DER TREIBHAUSEFFEKT?
Dass es auf der Erde ein Klima gibt, in dem Menschen, Tiere und Pflanzen leben können, hängt mit unserer schützenden Erdatmosphäre zusammen. Licht ist physikalisch betrachtet elektromagnetische Strahlung mit sehr kurzer Wellenlänge. Wenn Licht auf undurchsichtige Körper trifft, wird es absorbiert oder reflektiert. Trifft das ankommende Sonnenlicht auf die Erdoberfläche so wird ein Teil reflektiert, der Rest erwärmt die Erdoberfläche und wird als infrarot Wärmestrahlung zurückgestrahlt.
Wasserdampf, Kohlendioxid und Spuren anderer Gase in der Atmosphäre absorbieren langwelliges Infrarotlicht und erwärmen somit die Erdatmosphäre. Diese Gase wirken wie ein Schutzschild für die Erde. Man nennt sie Treibhausgase. Je höher ihre Konzentration, desto höher die Temperatur auf der Erde. Treibhausgase sind somit klimarelevant. Nimmt der Gehalt dieser Gase zu, heizt sich die Atmosphäre auf – als wäre in einem Treibhaus das Glas zu dick.
Seit Beginn der Industrialisierung haben die Treibhausgase stark zugenommen. Man spricht vom anthropogenen Treibhauseffekt, da er durch menschliche Aktivitäten verursacht wird.
Dieser resultiert vor allem aus der Freisetzung verschiedener Treibhausgase wie
- Kohlenstoffdioxid (CO2) und Kohlenstoffmonoxid (CO) – ihr Anteil am anthropogen verursachten Treibhauseffekt liegt zw. 50 und 60%. Beide entstehen bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Öl, Kohle und Gas, sowie beim Abbau der Humusschicht in der Landwirtschaft.
- Methan (CH4) – trägt mit 15 – 20%, ebenfalls, wesentlich zum Treibhauseffekt bei. Es entsteht in der Landwirtschaft und Massentierhaltung, in Klärwerken und auf Mülldeponien. Auch in Permafrostböden (Dauerfrostböden) ist Methan enthalten, das beim Auftauen entweicht.
- Lachgas (N2O) – entsteht ebenfalls in der Landwirtschaft, beispielsweise beim Abbau von Stickstoffverbindungen in den Böden, verursacht durch den Einsatz von Stickstoffdünger.
- Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) – ihr Anteil am künstlichen Treibhauseffekt beträgt 17%. Es wird als Kühlmittel und Treibgas verwendet.
- troposphärischem Ozon (O3) – entsteht bei der Verbrennung fossiler Energieträger im Verkehr.
Die Folge des anthropogenen Treibhauseffektes ist die Globale Erwärmung. Seit Beginn der Industrialisierung, bzw. besonders stark in den letzten 30 Jahren, ist die globale Durchschnittstemperatur um ca. 1 Grad Celsius angestiegen. Der sogenannte „anthropogene Treibhauseffekt“ überlagert die natürlichen Einflüsse und bringt unser Klimasystem in Gefahr. Die derzeitige Konzentration an natürlichen Treibhausgasen in der Atmosphäre ist höher als in den vergangenen 650.000 Jahren. Das wichtigste Treibhausgas – Kohlendioxid – ist von einem Wert in vorindustrieller Zeit (um 1750), der bei etwa 280ppm lag, auf 410 ppm im Jahr 2018 angestiegen. In den letzten 10 Jahren ist der Anstieg der CO2-Konzentration 100- bis 200-mal schneller verlaufen als es die Erde seit der letzten Eiszeit erlebt hat. Die Grenze von 400 ppm wurde erstmals wieder seit der Zeit vor der letzten Eiszeit, vor knapp 3 Millionen Jahren, überschritten.
DER KOHLENSTOFFKREISLAUF
Pflanzen nutzen durch die Photosynthese Sonnenenergie, um das in der Atmosphäre enthaltenen Kohlendioxid aufzunehmen und in Form von Biomasse zu speichern. Sie wirken auf diese Weise beim Wachstum als sogenannte Senken bzw. als CO2 – Speicher. Werden die Pflanzen verbrannt wird die gespeicherte Sonnenenergie in Form von Wärme freigesetzt und, der gespeichert Kohlenstoff als CO2 wieder an die Atmosphäre abgegeben. Aus der Atmosphäre entnehmen Pflanzen wiederum den Kohlenstoff, der Kreislauf beginnt von neuem. Bei der Verbrennung von Biomasse wird nur soviel Kohlenstoff freigesetzt, wie die Pflanzen vorher aufgenommen haben, daher gilt Biomasse bei der Verbrennung als „CO2-Neutral“. Aufnahme und Abgabe halten sich die Waage. Verrottet das Holz im Wald, so wird der Kohlenstoff ebenfalls wieder freigesetzt, die gespeicherte Wärme bleibt jedoch ungenutzt.
Der Kreislauf der Natur hält die Konzentration des CO2 in der Atmosphäre im Gleichgewicht. Gerät Biomasse nach ihrem Absterben unter Luftabschluss, so wird das Verrotten unterbunden. Durch chemische Prozesse und Druck entsteht Öl, Kohle und Erdgas – sogenannte fossile Energieträger. Dies führt zu einer langfristigen Speicherung von CO2 in der Erde. Man spricht von Kohlenstoffsenken.
Vor Millionen von Jahren wurde auf diese Weise CO2 der Atmosphäre und dem Kohlenstoffkreislauf entzogen und dauerhaft gespeichert. Seit Beginn des industriellen Zeitalters greift der Mensch massiv in diesen Kohlenstoffkreislauf ein. Hauptverantwortlich dafür ist die thermische Nutzung fossiler Brennstoffe. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wird der im Erdinneren gespeicherte Kohlenstoff wieder freigesetzt und bewirkt eine Erhöhung der Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre was den Treibhauseffekt verstärkt.
