Biosphäre im Klimasystem (einfach)

Als Biosphäre wird die Gesamtheit aller mit Lebewesen besiedelten Schichten der Erde bezeichnet. Sie umfasst sowohl die oberste Schicht der Erdkruste (Lithosphäre) einschließlich des Wassers (Hydrosphäre), als auch die unterste Schicht der Atmosphäre (die sogenannte planetare Grenzschicht).

Philippinischer Regenwald in der Nähe von Los Banos

Das aus dem Meer entstandene Leben auf der Erde hat vor allem in der geologischen Vergangenheit für die Zusammensetzung der Atmosphäre eine entscheidende Bedeutung gehabt. Ursprünglich bestand die Atmosphäre im Wesentlichen aus Kohlendioxid und Stickstoff. Erst die primitiven Algen der Urmeere ersetzten mit Hilfe der Photosynthese das Kohlendioxid soweit durch Sauerstoff, dass höheres Leben möglich wurde. Auch heute liegt die klimatische Bedeutung der Biosphäre, zu der auch der Mensch gehört, vor allem in ihrem Einfluss auf die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre:

• Das Phytoplankton der Meere wie die Pflanzengemeinschaften auf dem Land steuern entscheidend den Kohlenstoffkreislauf. Bei der Photosynthese entziehen die Pflanzen der Atmosphäre bzw. dem Meereswasser ständig Kohlendioxid, das insbesondere bei der Atmung und durch bakteriellen Zersetzung der Pflanzen wieder freigesetzt wird.
• Auch die Konzentration von Methan und Distickstoffoxid, die in der Atmosphäre ebenfalls als Treibhausgase wirken, wird teilweise durch Prozesse in der Biosphäre gesteuert. Methan entsteht auf natürliche Weise vor allem durch anaerobe (unter Ausschluss von Sauerstoff) Zersetzung von organischem Material in Feuchtgebieten. Die Entstehung von Distickstoffoxid wird stark durch die Aktivität von Bakterien im Boden und in Gewässern beeinflusst.

Die Intensität des natürlichen Treibhauseffektes ist daher auch stark von Prozessen in der Biosphäre abhängig.

Die Biosphäre besitzt aber auch einen direkten Einfluss auf das Klima. So bremsen beispielsweise dichte Waldgebiete erheblich die Windgeschwindigkeit in Bodennähe. Auch die Wasseraufnahme, -speicherung und -verdunstung unterscheiden sich bei einer waldbedeckten Fläche erheblich von Flächen mit geringer Vegetation. Bei Niederschlag nehmen größere Wälder verhältnismäßig viel Wasser auf und verhindern das direkte Abfließen oder das Versickern in den Boden.

Die terrestrische Vegetation als Teil der Biosphäre steht durch Atmungsprozesse und über Oberflächenreflexion bzw. -absorption in direkter Wechselwirkung mit der Atmosphäre und spielt daher eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und bodennahen Energie- und Wasserflüssen. So genannte Rückkopplungsprozesse können dazu führen, dass bestimmte äußere Veränderungen (wie beispielsweise eine vorübergehende Erhöhung der CO₂-Konzentration durch einen Vulkanausbruch) in ihrer Wirkung abgeschwächt aber auch verstärkt werden.