Der ewige Kreislauf

Wo Leben ist, ist Kohlenstoff. Er ist Teil von Laubblättern, Plastikbechern, Zeitschriften und Motorenöl. Er steckt tief in der Erdkruste in Jahrmillionen alten Kohle- und Erdölsedimenten, und er schwebt unsichtbar fürs Auge in den Luftschichten der Atmosphäre. Das gesamte Kohlenstoffvorkommen wird auf 75 Millionen Gigatonnen* geschätzt.

Kohlenstoff hat keinen festen Platz, er zirkuliert. In einem ewigen Kreislauf werden Kohlenstoff und seine Verbindungen aufgenommen, verwertet, ausgeschieden, wieder aufgenommen. Die grosse Masse zirkuliert sehr langsam, im Verlauf von mehreren 100 Millionen Jahren. Selbst der kurzfristige Kohlenstoffkreislauf übersteigt jedoch die menschliche Vorstellungskraft: Knapp 800 Gigatonnen Kohlenstoff (800 Billionen Kilogramm) werden verschoben.

Durch menschliche Aktivitäten werden zurzeit «nur» rund 7,9 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) freigesetzt. Sie stammen  meist aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Kleine Ursache, grosse Wirkung: Weil sich nur ein winziger Teil des globalen Kohlenstoffs – etwa 0,001 Prozent – in der Atmosphäre befindet, wirkt sich jede Störung besonders stark aus: Luft, Erde und Ozeane erwärmen sich und lösen eine sogenannte «positive Rückkopplung» aus: Die immer wärmer werdende Luft heizt die Ozeane auf, weshalb diese weniger CO2 aufnehmen können. Damit bleibt mehr CO2 in der Atmosphäre, was den Treibhauseffekt verschlimmert – und beschleunigt.

Vor rund 55 Millionen Jahren geriet der Kohlenstoffkreislauf letztmals aus dem Gleichgewicht. Innerhalb einer geologisch kurzen Zeit gelangten rund 2000 Gigatonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre und erwärmten sie. Dadurch kam es auf der Erde zu einem Massensterben. Und rund 100'000 Jahre verstrichen, bis das Klima wieder im Lot war.

* eine Gigatonne = 1 Milliarde Tonnen oder 1 Billion Kilogramm 

CO2-Ausstoss nimmt zu

Vom Menschen verursachte weltweite CO2-Emissionen: Verlauf und Prognosen.

Kohlenstoff
Das chemische Element mit dem Kürzel «C» ist bezüglich Vorkommen das bedeutendste der Erde. Alles lebende Gewebe ist darauf aufgebaut. Kohlenstoff kann komplexe Molekülverbindungen eingehen. Er weist von allen Elementen die grösste Vielfalt chemischer Verbindungen auf.

Kohlenstoffdioxid (CO2)
Das farb- und geruchlose Gas entsteht bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Stoffen wie etwa fossilen Energieträgern. CO2 entweicht in die Atmosphäre und trägt damit entscheidend zur Klimaerwärmung bei.

Photosynthese
Sonnenenergie und der Farbstoff Chlorophyll lösen in den Pflanzenzellen chemische Prozesse aus: Die CO2-Moleküle werden aufgespaltet. Kohlenstoff wird in der Pflanze gebunden, indem er mit anderen Elementen Moleküle bildet. Diese sind die Bausteine des Pflanzenwachstums. Sauerstoff wird an die Umwelt abgegeben.