Wie viel Kohlendioxid macht die Erdatmosphäre aus?

Die Erde ist nicht der einzige Planet im Sonnensystem mit einer Atmosphäre, aber seine Atmosphäre ist die einzige, in der der Mensch überleben könnte. Der Hauptbestandteil der Erdatmosphäre ist, wie die des Saturnmondes Titan, Stickstoff, und das andere häufig vorkommende Element ist Sauerstoff. Etwa 1 Prozent der Atmosphäre bilden eine Vielzahl anderer Verbindungen, darunter Kohlendioxid, das eine bedeutende Rolle bei der Erwärmung des Planeten spielt.

Der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre ist nicht konstant – er ist seit der industriellen Revolution um fast 40 Prozent gestiegen, so der Klimawissenschaftler Todd Sanford. Sie sind klein im Vergleich zu den atmosphärischen Hauptbestandteilen Stickstoff und Sauerstoff. Wissenschaftler drücken sie als Teile pro Million oder ppm aus. Im März 2011 lag der Kohlendioxidgehalt bei 391 ppm, was 0,0391 Prozent der Atmosphäre entspricht. Dies entspricht in etwa einer Masse von 3 Billionen Tonnen. Kohlendioxid ist nach Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf und Argon das fünfthäufigste Gas in der Atmosphäre.

Beginnend in den 1950er Jahren und bis 2013 haben Wissenschaftler ein Programm zur Messung des Kohlendioxidgehalts auf dem Mauna Loa auf Hawaii durchgeführt. Das vom Scripps Institute of Oceanography betriebene Programm hat einen Rekord erstellt, der einen stetigen Anstieg des Kohlendioxidgehalts von Jahr zu Jahr zeigt. Die Keeling-Kurve, benannt nach dem Wissenschaftler, der das Programm ursprünglich leitete, liefert Hinweise auf steigende Kohlendioxidwerte. Es zeigt nicht nur einen stetigen Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre, sondern auch saisonale Schwankungen des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts durch Wachstum und Verfall von Pflanzen im Norden Hemisphäre.

Kohlendioxid ist ein Treibhausgas; es absorbiert Sonnenlicht, das von der Oberfläche des Planeten reflektiert wird, und erwärmt die Atmosphäre. Ohne sie würde das Sonnenlicht in den Weltraum strahlen. Kohlendioxid ist nicht das einzige Gas, das dies tut – Methan und Lachgas sind noch stärkere Treibhausgase. Allerdings sind die höheren Konzentrationen von Kohlendioxid und die Tatsache, dass die Konzentrationen steigen Kohlendioxid machen das wichtigste Treibhausgas. Obwohl sich viel atmosphärisches Kohlendioxid in Meerwasser und Boden löst und zu Rohstoffen wird für die Photosynthese zeigt die Keeling-Kurve, dass die Produktion dieses Gases seine Verbrauch.

Aufgrund seiner Fähigkeit, komplexe Moleküle zu bilden, kreist Kohlenstoff unaufhörlich durch das Ökosystem vom Boden und den Ozeanen bis zur Atmosphäre. Der Kohlendioxidgehalt hängt mit diesem Kreislauf zusammen; Das von Vulkanen produzierte Kohlendioxidgas löst sich in den Ozeanen auf, um sie saurer zu machen, und wird zum Rohstoff für die Photosynthese. Dieser natürliche Kreislauf wird durch die Zugabe von zusätzlichem Kohlendioxid in die Atmosphäre gestört, wie es beispielsweise durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe geschieht. Zu den Auswirkungen können steigende Temperaturen und ein erhöhter Säuregehalt der Ozeane gehören, die das Meeresleben gefährden können.