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Kohlendioxid im natürlichen Kreislauf

Kohlendioxid ist ein natürliches, ungiftiges Gas und entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O₂) zu CO₂. Die Pflanzen nehmen CO₂ aus der Luft auf und wandeln es bei der Fotosynthese mit Hilfe des Sonnenlichts in Kohlenstoffverbindungen um. Dabei entsteht Biomasse. Auf diese Weise sind auch die gesamten fossilen Energievorräte der Erde über Jahrmillionen entstanden (Kohle, Öl und Gas). Der Mensch und alle Tiere nehmen durch die Nahrung Kohlenstoff auf und verbrennen ihn durch die Atmung zu CO₂. Dadurch entsteht ein CO₂-Kreislauf, für dessen Gleichgewicht die Natur sorgt.

Eine Heizung mit Holz oder anderer Biomasse schadet diesem Gleichgewicht nicht, solange die verbrannte Menge gleichzeitig nachwächst. Man nennt solche Energieträger aus nachwachsenden Rohstoffen daher CO₂-neutral. Seitdem wir immer mehr fossile Energieträger z.B. bei der Energieumwandlung in den Kraftwerken verbrennen, gerät das Gleichgewicht aus den Fugen. Wissenschaftler haben errechnet, dass wir täglich mehr Kohle, Öl und Gas verbrauchen, als in jeweils 1.000 Jahren Erdgeschichte entstanden sind. Allein seit 1990 hat der weltweite CO₂-Ausstoß nochmals um 20 Prozent zugenommen.

Auswirkungen von Treibhausgasen auf das Klima

Die Durchschnittstemperatur auf der Erde beträgt 15 °C (Celsius). Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre es mit -19 °C so kalt wie in einem Gefrierschrank. Für diesen natürlichen Treibhauseffekt ist ein Schutzschild in der Atmosphäre verantwortlich, der die kurzwellige Sonnenstrahlung durchlässt und die Rückstrahlung der langwelligen Wärmestrahlen ins All bremst. Die Atmosphäre ist die Gashülle der Erde. Sie besteht hauptsächlich aus 77 Prozent Stickstoff und 21 Prozent Sauerstoff. Die restlichen 2 Prozent machen Edelgase, Wasserdampf, Kohlendioxid und Luftschwebstoffe aus. Kohlendioxid war vor 130 Jahren zu 0,028 Prozent in der Atmosphäre vorhanden. Bis heute ist dieser Wert jedoch um 35 Prozent auf 0,038 Prozent gestiegen. Diese scheinbar geringe Veränderung verstärkt die Wirkung des Schutzschildes: Die langwelligen Wärmestrahlen reflektieren immer weniger ins All zurück und erhöhen dadurch die Temperatur in der Atmosphäre – die Erde heizt sich auf.

Der Anstieg des Wasserdampfanteils in der Stratosphäre (obere Schicht in der Atmosphäre) verstärkt den Treibhauseffekt zusätzlich in gleichem Maß wie die CO₂-Zunahme. Er geht zum Teil auf den Flugverkehr zurück. Bei allen Verbrennungsprozessen mit hohen Temperaturen, d.h. vor allem bei Autos, Lkw, Schiffen und Flugzeugen, entstehen Stickoxide (NO_x), die zur Ozonbildung beitragen. In den üblichen Flughöhen zwischen 9 und 13 Kilometern wirkt sich Ozon verstärkt als Treibhausgas aus. Langsameres und tieferes Fliegen wäre daher klimafreundlicher. Der CO₂-Ausstoß durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken, Heizungen und Verkehrssystemen sowie durch die Brandrodung trägt den größten Anteil am menschgemachten Treibhauseffekt. Dazu kommen noch andere Treibhausgase: Die Chemieindustrie produziert und verwendet FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), deren Moleküle 15.000- fach schädlicher sind als CO₂. Aus der Landwirtschaft stammt ein großer Teil der Methanemission. Lachgas entsteht beim Ab- und Umbau von Kunstdünger. Auch diese beiden Gase verstärken den Treibhauseffekt 21- bzw. 310-mal mehr als CO₂.

Alle diese Effekte tragen zur Klimaerwärmung bei, in deren Folge die Zahl extremer Wetterlagen wie Hitzeperioden, Orkane oder Dauerregen bereits deutlich angestiegen ist.

Auch die Erwärmung der Meere setzt CO₂ frei, denn kälteres Wasser bindet mehr CO₂. Da sich das Meereswasser mit zunehmender Wassertemperatur ausdehnt, stieg der Meeresspiegel im Lauf der letzten hundert Jahre um 20 Zentimeter an. Wenn schwimmende Eisberge schmelzen, steigt der Spiegel zwar nicht an. Beim Abtauen von polarem Festlandeis, Schnee und Gletschern geraten jedoch große Wassermassen in die Meere. Inseln und flache Küstenregionen werden daher von der Landkarte verschwinden. Nur reiche Industriestaaten können es sich leisten, in höhere Deiche zu investieren. Aus den letzten verheerenden Überschwemmungen von Flüssen in Deutschland wissen wir, welche Kosten da auf uns zukommen. Doch gegen die Zunahme von Unwettern, Orkanen oder Dürrekatastrophen und Ernteausfällen können auch wir nur wenig tun. Es ist in jedem Fall billiger, den CO₂-Ausstoß und andere Umweltbelastungen so schnell wie möglich zu reduzieren.