Kohlendioxid (CO2): Verständnis seiner Rolle als Treibhausgas

Einführung

Als Treibhausgas ist Kohlendioxid (CO2) ein bekannter Faktor für den Anstieg der globalen Temperatur. Aktivisten, politische Entscheidungsträger und andere Parteien, die daran interessiert sind, Treibhausgasemissionen zu senken, zielen oft auf CO2 als eine der häufigsten und gefährlichsten Formen der Luftverschmutzung ab. Dies liegt zumindest teilweise daran, dass CO2 ein häufiges Nebenprodukt von Verbrennungsmotoren und Aktivitäten ist, die für die industrialisierte Gesellschaft üblich sind.

Quellen

Kohlendioxid entsteht bei der aeroben Atmung und der Verbrennung von kohlenstoffbasierten Brennstoffen. Wenn Tiere, einschließlich Menschen, Sauerstoff einatmen, atmen sie Kohlendioxid aus. Wenn Holz und fossile Brennstoffe (wie Öl und Kohle, die aus zersetztem und komprimiertem kohlenstoffbasiertem Leben bestehen) brennen, wird der Kohlenstoff im Brennstoff als Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt. Laut dem "Emissions of Greenhouse Gases Report", veröffentlicht von der U.S. Energy Information Administration, "Energiebedingte Kohlendioxidemissionen machen 98 Prozent der US-Kohlendioxidemissionen aus." Häufige Quellen von Kohlendioxid sind Automobile, Kraftwerke, Flugzeuge und Fabriken.

Treibhausgase

CO2 und andere Treibhausgase halten Wärme in Form von Infrarotstrahlung fest, einer Art von Strahlung, die von der Sonne abgegeben wird. Treibhausgase verhindern, dass diese Strahlung die Atmosphäre verlässt, und wirken wie eine Decke um die Erde. Je mehr Wärme auf der Erde festgehalten wird, desto mehr steigen die Temperaturen. Dies schafft einen „Treibhauseffekt“, der kumulativ wird, je mehr Wärme in das System eintritt.

Wie es funktioniert

Ein Kohlendioxidmolekül besteht aus zwei Sauerstoffatomen, die an ein Kohlenstoffatom gebunden sind. Aufgrund der Struktur dieser Atome sind die Bindungen zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff besonders flexibel und stark. Wenn Infrarotstrahlung versucht, die Erdatmosphäre zu verlassen, trifft sie auf die Bindungen, die die Strahlung zurück zur Erde werfen – im Wesentlichen wird die Strahlung in der Erdatmosphäre festgehalten.

Menge

Die National Oceanic and Atmospheric Administration hat mehr als 380 Teile pro Million (ppm) CO2 in der Atmosphäre festgestellt. Im Vergleich zu etwa 337 ppm im Jahr 1978 zeigt diese Zahl einen dramatischen Anstieg von Kohlendioxid in etwas mehr als 30 Jahren. Sie übersteigt bei weitem die Menge an Lachgas und Methan, den nächsten beiden häufigsten vom Menschen gemachten Treibhausgasen. Sie überschreitet auch das Limit von 350 ppm, das der NASA-Wissenschaftler James Hansen als die maximale Menge an CO2 bezeichnet, die die Erde ohne massive Klimaveränderungen aufrechterhalten kann.

Auswirkungen

Je mehr CO2 in der Atmosphäre vorhanden ist, desto mehr Wärme hält es fest. Leider sind viele Gebiete, die anfällig für Temperaturveränderungen sind, auch lebenswichtig für die Erhaltung der Biodiversität. Zum Beispiel sind Ästuare als Aufzuchtgebiete für viele Fischarten entscheidend und sind sowohl für Temperatur- als auch Meeresspiegelanstieg, der durch das Schmelzen der Polareiskappen resultiert, empfindlich. Daher sind Arten, die auf Ästuare angewiesen sind, um ihre Jungen aufzuziehen, mit steigenden Temperaturen in Gefahr, auszusterben. Die Auswirkungen von CO2 auf diesen Prozess liegen nicht in der Struktur des Moleküls oder seinen Eigenschaften, sondern in seiner Häufigkeit.