Kohlenstoffkreislauf – alles eine Frage der Balance | Klima-Lexikon

Kohlenstoff ist überall. Ein empfindlicher Kreislauf sorgt seit Millionen Jahren dafür, dass es Leben auf diesem Planeten gibt. Doch der Mensch bringt alles durcheinander. Mit schlimmen Folgen.

Kohlenstoffdioxid, CO2, ist das Treibhausgas, das vorrangig für die Klimakrise verantwortlich gemacht wird. Es setzt sich aus Kohlenstoff und Sauerstoff zusammen. Viel zu viel davon gelangt mittlerweile in die Atmosphäre. Der natürliche Treibhauseffekt wird beeinflusst, ein empfindliches System gerät aus dem Gleichgewicht.

Kohlenstoff ist für unser Leben unverzichtbar, man findet ihn praktisch überall. 75 Millionen Gigatonnen Kohlenstoff gibt es auf der Erde. Mehr als 99 Prozent davon lagern im Gestein. Ein kleiner Teil außerdem in Gewässern und im Eis, etwa den Polkappen und den Gletschern. Der kleinste Teil findet sich in der Atmosphäre – nur 0,001 Prozent. Das Problem liegt dennoch genau dort: Eine Veränderung der CO2-Konzentration in der Luft hat empfindliche Auswirkungen auf das Klima.

Der globale Kohlenstoffkreislauf beschreibt den Weg, den der Kohlenstoff durch das gesamte Erdsystem nimmt – der Austausch findet zwischen der Atmosphäre, den Ozeanen, der Vegetation und den Böden statt. Manche Prozesse dauern nur Minuten, andere Tausende von Jahren. Deshalb ist es für die Forschung wichtig, diese Abläufe zu kennen.

Das sicher bekannteste Beispiel für einen Kohlenstoffaustauschprozess ist die Fotosynthese. Der Vorgang, bei dem mithilfe des pflanzlichen Chlorophylls und von Strahlungsenergie CO2 und Wasser in Glucose und Sauerstoff umgewandelt werden. Der Sauerstoff wird von Lebewesen "veratmet", sodass nach wenigen Sekunden wieder CO2 in die Atmosphäre gelangt.

Ein neuer Kreislauf setzt sich in Bewegung – die Folgen sind dramatisch

Die tropischen Regenwälder sowie die borealen Wälder und die arktische Tundra werden als "grüne Lungen" des Planeten bezeichnet. Sie nehmen nicht nur große Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf, sie speichern in ihrer Vegetation und im Boden auch unheimlich viel davon. In den borealen Wäldern und der Tundra lagern außerdem große Mengen Kohlenstoff in den Permafrostböden – bei einer Erwärmung gelangen diese in die Atmosphäre.

Der Mensch greift massiv in diesen Kreislauf ein, der lange ein überlebenswichtiges CO2-Gleichgewicht auf der Erde garantierte. Doch durch die Verbrennung fossiler Treibstoffe wie Kohle und Erdöl und Erdgas gelangt übermäßig viel CO2 in die Atmosphäre. Das verstärkt den Treibhauseffekt, die Temperatur steigt. Außerdem lässt durch die Abholzung riesiger Waldflächen die wichtige Filterfunktion der "grünen Lungen" nach.

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Kohlenstoff wird auch tief unter der Oberfläche der Ozeane gespeichert. Durch das Absinken kalter Wassermassen wird er auf den Grund befördert und verbleibt dort Jahrhunderte und mehr. Der Kreislauf der Ozeane mit ihren Strömungen ist durch global steigende Temperaturen gefährdet, die Speicherkapazität der Meere wird ebenso geringer wie die der Wälder und Böden. Immer mehr CO2 gelangt in die Atmosphäre. Der Treibhauseffekt wird immer stärker. Es wird wärmer. Auch das: ein Kreislauf. Einer, der uns alles kosten kann.