Was ist der Kohlenstoffkreislauf?
Der Kohlenstoffkreislauf ist das Mittel, mit dem Kohlenstoffatome zwischen Lebewesen, dem Boden, den Ozeanen und dem Himmel ausgetauscht werden. oder Biosphäre, Geosphäre, Hydrosphäre bzw. Atmosphäre. Es gibt ungefähr 1.000.000 Gigatonnen Kohlenstoff auf der Erde, von denen die meisten in Sedimentgesteinen eingeschlossen sind und niemals die Oberfläche erreichen. An der Oberfläche steht Kohlenstoff in ständigem dynamischen Austausch zwischen Verbrauch und Produktion. Dieser aktive Austausch wird als Kohlenstoffkreislauf bezeichnet.
Die Atmosphäre enthält ungefähr 750 Gigatonnen Kohlenstoff, meist in Form von Kohlendioxid (CO2). Am Ende des Kohlenstoffkreislaufs wird der Kohlenstoff kontinuierlich abgelassen, und zwar durch 1) den Photosyntheseprozess, bei dem aus Kohlendioxid Kohlenhydrate erzeugt werden, und 2) die kälteren Teile der Ozeane, die Kohlendioxid absorbieren können. Am Ende des Kohlenstoffkreislaufs in der Produktion wird der atmosphärische Kohlenstoff kontinuierlich durch die folgenden Prozesse wieder aufgefüllt: Atmung von Pflanzen und Tieren und deren Zerfall; das Verbrennen fossiler Brennstoffe; Kalksteinreaktionen; die Freisetzung von Kohlendioxid durch warme Gebiete des Ozeans; und Vulkanausbrüche. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe durch den Menschen ist der globale Kohlenstoffkreislauf oder das globale Budget leicht aus dem Gleichgewicht geraten, was zu einer Atmosphäre mit zunehmendem Kohlendioxidgehalt führt.
Die Biosphäre enthält ungefähr 600 Gigatonnen Kohlenstoff, was den am stärksten kondensierten Kohlenstoffpool der Erde darstellt. Während des Kohlenstoffkreislaufs zirkuliert Kohlenstoff in der Biosphäre und aus dieser heraus, während Pflanzen und Tiere atmen, ausscheiden, untergehen und Photosynthese betreiben. Der Boden in Form von organischer Substanz, aus der Pflanzen und Tiere beim Absterben entstehen, enthält etwa 1.500 Gigatonnen Kohlenstoff. Ein Teil dieses Kohlenstoffs sinkt tief in die Erde hinein in Sedimentgesteine, um nie wieder aufzutauchen. Ein Teil davon erreicht die Ozeane und löst sich auf. Die tiefen Ozeane enthalten eine erhebliche Menge Kohlenstoff, etwa 38.000 Gigatonnen.
Etwa 5,5 Gigatonnen fossiler Brennstoffe werden jedes Jahr von der menschlichen Industrie in die Atmosphäre freigesetzt, wodurch ein bildlicher kopflastiger Kohlenstoffkreislauf entsteht. Um diese Emissionen zu begrenzen, wurden internationale Koalitionen gebildet, die bislang nur mäßigen Erfolg hatten. Die verbleibenden Kohlevorkommen belaufen sich auf rund 3.000 Gigatonnen Kohlenstoff und die verbleibenden Öl- und Gasvorkommen auf rund 300 Gigatonnen Kohlenstoff.