Kohlendioxid (einfach)

Kohlendioxid ist ein als Bestandteil der Luft natürlich vorkommendes Gas. Wir nehmen es täglich beim Trinken aus der Sprudelflasche zu uns, und Pflanzen brauchen es zum Wachsen. Aber seit einiger Zeit ist es ins Gerede geraten. Kohlendioxid entsteht auch bei der Erzeugung von Energie aus Kohle, Erdöl und Erdgas. Es wird dabei in die Luft geblasen und ist dort für die Erwärmung der Atmosphäre verantwortlich. Zusammen mit einigen anderen Gasen wie Methan, Lachgas und Ozon verstärkt es den Treibhauseffekt, vielleicht so sehr, dass ein neues Klima entsteht, mit dem Menschen und Tiere künftig Probleme haben werden.

Definition

Kohlendioxid ist ein farbloses und geruchloses Gas, das sich hauptsächlich in der Atmosphäre, in der Vegetation und im Ozean befindet. Es besteht aus zwei Sauerstoffatomen (deswegen auch Dioxid) und einem Kohlenstoffatom, wird also in der Chemie mit der Formel CO₂ bezeichnet. Es ist ein natürliches Gas. Durch Verbrennung von Pflanzen und aus Pflanzen entstandenen Rohstoffen wie Kohle, Erdöl und Gas setzt der Mensch davon allerdings erhebliche Mengen zusätzlich frei. Der Anteil von Kohlendioxid in der Atmosphäre ist zwar sehr gering, es spielt aber wegen seiner besonderen Eigenschaften für die Strahlung in der Atmosphäre eine herausragende Rolle. Kohlendioxid absorbiert Wärmestrahlen und verhindert damit, dass sie in den Weltraum ausgestrahlt werden. Es gehört somit zu den wichtigsten Treibhausgasen der Atmosphäre.

Menge in der Atmosphäre

Der Anteil vom Kohlendioxid in der Atmosphäre schwankt. Mit Hilfe von Eisbohrkernen lässt sich das sogar über weit zurück liegende Zeiten nachweisen. Aus tief gelegenen Eisschichten (zum Beispiel auf Grönland oder Antarktis) werden Proben entnommen. Diese Eisproben enthalten kleine Luftbläschen, in denen die Luft aus Hunderttausenden von Jahren eingeschlossen war. Diese Luftbläschen werden auf ihre Zusammensetzung untersucht. Daher weiß man, dass der Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre über große Zeiträume stark schwankt. Es gab in der Erdgeschichte natürliche Ursachen dafür. In den letzten 10.000 Jahren, nach der letzten Eiszeit, blieb die Menge von CO₂ allerdings fast konstant. Seit der Industrialisierung des 19. Jahrhunderts steigt der CO₂-Anteil in der Atmosphäre jedoch deutlich an. Er ist heute so hoch wie seit mehreren Millionen Jahren nicht und steigt immer weiter an. In den nächsten 100 Jahren wird er sich möglicherweise noch einmal verdoppeln.

Quellen und Senken

Kohlendioxid gibt es nicht nur in der Atmosphäre, sondern auch im Ozean und in den Pflanzen. Zwischen diesen drei Speichern gibt es einen ständigen Austausch. Dabei verschwindet das Kohlendioxid der Atmosphäre teilweise im Ozean und in der Vegetation, die man daher als Senken bezeichnet. Aus dem Ozean und der Vegetation gelangt aber auch wieder Kohlendioxid in die Atmosphäre, sie sind also auch Quellen für das atmosphärische Kohlendioxid.

Die Pflanzen benötigen den Kohlenstoff für ihr Wachstum. Sie entnehmen den Stoff über die Blätter der umgebenden Luft und binden ihn. Das Wasser des Ozeans und die Algen "schlucken" ebenfalls große Mengen an Kohlendioxid. Als Produzenten des Gases treten Tiere oder natürliche Waldbrände auf. Tiere atmen CO₂ aus. Sie bekommen den Kohlenstoff in ihren Körper aus der Umwelt, da sie pflanzliche Nahrung oder ander Tiere verspeisen. Und durch das Ausatmen werden sie überflüssige Mengen von Kohlenstoff los. Bei Waldbränden verflüchtigt sich der gebundene Kohlenstoff in Form von Gas aus Pflanzen zurück in die Atmosphäre. Wir können also in der Natur einen CO₂-Kreislauf erkennen. Es gibt also natürliche Quellen und Senken für den Kohlendioxid (besser sollte man dabei über den Kohlenstoffkreislauf sprechen).
Ein besonderes Augenmerk verdient die Senke, bei der der Kohlenstoff in Form von Pflanzen nach deren Absterben in dem Boden abgelagert wird. Zum Teil wird er für sehr lange im Boden bleiben (man sagt, sedimentieren) und Kohle, Öl, Torf und Gas also Bodenschätze bilden.

Auf der Erde gibt es heutzutage sehr viel Kohlenstoff, der auf diese Art im Inneren des Planeten aufbewahrt wird. Das heißt, dass durch Millionen von Jahren hindurch riesige Mengen vom Kohlenstoff aus dem Kreislauf entzogen wurden und scheinbar sicher verstaut wurden. Natürlich haben wir auch diesem Prozess zu verdanken, dass wir die aktuellen Mengen von CO₂ in der Luft haben. Würden aber die Bodenschätze verbrennen und damit den Kohlenstoff zurück in die Atmosphäre schleudern, so wird die Menge von CO₂ in der Luft mächtig ansteigen und gravierende Folgen das Klima und alle Lebewesen verursachen.

Heutzutage beobachten wir trotz der in der Natur existierenden Senken für CO2₂ eine Zunahme der Konzentration in der Atmosphäre.
Offensichtlich lässt sich die Zunahme vom Kohlendioxid in den letzten Jahrzehnten nur durch den menschlichen (sogenannten "antropogenen") Einfluss erklären. Es gelangt in die Atmosphäre z.B. gerade durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe oder auch durch Zementproduktion.

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Kontakt: Dieter Kasang