferbergwerk in etwa 245 Metern (804 Fuß) Tiefe unter der Erde Pflücksalat angebaut. Die Anlage verwendet künstliche Beleuchtung, ein intelligentes Kultivierungssystem und kohlenstoffarme Energie, um das Wachstum der Pflanzen zu gewährleisten. Ähnliche Experimente werden auch an anderen Orten durchgeführt. In North Yorkshire, Großbritannien, haben Forscher landwirtschaftliche Anlagen mehr als 1.000 Meter unter der Erde eingerichtet, um zu testen, wie Pflanzen in großer Tiefe angebaut werden können.

Das Konzept ist nicht neu. Der britische Forscher Saffa Riffat schlug bereits 2018 vor, stillgelegte Kohlebergwerke für die unterirdische Landwirtschaft zu nutzen, da diese Räume helfen könnten, der wachsenden Nachfrage nach Lebensmitteln gerecht zu werden und gleichzeitig den ehemaligen Bergbauinfrastrukturen eine neue Nutzung zu geben. Für China ist diese Chance jedoch besonders groß. Das Land hat zwischen 2010 und 2019 etwa 12.000 Bergwerke geschlossen, und in den kommenden Jahren werden voraussichtlich Tausende weitere stillgelegt. Die Forscher sind der Meinung, dass diese Tunnel nicht das nächste Vermächtnis der Kohleindustrie werden sollten, sondern zu Laboren für eine andere Art der Landwirtschaft werden sollten, die unabhängig von der zunehmend unvorhersehbaren Umwelt funktioniert.

Potenzielle Auswirkungen der Umwandlung stillgelegter Kohlebergwerke

Die Umwandlung stillgelegter Kohlebergwerke in unterirdische Agrarlabore kann die vorhandenen Ressourcen effektiv nutzen und den Herausforderungen des Klimawandels begegnen. Dies fördert nicht nur die Entwicklung der Agrartechnologie, sondern bietet auch neue Ansätze für den Umweltschutz, insbesondere bei der Behandlung von kontaminiertem Wasser. Darüber hinaus könnte dieses innovative Konzept wichtige Technologien für die Lebensmittelproduktion für zukünftige Weltraummissionen liefern, was sein Anwendungspotenzial in mehreren Bereichen zeigt.