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Kohlenstoffzyklus

Unter Kohlenstoffzyklus oder Kohlenstoffkreislauf versteht man das System der chemischen Umwandlungen kohlenstoffhaltiger Verbindungen in den globalen Systemen Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Biosphäre sowie den Austausch dieser Verbindungen zwischen diesen Geosphären.

Die Kenntnis dieses Kreislaufs einschließlich seiner Teilprozesse ermöglicht es unter anderem, die Eingriffe des Menschen in das Klima und damit ihre Auswirkungen auf die globale Erwärmung abzuschätzen und angemessen zu reagieren.

Inhaltsverzeichnis

Systembetrachtung

Das System Erde wird als geschlossenes System betrachtet. Zufuhr von Kohlenstoff beispielsweise durch Meteorite oder kernchemische Vorgänge und Verlust von Kohlenstoff beispielsweise durch Raumfahrt werden außer acht gelassen. Auf der Makroebene des Systems Erde ist der Gesamtkohlenstoffgehalt konstant.

Jedes der vier Teilsysteme ist durch Speicher-Kapazität, Verweildauer, Zufluss und Abfluss (Flussrate) und Speicherformen des Kohlenstoffs charakterisiert.

Kohlenstoffspeicher

Die globale Kohlenstoffmenge beträgt 75 Millionen Gt C (Giga-Tonnen Kohlenstoff).

Atmosphäre

In der Atmosphäre befinden sich nach IPCC 2001 750 Gt C. [1] Mittlerweile ist die CO2-Konzentration auf 381 ml/m³ (entspricht ppmv) gestiegen, was einer Menge von ca. 800 Gt C entspricht. Das sind rund 0,001 % des globalen Gesamt-Kohlenstoffes. Sie ist damit wie die Biosphäre der kleinste Kohlenstoffspeicher, reagiert also auf Änderung der Flussraten am empfindlichsten. Dagegen weist die Atmosphäre die höchsten Flussraten auf Grund biochemischer Vorgänge auf. Sie ist damit Bestandteil der kurzfristigen Kreisläufe.

Wichtigste Kohlenstoffverbindung ist das Kohlenstoffdioxid (CO2) mit einem Anteil am Luftgemisch von 0,03 Volumen-% beziehungsweise 0,046 Massen-%.

Daneben kommen noch Spurengase und Verunreinigungen vor:

    Volumenkonzentration
in ppm
Verweilzeit Zunahme
in % pro Jahr
Kohlenstoffdioxid CO2 381 5 − 200 a 1) 0,4
Methan CH4 1,75 12 a 1,5
Kohlenstoffmonoxid CO 0,05 − 0,2 60 − 180 d  
Fluorchlorkohlenwasserstoffe FCKW 10−3 70 − 100 a  
Tetrachlorkohlenstoff CCl4 10−4  ?  
flüchtige Kohlenwasserstoffe        
Rußpartikel        

a = Jahre, d = Tage

1) Für CO2 kann keine eindeutige Verweilzeit angegeben werden, da verschiedene, z. T. stark von den Randbedingungen abhängige Senkenprozesse eine Rolle spielen IPCC, S.38 bzw. S.18 des PDFs.

Hydrosphäre

Die Hydrosphäre enthält 38.000 Gt C in Form von physikalisch gelöstem CO2 sowie gelösten Hydrogencarbonat- und Carbonat-Ionen. Dies entspricht 0,05 % des globalen Kohlenstoffgehaltes. Dazu kommen noch Spuren von physikalisch gelöstem Methan und organischen Schwebstoffen.

Zur Hydrosphäre werden auch die Polkappen, Eisschilde und Gletscher gezählt (Kryosphäre). Das im Eis eingeschlossene Kohlenstoffdioxid nimmt allerdings nicht an den schnellen Austauschprozessen mit der Atmosphäre teil.

Lithosphäre

Mit 99,8 % Anteil am globalen Gesamt-Kohlenstoff stellt die Lithosphäre den größten Kohlenstoffspeicher dar. Allerdings sind die Flussraten gering. Sie ist damit Bestandteil der langfristigen Kohlenstoffkreisläufe.

Carbonate: Calcit CaCO3 und Dolomit CaMg(CO3)2 60.000.000 Gt C
Kerogen (fossile organische Stoffe, beispielsweise in Ölschiefer) 15.000.000 Gt C
Gashydrate 10.000 Gt C

Gashydrate sind Stoffe, die unter "normalen" Bedingungen gasförmig sind, und an deren Moleküle Wassermoleküle mit schwachen Bindungskräften in regelmäßiger Anordnung angelagert sind. Dies geschieht unter bestimmten Bedingungen: Lösung in Wasser, niedrige Temperatur, hoher Druck. Die so entstandenen Hydrate sind meistens Festkörper. Für den Kohlenstoffkreislauf sind besonders Methanhydrate wichtig. Die Methanmoleküle sind bei ihnen in Hohlräumen des Kristallgitters eingeschlossen (siehe Klathrat). Sie finden sich im Meeres-Sediment und im Permafrost-Boden. Das Methan der Methanhydrate entsteht durch anaerobe bakterielle Zersetzung organischer Stoffe. Bei Übersättigung des Wassers mit Methan und bei Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt sowie bei hohem Druck (im Meer ab 500 m Tiefe) bilden sich die Methanhydrate. Durch Änderung der Druck- und Temperaturverhältnisse können größere Mengen an Methan kurzfristig frei werden und in die Atmosphäre gelangen.
Das aus den Lagerstätten ausgasende Methan kann unter anoxyschen Bedingungen von chemoautotrophen Bakterien genutzt werden: Obligat anaerobe, methanoxidiernde Methanosarcinales (Archaea) bilden Essigsäure (Ethansäure) aus Methan:

Diese Ethansäure wird in einer Symbiose von Desulfosarcina zur Energiegewinnung in der sogenannten Sulfatatmung genutzt:

Man schätzt, dass durch diese Symbiose 300 Millionen Tonnen Methan jährlich verbraucht werden, das sind mehr als 80 % des durch Bakterien im Sediment erzeugten Methans.
Unter oxyschen Bedingungen kann Methan durch aerobe, methanoxidierende Bakterien vollständig mit elementarem Sauerstoff (O2) zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert werden:

Biosphäre

Kohlenstoff ist im Universum und auf der Erde ein relativ seltenes Element (Prozent-Angaben bedeuten Atomzahlenverhältnisse):

Eine Entwicklung von Leben auf Kohlenstoffbasis ist deshalb nur möglich, wenn sich die Lebewesen die globalen Kohlenstoffkreisläufe zu Nutze machen und selbst wieder einen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf erzeugen.

Speicherformen des Kohlenstoffs in der Biosphäre sind zum einen organische Stoffe, zum anderen Karbonate (in der Regel Kalziumkarbonat CaCO3). Besondere Bedeutung haben die Baustoffe für Skelette, so Aussenskelette aus organischen Stoffen: Chitin bei Arthropoden (Krebse, Spinnentiere, Insekten), Aussenskelette aus Carbonaten bei Mollusken, Kammerlingen (Foraminifera) und Coccolithophoridae, Innenskelette aus Carbonaten bei Korallen.

Terrestrische Ökosysteme enthalten 800 Gt C, marine 3 Gt C in der Biosphäre, was insgesamt einem Anteil von 0,001 % am globalen Gesamt-Kohlenstoff entspricht. Damit gehört die Biosphäre wie die Atmosphäre zu den kleinsten Kohlenstoffspeichern, ist aber Motor der kurzfristigen Kreisläufe.

Vorgänge innerhalb der Systeme

Atmosphäre

Innerhalb der Atmosphäre finden vorwiegend physikalische Transportvorgänge statt. Da durch Wind eine beständige Durchmischung stattfindet, ist die CO2-Konzentration in den unteren Schichten der Atmosphäre überall gleich.

Nur an Orten, die über längere Zeit hinweg vor Wind geschützt sind, kann sich CO2 am Boden ansammeln. Beispiel: Kohlendioxidseen in Bergwerken oder in Höhlen, die in vulkanisch aktiven Gebieten liegen.

Methan wird im Laufe der Zeit zu CO2 oxidiert.

Hydrosphäre

Transportvorgänge

Chemische Reaktionen und Gleichgewichte

Zwischen den verschiedenen Formen des anorganischen Kohlenstoffs besteht ein chemisches Gleichgewicht: (Die Prozentangaben gelten für die Bedingungen T = 10 °C, pH = 8, Salzgehalt 34,3 ‰, so wie sie zum Beispiel in weiten Bereichen der Ozeane herrschen)

Änderungen der Bedingungen und der Konzentrationen ändern auch die Gleichgewichtslage. So würde eine Erhöhung der CO2-Konzentration der Atmosphäre das Gleichgewicht nach rechts verschieben, die Hydrosphäre würde also vermehrt Kohlenstoffdioxid aufnehmen. Andererseits würde eine globale Erwärmung das Gleichgewicht nach links verschieben.

Lithosphäre

Sedimentation

Bei der Sedimentation sinken schwerlösliche anorganische und organische Stoffe langsam zu Boden. Die Sinkgeschwindigkeit hängt von der Teilchengröße und der Dichte des Wassers ab und kann in ungestörtem Wasser sehr niedrig sein. Im Kohlenstoffkreislauf spielt die Sedimentation der Kalkskelette der Coccolithophoridae eine große Rolle.

Diagenese

Diagenese ist die langfristige Verfestigung loser Sedimente durch biologische, chemische und physikalische Umwandlungen. Dabei wird zum Beispiel aus den Kalk-Skeletten der Mikroorganismen Kalkgestein. Organische Ablagerungen werden unter bestimmten Bedingungen, wie sie in sauerstoffarmen, warmen Flachmeeren herrschen, stufenweise in anorganische oder andere organische Stoffe umgewandelt. Es entstehen Kerogen (zum Beispiel in Ölschiefer), Teerstoffe (Bitumen), Kohle, Graphit und Erdöl sowie Methan. Die Diageneserate beträgt 0,2 Gt C pro Jahr.

Metamorphose

Metamorphose ist die langfristige Umwandlung von festem Gestein auf Grund von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur: Durch Subduktion von Sedimenten des Meeresbodens werden Druck und Temperatur erhöht. An der Grenzfläche von Kalk- und Silikatsedimenten (Sand) finden folgende chemische Umwandlungen statt:

Das hierbei freiwerdende CO2 löst sich im flüssigen Magma und wird dann bei einem Vulkanausbruch frei oder entweicht gleich über Klüfte oder Vulkane.
Durch tektonische Veränderungen werden die entstandenen Silikate an die Oberfläche transportiert und der Verwitterung ausgesetzt.

Biosphäre

Innerhalb der Biosphäre findet ein Kohlenstoff-Fluss statt von den organische Stoffe erzeugenden autotrophen Organismen zu den organische Stoffe verbrauchenden heterotrophen Organismen. Durch Wind und Tiere wird organisches Material verfrachtet. Ein geschlossener Kreislauf ist erst durch die Vermittlung von Atmosphäre und Hydrosphäre möglich.

Kohlenstoff-Teilkreisläufe

Ein Speicher ist sowohl Quelle als auch als Senke für Kohlenstoff-Flüsse.

Zwischen den Kohlenstoff-Speichern erfolgt ein ständiger Austausch durch chemische, physikalische, geologische und biologische Prozesse.

Langfristiger anorganischer Kreislauf

Hierbei handelt es sich um geochemische Prozesse, die in einem Zeitraum von mehreren tausend bis Milliarden Jahren ablaufen können.

Mechanische Verwitterung

Durch thermische Spannungen (Beispiel Frostsprengung), Druck (Beispiel Gletscher) sowie durch Wind- und Wassererosion können große Gesteinsblöcke in immer kleinere Portionen zerteilt werden. Durch Fließgewässer wird dieses zerkleinerte Material verfrachtet und in den Mündungsgebieten wieder abgelagert. Diese Sedimente können wieder durch Subduktion der Metamorphose unterworfen werden.

Chemische Verwitterung

Verwitterung von Kalk- und Silikatgestein entzieht durch Vermittlung von Wasser der Atmosphäre CO2. Das dabei entstehende Hydrogencarbonat ist löslich und verbleibt in der Hydrosphäre.

Erfolgt die Verwitterung von Kalkgestein durch andere Säuren, zum Beispiel Schwefelsäure, die aus dem von Vulkanen abgegebenen Schwefeldioxid durch Oxidation und Reaktion mit Wasser entstehen kann, wird CO2 an die Atmosphäre abgegeben:

Ausfällung

Aus einer gesättigten Kalziumhydrogenkarbonat-Lösung wird durch Erhöhung des pH-Werts Calcit ausgefällt, wobei CO2 frei wird:

Diese Reaktion wird insbesondere durch eine Erhöhung des pH-Werts (basisch) infolge CO2-Verbrauchs (autotrophe Organismen!) und durch hohe Wasserverdunstung verstärkt. (Siehe auch: Stalaktit, Stalagmit, Sinterterrasse)

Organismen wie Muscheln, Schnecken und Einzeller führen ebenfalls eine Calcitausfällung durch, um damit Skelette, Gehäuse und Schalen aufzubauen. Besondere Bedeutung haben dabei marine Kleinorganismen (Kammerlinge (Foraminifera) und Coccolithophoriden), deren Außenskelette nach Absterben der Organismen sedimentieren und so Kalksedimente bilden, und Korallen, die Korallenstöcke aus Kalziumkarbonat aufbauen. Über Korallenriffen ist die CO2-Konzentration deutlich erhöht. Alle Riffe der Erde (285.000 km2) fällen Schätzungen zu Folge 0,64 Gt Kalziumkarbonat pro Jahr aus. Dabei werden über 0,28 Gt CO2 freigesetzt. Davon wird allerdings nur ein Teil an die Atmosphäre abgegeben. (Siehe dazu auch Klimageschichte)

Der Kreislauf wird auf zwei Wegen wieder geschlossen:

  1. Durch Metamorphose (siehe oben) wird wieder CO2 an die Atmosphäre abgegeben.
  2. Durch tektonische Veränderungen werden Korallenstöcke, Sedimentgesteine und Silikatgesteine an die Oberfläche verfrachtet und damit der Verwitterung ausgesetzt.
  Vorgang Flussraten in GtC pro Jahr
1 Diffusion von CO2 91,7
2 Diffusion von CO2 90
3 Ausfällung von Calcit  
4 Verwitterung von Calcit 0,2
5, 9 Verwitterung von Calcit und Silikat, dafür benötigtes CO2 0,2
6 Metamorphose 0,2
7 Vulkanismus 0,1
8 Verwitterung von Silikat  

Langfristiger organischer Kreislauf

Hierbei handelt es sich um biochemische Prozesse, die zwar zunächst rasch ablaufen, aber mit langfristigen geologischen Prozessen gekoppelt sind. Dabei wird sedimentiertes, organisches Material unter anoxyschen Bedingungen nicht mehr vollständig abgebaut. Nur ein geringer Teil wird durch anaerobe Bakterien in CO2 verwandelt. Durch Überschichtung mit weiteren Sedimentdecken und Absinken in größere Tiefen erhöhen sich Druck und Temperatur. Dadurch werden die organischen Bio-Moleküle unter Luftabschluss in Kerogen (u. a. Kohlenwasserstoffe) oder Kohlenstoff (Kohle) umgewandelt.

An die Oberfläche tretendes Erdöl verliert die leicht flüchtigen Verbindungen und verfestigt zu zähflüssigem Asphalt, Erdpech oder Erdwachs (siehe Asphaltsee).

  Vorgang Flussrate in Gt C pro Jahr
1 Diffusion und Photosynthese  
2 Sedimentation  
3 Diagenese  
4 Ausgasung  
5 bakterieller Abbau  
6 bakterielle Methanoxidation  

Kurzfristiger organischer Kreislauf

Hierbei handelt es sich um biochemische Prozesse der Assimilation und Dissimilation, die rasch ablaufen und jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen können.

  Vorgang Flussrate in Gt C pro Jahr
1 Photosynthese der Landpflanzen 120
2 Atmung der Landpflanzen 60
2 Atmung der Tiere und Destruenten 55
3 Nettoprimärproduktion der Landpflanzen 60
4 Detritus 1
1 Photosynthese der marinen Primärproduzenten 103
2 Atmung der marinen Primärproduzenten 92
3 Atmung der marinen Konsumenten und Destruenten  
5 Detritus  
6 Diffusion  

Eingriffe des Menschen in den Kohlenstoffkreislauf

Ursachen der Erhöhung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration der Atmosphäre

Aus der Analyse von Bohrungen im antarktischen Eis (blau Kurve) ergibt sich, dass die globale Kohlenstoffdioxid-Volumenkonzentration der Atmosphäre mindestens in den letzten 650.000 Jahren nie 300 ppm überschritten hat [3] Während der Eiszeiten war sie mit 180 ppm niedriger als während der Warmzeiten. Mit Beginn der Industrialisierung stieg die Konzentration exponentiell an. (Die rote Kurve ergibt sich aus kontinuierlichen Messungen der GAW-Station Mauna Loa auf Hawaii seit 1958.)

Aus diesen Messungen ergibt sich zur Zeit ein Anstieg des CO2-Gehalts der Atmosphäre entsprechend 3,2 Gt C pro Jahr, der zur globalen Erwärmung beiträgt.

Durch die Verbrennung fossiler kohlenstoffhaltiger Brennstoffe (Erdöl, Erdgas, Kohle) und durch die Zementherstellung entstehen 7,1 Gt C pro Jahr (Werte für 1980er Jahre) [4]. Mittlerweile sind die jährlichen CO2-Emissionen auf etwa 8,7 Gt gestiegen [5]. Von den 7,1 Gt C nehmen die Meere 2 ± 1 Gt C pro Jahr auf, da die erhöhte CO2-Konzentration der Atmosphäre und die globale Erwärmung der Meere das Diffusionsgleichgewicht auf die Seite des gelösten Kohlenstoffs verschiebt. Die durch die selben Effekte verstärkte Photosynthese der Landpflanzen entzieht der Atmosphäre wieder 1,5 ± 0.7 Gt C pro Jahr, so dass 3,2 Gt C in der Atmosphäre verbleiben und zu einem Anstieg der CO2 Konzentration führen (3,2 Gt C entsprechen etwa einem Anstieg der CO2 Konzentration um 1,5 ppm, der Wert liegt derzeit bei 3 bis 4 ppm).

Die Verbrennung rezenter kohlenstoffhaltiger Brennstoffe (Rapsöl, Holz, Brandrodung) sollte als Eingriff in den kurzfristigen biochemischen Kreislauf nicht zur Erhöhung beitragen.

Bei der Zementherstellung reagiert Kalziumkarbonat mit Ton (Aluminiumsilikat) zu einem Kalziumsilikat. Dabei wird Kohlenstoffdioxid frei. Davon wird nur ein Teil beim Abbinden durch Bildung von Kalziumkarbonat wieder der Luft entzogen.

Der früher verwendete Kalkmörtel stellte einen geschlossenen CO2-Kreislauf dar: Das beim Brennen entstandene CO2 wurde beim Aushärten wieder gebunden.

Auch bei der Glasherstellung wird Kohlenstoffdioxid frei. Natriumkarbonat reagiert mit Siliciumdioxid (Sand) zu Natriumsilikat (vergleiche Metamorphose):

Schätzungen zu neuen möglichen Kohlenstoff-Senken

Aufforstung und besseres Management (Erosionskontrolle, Auswahl der Arten, Nutzungsänderungen bei Plantagen, Umwandlung von Feldern in Weideland und andere Maßnahmen) erhöhen die Effektivität des CO2-Verbrauchs durch die Photosynthese der Kulturpflanzen. Hierdurch ergibt sich ein Verbrauch von 1,202 bis 1,589 Gt C pro Jahr. (Die Spannweite der Schätzung ergibt sich aus der Unsicherheit in der Schätzung des Effektes neu aufgeforsteter Wälder, der mit 0,197 bis 0,584 Gt C pro Jahr zu Buche schlägt.) Dem steht allerdings eine Freisetzung von 1,788 Gt C pro Jahr durch Brandrodung gegenüber [Quelle: Science, Vol. 288, Mai 2000]. Die Rolle der Ozeane im globalen Kohlenstoffkreislauf, insbesondere in ihrer Funktion als Kohlenstoffsenke, wurde u.a. 1990-2002 im internationalen Forschungsprojekt JGOFS untersucht.

Folgen

Auswirkungen auf die Photosynthese

Für die Photosynthese der Landpflanzen wäre eine Kohlenstoffdioxid-Volumenkonzentration von 1 ‰ optimal. Die Steigerung der Photosyntheserate fällt allerdings geringer aus als erwartet, da das für die Carboxylierung verantwortliche Enzym (Rubisco) temperaturabhängig reagiert. In Folge ansteigender Temperaturen verringert sich die Carboxylierungsrate der Rubisco. Dies gilt für die C3-Photosynthese. Vorausgesetzt, die Oxydationsrate der organischen Substanz erhöht sich gemäß dem thermochemischen Grundsatz bei einem Temperaturanstieg, kommt es zu einer dynamischen positiven Rückkopplung beider Prozesse mit dem Ergebnis schneller steigender atmosphärischer CO2-Gehalte: steigende CO2-Gehalte der Atmosphäre - Temperaturanstieg - Erhöhung der Oxydationsrate bei geringerer bzw. nicht adäqat ansteigender Carboxylierungsrate - steigende CO2-Gehalte der Atmosphäre. Diese Dynamik verlangsamt sich, wenn sich Carboxylierungsrate und Oxydationsrate mehr und mehr annähern. Fällt die Oxydationsrate unter die Carboxylierungsrate, sinken atmosphärischer CO2-Gehalt und Temperatur. Die Rubisco reagiert auf fallende Temperaturen mit höheren Carboxylierungsraten. Auch hier ergibt sich wieder eine positive Rückkopplung mit dann schneller sinkenden Temperaturen und CO2-Gehalten. Die Ursache der Dynamiken ist in der temperaturabhängigen Bifunktionalität der Rubisco zu finden. Für die gegenwärtige Situation des Klimawandels ist daraus folgender Schluss zu ziehen: Hat die anthropogen bedingte Dynamik steigender Temperatur- und CO2-Gehalte der Atmosphäre erst einmal "Fahrt" aufgenommen, wird sich eine Eigendynamik entwickeln, die von Menschenhand nicht mehr zu stoppen sein wird.

Störung der Kreisläufe

Die Erhöhung der Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre führt zu einer vermehrten Lösung von CO2 im Meerwasser. Durch die Bildung von Kohlensäure wird der pH-Wert des Wassers erniedrigt (saurer). Dadurch wird die biogene und abiogene Ausfällung von Kalk behindert. Als Folge müsste die Menge des Phytoplanktons abnehmen und die Photosyntheserate sinken.

Durch die Erniedrigung des pH-Wertes von Regen und Wasser müsste die Verwitterung von Kalkgestein und damit der Verbrauch von CO2 ansteigen. Da geochemische Flussraten sehr gering sind, spielt dieser Effekt kurzfristig keine Rolle.

Bedeutung für den Klimawandel

Ohne Eingriffe des Menschen hat sich im Laufe der Erdentwicklung ein relativ stabiles Fließgleichgewicht eingestellt. Jeder Teilnehmer des Kreislaufs gibt Kohlenstoff ab und nimmt welchen auf, ohne dass es dabei zu wesentlichen Änderungen der Verteilung des Kohlenstoffes kommt.

Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe gelangt Kohlenstoff, der über Jahrtausende hinweg eingelagert worden ist, in Form von CO2 in die Erdatmosphäre. Insgesamt „produzierte“ die Menschheit an der Schwelle zum 21. Jahrhundert etwa 8,7 Gt C pro Jahr. Das labile Gleichgewicht wird gestört. Die Folge ist die globale Erwärmung, wozu maßgeblich der wachsende Anteil des Treibhausgases CO2 in der Erdatmosphäre beiträgt.

Um dem entgegenzuwirken, wird versucht, Verfahren zu entwickeln, den überschüssigen Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entziehen und in das Reservoir der Sedimente einzulagern (CO2-Sequestrierung).

S.a.: Folgen der globalen Erwärmung

Probleme technischer Lösungen

Zur Zeit werden Lösungen des CO2-Problems diskutiert, die zwar technisch bereits realisierbar, aber nicht beherrschbar und in den ökologischen Folgeschäden nicht abschätzbar sind:

Anmerkungen

Die Zahlenangaben sind Schätzungen und können je nach verwendeter Literatur stark schwanken. Nicht immer ist klar, was unter den jeweiligen Kohlenstoff-Flüssen zusammengefasst wird. Nicht immer sind die Angaben vollständig. Dadurch entstehen Probleme wie zum Beispiel in der Kohlenstoffbilanz der terrestrischen Biosphäre: Dem Zufluss von 120 Gt C pro Jahr (Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr) durch die Assimilation steht ein Abfluss von nur insgesamt 116 Gt C pro Jahr durch Dissimilation und Detritus-Bildung gegenüber. Damit fehlen in der Bilanz 4 Gt C pro Jahr.


Abkürzungen

Literatur

Quellenangaben im Vergleich

Kohlenstoff-Reservoir der Atmosphäre (CO2)

Die Quellenangaben schwanken zwischen 700 und 755 Gt C

Quelle [6][7][8] [9][10] [11] [12] [13]
Größenangabe 700 Gt C 720 Gt C 735 Gt C 750 Gt C 755 Gt C

Siehe auch

Quellen

  1. Intergovernmental Panel on Climate Change (2001): Climate Change 2001 – IPCC Third Assessment ReportCO2-Kreislauf
  2. (Autor o. A.), Bestattungshelfer für Kohlenstoff in Spektrum der Wissenschaft, September 2006, Heft 9, S- 12f., nach einem Artikel in Deep Sea Research, Bd. 53, S. 804 (Abstrakt siehe [1])
  3. Schmidt, Gavin (2005):650,000 years of greenhouse gas concentrations, Beitrag bei RealClimate.org, siehe online
  4. Joos, F. and J.L. Sarmiento (1995):Der Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxids, Phys.Bl.51, S.407, Abb.2
  5. World Resources Institute (WRI) / Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) (2005): Carbon Dioxide Emissions by Source 2005 (PDF)
  6. George M. Woodwell, Das Kohlendioxidproblem in Spektrum der Wissenschaft, Erst-Edition 1978, S. 17
  7. Roger Revelle, Weltklima: Wärmer und feuchter durch Kohlendioxid in Spektrum der Wissenschaft, Oktober 1982, Heft 10, S. 19
  8. Dieter Heinrich et al., dtv –Atlas zur Ökologie, 1990, S.62. ISBN3-423-03228-6
  9. Robert A. Berner et al., Simulation des geochemischen Kohlenstoffkreislaufes in Spektrum der Wissenschaft, Mai 1985, Heft 5, S. 56
  10. E. R. Lucius et al., Der globale Kohlenstoffkreislauf als System in Praxis der Naturwissenschaften - Biologie in der Schule, 53. Jahrgang, April 2004, Heft 3, S. 7
  11. Richard A. Houghton und George M. Woodwell, Globale Veränderung des Klimas in Spektrum der Wissenschaft, Juni 1985, Heft 6, S. 109
  12. Helmut Grimm, Gefährdung der Biosphäre in Unterricht Biologie, 15. Jahrgang 1991, Heft 162, S. 5
  13. Malte Faber et al., Wirtschaftliche Aspekte des Kohlendioxid-Problems in Spektrum der Wissenschaft, Juli 1993, Heft 7, S. 31