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Was bewirkt das Kohlenstoffdioxid?

Fachbericht | Wörter: 2468 | Aufrufe: 26537 | Druckbare Version

CO2 - Klimakiller oder Lebensgas?

Was ist das für ein Stoff, das Kohlen“stoff“dioxid, der als Luftschadstoff, Umweltgift und Klimakiller bezeichnet wird? Der Stoff, der die Klimakatastrophe und den Klimagau auslösen soll, weil er durch den „Treibhauseffekt“ für die „Aufheizung“ der Atmosphäre verantwortlich sei. Das sogenannte Kohlendioxid ist ein farbloses Gas, das bei allen Verbrennungs- und Atmungsvorgängen in der Umwelt entsteht. An einem Kohlenstoffatom lagern sich bei der Oxydation (Verbrennung) zwei Sauerstoffatome an und bilden mit dem Atomgewicht 44 das CO2. Es ist 1,5 mal schwerer als Luft und von schwach säuerlich-stechendem Geruch und Geschmack. CO2 löst sich leicht in kaltem Wasser und kommt in der Umwelt besonders im natürlichen Mineralwasser vor. Der Hauptteil des CO2 wird durch die Zersetzung von Biomasse durch Bodenbakterien und anderer Destruenten bei der Verrottung gebildet. Weiterhin finden wir CO2 bei der Ausgasung der tropischen Meere und in den Exhalationen der Vulkane. Am Verwitterungsprozess der Gesteine ist das CO2 ebenfalls beteiligt. Durch menschliche Tätigkeit entsteht es bei der technischen Verbrennung zur Energieumwandlung, durch den Verkehr und der Brandrodung. Luft mit über 6 % CO2 erzeugt bei Lebewesen Schwindel, Bewusstlosigkeit und ab 10 % schließlich den Tod durch Erstickung. So gehen Bewohner in besonders gefährdeten Gebieten, wie z.B. in der Eifel, in denen es viele natürliche CO2–Quellen gibt, in ihre Keller stehst mit einer brennenden Lampe. Diese signalisiert ihnen beim Erlöschen der Flamme, dass die Luft mit zuviel CO2 angereichert ist und sie den Raum schnellstens verlassen müssen.

Die natürlichen und anthropogenen CO2 -Emissionen (ohne geologische Ausgasungen nach IPCC)

Die Bodenausgasungen der Pedosphäre (Bodendecke mit den Mikroorganismen) sind biologischen Ursprungs und betragen pro Jahr 109 Gt – in jedem Hektar Boden produzieren die Mikroorganismen pro Stunde 3...5 kg CO2. Kurz vor Sonnenaufgang kann daher der CO2-Gehalt der Bodenluft 5...8 % betragen. Die Ausgasungen der Weltmeere mit 90 Gt und den Bodenausgasungen mit insgesamt ca.200 Gt (ca. 97 %) sind weit größer als alle menschlichen Emissionen durch Industrie, Technik und Brandrodung mit ca. 6 Gt (ca. 1 %). Die Exhalationen des Vulkanismus aus der Lithosphäre (obere Gesteinsschale) mit ca. 1.300 tätigen Vulkanen und unzähligen weiteren CO2-Quellen zu Lande und unter Wasser (submarin) ist nicht bekannt und wird geschätzt. Dabei liegen diese Werte zwischen 1,5 … 15 Gt Kohlenstoff (ca. 2 %) und werden primär durch die Aktivität des Vulkanismus bestimmt. Durch die Plattentektonik schieben sich die Platten in den Subduktionszonen untereinander, dabei werden die untertauchenden Platten vom Magma aufgeschmolzen und dass darin enthaltene CO2 gelöst. Bei Vulkanausbrüchen oder anderen vulkanischen Quellen wird das CO2 in der Atmosphäre freigesetzt – die Exhalationen können bis zu 40 % CO2 enthalten. Auf unserem Planeten wurde (und wird) der überwiegende Teil des atmosphärischen Kohlendioxids von sogenannten "CO2-Senken" wie Wäldern und vor allem vom kalten Meerwasser der Polarzonen aufgenommen. Auch das vom submarinen Vulkanismus freigesetzte CO2 wird in den Ozeanen in bedeutenden Anteilen in der Wassersäule gelöst, wobei die Kohlendioxidlösung mit zunehmender Wassertiefe stark zunimmt. Die Behauptung dass die unmittelbare Auswirkung des CO2 durch verstärkte Infrarotabsorption verminderte Wärmeabfuhr, auch die unmittelbare Konsequenz für die Erwärmung der Erde ist, unterschlägt alle regelnden Faktoren wie Meeresströme, Wind, Wolken usw. Angesichts des komplexen, rückgekoppelten Klimasystems ist der Schluss falsch, das der Anstieg des Kohlendioxids in der Atmosphäre die globale Erwärmung, den „Klimawandel“ auslöst.

Erst erfolgt die Erwärmung, dann der Anstieg der CO2-Konzentration
Die Aussage des IPCC, die gestiegene CO2-Konzentration sei die Ursache für die globale Erwärmung entspricht zwar dem Mainstream der etablierten Klimawissenschaft, ist aber tatsächlich sehr spekulativ und stellt die grundlegenden wissenschaftlichen Erkenntnisse in Frage, denn die Datenlage ist, wie man nachlesen kann folgende:

  • alle paläoklimatischen Daten zeigen im Mittel, (z. B. Petit et al. Nature, Vol 399,1999, Vostoc ice Core 450 000 Jahre): zuerst kam die Erwärmung der Umwelt, dann folgte die CO2-Erhöhung
  • seit ca. 300 Jahren (seit der kleinen Eiszeit) steigt die globale Temperatur um ca. 1-1,5°C an.
  • ebenso steigen seit dieser Zeit auch die Sonnenaktivitäten an
  • weitere Ursachen können die Kontinentaltrift, Magnetfeldveränderungen oder Ekliptikschwankungen sein. Bzw.
  • unbekannte extraterrestrische Beeinflussungen

Der Anstieg der CO2-Konzentration der letzten 300 Jahre folgt u. a. dem Anstieg der Sonnenaktivitäten und der damit verbundenen Erderwärmung.

Das Emissionsspektrum der Erde im ultraroten Bereich reicht etwa von 4 bis 100 m [1m = 1 mm-3]. In diesem Bereich liegt von CO2 nur eine absorptionsstarke Bande bei 14,9 m und eine schwache Bande bei 9,9 m. Von H2O liegen in diesem Bereich aber Banden bei 5,6 - 6,3 - 7,1 - 8,3 - 10 - 12,5 und 16,7 m. Die Breiten der Banden erreichen bis +/- 2 m . Damit wird vom Emissionsspektrum der Erde kaum 2 % überdeckt, d. h. 98 % des gesamten infraroten Spektrums der Erde gehen wirkungslos am CO2 vorbei! Es könnten also vom CO2 maximal nur 3 % der Strahlungsleistung der Erde absorbiert und davon wiederum nur die Hälfte an die umgebenden Luftmoleküle abgegeben werden, d. h. es kann nur ein sehr verschwindend geringer Anteil der Erdemission wirksam werden.

Die Bilanzen der natürlichen CO2-Zirkulation (98 %) in der Atmosphäre der Erde sind gigantisch, gegenüber der Nebenrolle, die der Mensch (2 %) in diesem Szenarium spielt. Die dominierende Rolle in der Dynamik der Atmosphäre spielt nicht das CO2, sondern das Wasser, das mit einem Anteil von bis zu 4 % nahezu alle Prozesse maßgeblich beeinflusst. Es gibt daher auch keine wärmereflektierende CO2-Schicht oder wie Svante Arrhenius in einer Veröffentlichung [On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 5, 237–276 (1896) (deutsch: Über den Einfluß von Kohlensäure in der Luft auf die Bodentemperatur)] behauptete, eine gefrorene „Kohlendioxidschicht“ in 6 km Höhe, die wie ein Glasdach wirken würde, den „natürlichen Treibhauseffekt“ hervorruft. Dieses „Glasdach“, das auf der Erde einen „Wärmestau“ hervorrufen soll, wurde bis heute nicht entdeckt – es existiert nicht! Trotzdem hält sich in der „Fachwelt“ die ominöse 6 km-Höhe – nur ist es heute keine gefrorene Kohlensäure -Schicht, sondern eine CO2-Schicht, die Wärmestrahlen reflektiert und den Planeten „aufheizt“.

Der atmosphärische Wärmeeffekt und der CO2-Gehalt

Die Erde ist aber kein Gärtner-Treibhaus, da die vom Boden erwärmte Luft weder von einem Glasdach, noch von einer Gasschicht zurückgehalten wird. Sondern: die Warmluft kann ungehindert bis zum Kondensationspunkt der Luftfeuchtigkeit in der Troposphäre emporsteigen. Beim Aufsteigen gibt die Luft kontinuierlich die Wärme an die viel kältere Atmosphäre ab – diesen thermodynamischen Vorgang nennt man Konvektion – bis dass Wasser kondensiert und schlagartig die Kondensationswärme an die sie umgebende Luft abgibt! Die Troposphäre wird also nicht durch einen „Treibhauseffekt“, sondern durch einen thermodynamischen Atmosphären-Effekt bzw. atmosphärischen Wärmeeffekt erwärmt. In der Folge der Erwärmung der Umwelt wird der Verrottungsprozess in der Pedosphäre forciert und die Bodenmikroorganismen erzeugen mehr biologisches CO2, so dass der CO2-Gehalt der Luft zwangsläufig ansteigt.

Der Düngeeffekt des Kohlendioxids

Das Kohlendioxid ist weder ein Luftschadstoff, geschweige ein Klimakiller – CO2 ist das Lebensgas für die Vegetation - ohne CO2 könnten die Pflanzen auf der Erde nicht existieren! Sonnenenergie, Wasser und CO2 bilden im Prozess der Photosynthese die Grundlage für die Bildung der Biomasse. Die Pflanzen produzieren mit Hilfe des Sonnenlichtes, des Chlorophylls und des Kohlenstoffdioxids Glukose, Stärke und Sauerstoff! Der Anstieg des CO2 in der Atmosphäre bewirkte bei viele Pflanzen eine üppigere Vegetation und höhere Ernteerträge. Außerdem wurden viele Pflanzen gegen Trockenheit und Krankheiten resistenter. (nach Prof. Reichholf, Uni München). Es ist auch eine bekannte Tatsache, dass Gärtner in ihre Gewächshäuser zusätzlich CO2 einblasen, um ein besseres Pflanzenwachstum zu erreichen.

Zum Düngeeffekt des CO2 schreibt von Alvensleben: >Seit Beginn der industriellen Revolution ist der CO2-Gehalt der Atmosphäre um rund 100 ppm gestiegen – von ca. 275 auf 375 ppm. Am 9. April 2003 fasste das “Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change” in einem Redaktionsbeitrag die Ergebnisse von Hunderten von Experimenten zusammen, die in einzelnen Artikeln des CO2-Science-Magazins zuvor über Jahre hin beschrieben worden waren:
„Was haben diese zusätzlichen 100 ppm uns in Form erhöhter landwirtschaftlicher Produktivität gebracht? Experimentelle Arbeiten, die auf Studien von Mayeux et. al. (1997) und von Idso und Idso (2000) beruhen, weisen nach, dass der Luftdüngungseffekt zu folgenden mittleren Ertragssteigerungen geführt hat:
70% für C3-Getreide,
28% für C4-Getreide,
33% für Obst und Melonen,
62% für Hülsenfrüchte,
67% für Wurzel- und Knollengewächse und
51% für Gemüse.”

Der Artikel fährt dann fort: “Dieser historische CO2-induzierte Erntezuwachs war völlig ungeplant vom Menschen. Er stellte sich ein allein als Folge der Anreicherung der Atmosphäre mit CO2 durch die Menschheit. Darüber hinaus ist dieser unverhoffte Segen nicht nur ein Vorgang aus der Vergangenheit, denn wenn wir es zulassen, werden die Ernteerträge in den kommenden Jahren und Jahrzehnten noch weiter anwachsen, wenn der CO2-Gehalt der Atmosphäre fort fährt zu steigen.”

Die Biosphäre ist übrigens nach den Weltmeeren, die größte CO2-Senke und der größte Sauerstoffproduzent.

Die Mitarbeiter des IPCC haben sicher mindestens einen Teil dieser Ergebnisse gekannt. Im kompletten IPCC-Bericht wird der Luftdüngungseffekt auch dargestellt, wenn auch – angesichts der Größe seiner Wirkung! - nicht mit dem ihm gebührenden Gewicht. Nur: In der Kurzfassung für Politiker (SPM; Summary for Policy Makers) ist der Effekt völlig verschwunden, mit keinem Wort mehr erwähnt. Infolgedessen spielt er auch in der öffentlichen Diskussion keine Rolle.

CO2 wird in der Öffentlichkeit nur noch als ein Schadstoff wahrgenommen, den man vermeiden und vermindern muss – also eine völlig einseitige und falsche Darstellung!

Der Nachweis des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre

Wie nachlässig mit Messwerten in der renommierten Klima-Wissenschaft umgegangen wurde, ist bei Beck nachzulesen: >Eine aktuelle Studie, die in England veröffentlicht wurde, hat nun durch umfangreiche Literaturrecherchen der Naturwissenschaftsgeschichte seit 1812, den Wahrheitsgehalt der durch die Klimaforschung behaupteten Ursachen der globalen Erwärmung durch den Menschen untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass die beiden hauptverantwortlichen Wissenschaftler, G. Callendar und C. Keeling und alle nachfolgenden Organisationen die Wissenschaftsgeschichte falsch dargestellt sowie schlampige und selektive Forschung betrieben haben, um ihre Theorie vom menschengemachten Klimawandel zu begründen. Sie behaupteten vor 1880 war die CO2 -Konzentration gleichmäßig auf einem Stand von 0,0294 %. Nun konnte nachgewiesen werden, dass das falsch ist und es schon früher höhere CO2 -Werte gegeben hat, die zum Beispiel um 1942 höher waren als heute, die u.a., die oben erwähnten Nobelpreisträger gemessen haben.

Callendar und Keeling haben behauptet, nahezu alle Messungen zum CO2 -Gehalts der Luft des 19. und 20 Jahrhunderts vor 1958 seien falsch. Die Studie weist aber nach, dass von über 390 vorhanden wissenschaftlichen Arbeiten seit 1800, nur 10% für die Klimaforschung verwendet wurden. Davon wurden drei als richtig anerkannt, obwohl tatsächlich seit Humboldt hunderte richtige Messungen vorlagen, die ein völlig anderes Bild zeigen, als von der Klimaforschung angegeben. Tatsächlich lieferten die drei nun genau die Werte, die man benötigte, um die Treibhaustheorie beweisen zu können, tatsächlich sind zwei der als richtig begutachteten Arbeiten, falsch. Niemand hat das bisher überprüft, alle haben die Spekulationen und falschen Beurteilungen übernommen.

Die Studie weist über 90.000 CO2-Messungen bekannter Wissenschaftler nach, die beweisen, dass das CO2-Gehalt dem Klima folgt und nicht umgekehrt.

Die Rolle der Meere im Kohlenstoffkreislauf

>Das Meerwasser ist eigentlich eine Lösung aus unterschiedlichsten Salzen und Mineralien, deren Stärke von Meer zu Meer unterschiedlich ist. In den kalten Bereichen der Meere löst sich das Kohlendioxid besonders gut im Wasser. Die sich bildende Kohlensäure ist im Meerwasser nicht stabil, sondern wird als schwache Säure z. B. durch die vorhandene Kalzium- und Hydrogenkarbonate (Bikarbonate) sofort in Kalziumhydrogenkarbonat umgewandelt.

Kalziumhydrogenkarbonat ist gut in Wasser löslich und bleibt im Wasser nur beständig, wenn das Gleichgewicht mit der Konzentration an Kohlendioxid ausgewogen ist. Verschiebt sich das Gleichgewicht, zerfällt z. B. ein Teil des Kalziumkarbonates zu kaum löslichen Karbonat. Außerdem werden ständig unvorstellbare Mengen CO2 durch den Phytoplankton und Bikarbonat durch die Schalentiere und Korallen für die Bildung ihrer Kalkhüllen „herausgelöst“ und u. a. auch sedimentiert. Der ständige Nachschub an Kohlendioxid ist also für diese Prozesse nötig!

Das Karbonatsystem bedingt mit ihren Salzen das Puffervermögen des Wassers für die sich bildende schwache Kohlensäure. Puffer haben die Eigenschaft bei Zugaben von Säuren (oder Basen), je nach Puffervermögen, den pH-Wert zu stabilisieren, dass keine nennenswerte pH-Wertänderung des Meerwassers (7,5 – 8,4) bei Eintritt pH-verändernder Stoffe erfolgt. Diese Eigenschaft des Hydrogenkarbonates wird als Säure-Bindungsvermögen (SBV) bezeichnet.

Da das CO2 und seine Folgeprodukte (Hydrogenkarbonate) in einem chemischen Gleichgewicht stehen, bleibt der pH-Wert des Meerwassers, sowohl bei Zugabe von Säuren, als auch bei Zugabe von Basen annähernd, konstant.

Während die ganze irdische Lufthülle etwa 2.300 Mrd. t Kohlendioxid enthält, findet sich in den Ozeanen etwa 50-mal so viel (1,3 1014 t) teils gelöst, teils in Carbonaten (lösliche Hydrogenkarbonate). Die im Meer lebenden Pflanzen (vor allem das Plankton) können daher das zur Photosynthese benötigte CO2 direkt aus dem sie umgebenden Wasser aufnehmen. Eine wesentliche Rolle spielt das Gas Kohlendioxid, das in beträchtlichen Mengen im Meerwasser gespeichert ist. Und zwar wegen der Alkalinität des Meerwassers (überwiegend Kationen gegenüber Anionen) in viel stärkerem Maße, als es der Löslichkeit von Wasser oder wässrigen Salzlösungen entspricht.

Demzufolge kann eine Versauerung des Meerwassers durch den höheren CO2-Gehalt der Atmosphäre nicht eintreten!

Die CO2-Senken

Hierzu schreibt Baier [Von Wolken, Wärmespeichern und Vulkanen – einige Aspekte zur „Klimakatastrophe“] : >Auf unserem Planeten wurde (und wird) der überwiegende Teil des atmosphärischen Kohlendioxids von sogenannten "CO2-Senken" wie Wäldern und v.a. dem Meerwasseraufgenommen. Auch das vom submarinen Vulkanismus freigesetzte CO2 wird in den Ozeanen in bedeutenden Anteilen in der Wassersäule gelöst, wobei die Kohlendioxidlösung mit zunehmender Wassertiefe stark zunimmt. So ist aufgrund des hohen CO2-Gehaltes in Meerestiefen unter 4000 m keine Carbonatsedimentation mehr möglich, weil hier die hohen, im Wasser enthaltenen Kohlendioxidmengen jedes evtl. ausgefallene Carbonatkristall sofort wieder auflösen würden. In den oberflächennahen Wasserschichten wird ein Großteil des CO2 z. B. vom Nanoplankton verbraucht und dringt somit erst gar nicht in die Atmosphäre vor. Umgekehrt löst sich das in der Atmosphäre enthaltene CO2 zum gleichen Anteil im (Meeres-, Fluss-, See-, Bach-, etc.-)Wasser. Auch am Festland wurden und werden in auch nur mäßig tiefen geologischen Schichten relativ große juvenile Kohlendioxidmengen beobachtet, die v.a. in Tiefenwässern gelöst sind (z. B. in Mineralwässern) oder aufsteigen (z. B. Maare der Eifel).

Bedingt durch die sog. "CO2-Senken" stieg und steigt die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre nicht im gleichen Maße an, wie der Ausstoß von Kohlendioxid erfolgte. Die Weltmeere enthalten heute in gelöster Form das 60-fache des in der Atmosphäre vorhandenen Kohlendioxids. Wie oben beschrieben, wird v.a. im Meer das CO2 von Plankton und Schalentieren verbraucht und nach deren Tod schließlich in Form von Karbonatgesteinen (wie Kalken und Dolomiten) gebunden. In diesen Gesteinen ist etwa 100.000-mal mehr Kohlendioxid gebunden als in der Atmosphäre (Karbonate enthalten ebensoviel CO2 wie die Venusatmosphäre). Würde diese gesamte Menge in gasförmiges CO2 verwandelt und in die Atmosphäre abgegeben werden, ergäbe dies das Hunderttausendfache der CO2-Menge, welche die Erdatmosphäre gegenwärtig enthält.

Ohne die Vorgänge der Kontinentaldrift wäre auf der Erde das in den Karbonatgesteinen enthaltene Kohlendioxid für alle Zeiten der Atmosphäre entzogen. Die (Karbonat-) Meeressedimente tauchen jedoch bei der Kontinentalverschiebung an den Subduktionszonen tief in die Asthenosphäre ab. Dort werden die Karbonate aufgeschmolzen und somit Kohlendioxidgase freigesetzt. Diese finden schließlich durch Vulkanschlote u.ä. ihren Weg zurück in die Atmosphäre (vulkanische Exhalationen enthalten meist zwischen 10 % und 45 % CO2). Hier verbleibt das Kohlendioxid, bis es durch Photosynthese zerstört wird oder erneut in Karbonatgesteinen gebunden wird.

Im Laufe der Erdgeschichte war die chemische Zusammensetzung der Erdatmosphäre niemals stabil. Stets bestimmten die Einflüsse mikrobiellen, pflanzlichen und tierischen Lebens die Zusammensetzung der Luftschicht; umgekehrt wurden auch die Lebensformen durch die Zusammensetzung der Atmosphäre beeinflusst. Unsere heutige Atmosphäre ist das Ergebnis eines ausbalancierten Gleichgewichtes, welches sich das Leben im Laufe seiner Evolution selbst geschaffen hat.

In der geologischen Vergangenheit der Erde schwankte der atmosphärische CO2-Gehalt und war -- neben der CO2-Lösung im Meerwasser -- stark abhängig vom Pflanzenwuchs auf der Erde. In manchen Erdzeitaltern absorbierten riesige Wälder einen Großteil des Kohlendioxids (und setzten Sauerstoff frei), was beispielsweise in den urtümlichen, fremdartigen Wäldern der Karbonzeit der Fall war. Die Rekonstruktionen der Paläoklimate und der Abschätzungen der zugehörigen Kohlendioxid-Konzentrationen in den fossilen Atmosphären ergaben, dass die Lufttemperaturentwicklungen und die Kohlendioxidgehalte nicht immer in Korrelation zueinander standen. Vielfach vergingen mehrere Zehnmillionen Jahre, bis die Lufttemperaturen den Kohlendioxidgehalten folgten oder das Kohlendioxid die Temperaturentwicklung einholte.

Eine Reduktion der antropogenen CO2-Emissionen durch den Emissionshandel ist deshalb nicht nötig und somit ökonomischer wie ökologischer Unsinn.

Inwieweit die Abholzungen der Regenwälder (Afrika, Südamerika, Südost-Asien) und der Bergwälder (Asien) sowie der borealen Wälder (Kanada, Schweden, Sibirien) Einfluss auf den globalen atmosphärischen Wasserkreislauf und die Bindung von CO2 hat, ist wissenschaftlich noch nicht eindeutig nachgewiesen.

Quellen: div. Fachliteratur, Internet

© Burckhard H. Adam, 10/2008



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