Es ist wichtig zu verstehen, dass schon eine kleine Menge Kohlendioxid große Auswirkungen auf das Klima haben kann. Der jüngste Anstieg des CO2-Gehalts gibt Wissenschaftlern Anlass zu großer Sorge. Während der CO2-Gehalt während der meisten der letzten Millionen Jahre unter 280 Teilen pro Million lag, ist er in den letzten 150 Jahren seit Beginn der industriellen Revolution um 48 % gestiegen. Dieser rasche Anstieg korreliert mit der jüngsten Erwärmung, die wir erleben.
Natürliche Ursachen des Klimawandels
Es gibt eine Reihe natürlicher Ursachen für den Klimawandel. Dazu gehören die Verbrennung von fossilen Brennstoffen und die Zunahme von Treibhausgasen. Diese Gase halten die Wärme der Sonne und der Erde zurück und verursachen eine globale Erwärmung. Menschliche Aktivitäten haben die Emissionen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid deutlich erhöht. Die zunehmende Menge dieser Gase in der Atmosphäre ist ein Hauptfaktor für den Klimawandel, der sich vollzieht.
Während die Vegetation der Erde jedes Jahr etwa 200 Milliarden Tonnen Kohlendioxid freisetzt, tragen menschliche Aktivitäten jedes Jahr etwa 7 Milliarden Tonnen Kohlendioxid bei. In den letzten Jahrzehnten ist die durchschnittliche globale Kohlendioxidkonzentration um etwa 20 Prozent gestiegen. Dieser Anstieg ist teilweise auf die Abholzung der Wälder zurückzuführen. Das bedeutet jedoch nicht, dass der Mensch allein daran schuld ist.
Neben dem Erwärmungseffekt konnten Wissenschaftler auch frühere natürliche Klimaveränderungen nachweisen. Eisbohrkerne können uns zum Beispiel sagen, wie das Klima vor 800 000 Jahren war. Sie können auch zeigen, dass der steigende CO2-Gehalt mit dem Temperaturanstieg zusammenhängt. Die Wissenschaftler untersuchen auch Baumringe, Pollenrückstände und Meeressedimente. Sie untersuchen auch Veränderungen in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne.
Die weltweite Vulkantätigkeit ist ebenfalls ein Faktor, der zum Klimawandel beiträgt. Durch sie entstehen vulkanische Seen, tektonische Gebiete, hydrothermale Gebiete und mittelozeanische Rücken. Diese Prozesse verursachen erhebliche Klimaschwankungen, die das Wetter in Nordamerika, Europa und Asien beeinflussen. Darüber hinaus tragen auch menschliche Aktivitäten zur globalen Erwärmung bei, indem sie übermäßige Mengen an Treibhausgasen ausstoßen. Treibhausgase sind natürlich in der Atmosphäre vorhanden und für die Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur auf der Erde unerlässlich. Ohne sie hätte die Erde bereits eine Temperatur von -21 Grad Celsius erreicht.
Vulkanische Aktivität ist eine der wichtigsten natürlichen Ursachen für den Klimawandel. Ein großer Vulkanausbruch kann das globale Klima um bis zu 0,3 Grad Celsius beeinflussen. Bei dieser Aktivität werden enorme Mengen an Staub und Gasen, darunter Schwefeldioxid, freigesetzt. Diese Partikel verteilen sich in der Erdatmosphäre und blockieren bis zu 10 % der Sonnenenergie.
Der Mensch ist für den Anstieg des atmosphärischen CO2 verantwortlich
Kohlendioxid ist von Natur aus in der Atmosphäre vorhanden, aber seit der industriellen Revolution steigt der Gehalt an. Dieser Anstieg ist weitgehend auf menschliche Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe zurückzuführen. In den frühen 1800er Jahren war die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre niedrig. Dann setzte die Photosynthese ein, die Kohlendioxid aufnahm und in den Landpflanzen speicherte.
Kohlendioxid ist das wichtigste Treibhausgas, das Wärme speichert und für den größten Teil der weltweiten Erwärmung in den letzten Jahrzehnten verantwortlich ist. Es entsteht bei der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas. Die CO2-Konzentration ist in den letzten 150 Jahren dramatisch angestiegen, und es ist unwahrscheinlich, dass sie in den nächsten Hunderten von Jahren auf das vorindustrielle Niveau zurückgeht. Messungen aus alten Eisbohrkernen zeigen, dass der CO2-Gehalt heute den höchsten Stand seit über 800.000 Jahren erreicht hat.
Der Anstieg des atmosphärischen CO2 hat wichtige Auswirkungen auf das menschliche Leben auf der Erde. Ein Anstieg des CO2 wird die Wärme in der Atmosphäre binden und die globalen Temperaturen erhöhen. Unser Planet ist ein empfindlich ausbalanciertes System, und eine geringfügige Temperaturveränderung könnte katastrophale Folgen für das Leben auf der Erde haben. Daher ist dies ein dringendes Thema.
Während der Anstieg des atmosphärischen CO2 größtenteils auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe zurückzuführen ist, tragen auch natürliche CO2-Quellen zu diesem Anstieg bei. Vulkanische Aktivitäten und Wetterschwankungen tragen zu den natürlichen Schwankungen der CO2-Konzentration in der Atmosphäre bei. Große Vulkanausbrüche haben einen großen Einfluss auf die CO2-Konzentration in der Atmosphäre, da sie das Pflanzenwachstum fördern und vorübergehend CO2 abziehen. Diese beiden natürlichen CO2-Quellen machen jedoch nur etwa ein Prozent der vom Menschen verursachten Emissionen aus.
Der Anstieg des atmosphärischen CO2 ist hauptsächlich auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Forstwirtschaft zurückzuführen. Die Kohlendioxidkonzentration war in der Vergangenheit viel niedriger, hat aber in den letzten zwei Jahrhunderten zugenommen. Der Anstieg der CO2-Werte ist das Ergebnis der Verbrennung von Milliarden Tonnen fossilen Kohlenstoffs durch den Menschen.
Die Forscher können den Anstieg des atmosphärischen CO2 anhand der Kohlenstoffisotope verfolgen. Das wichtigste Isotop, das in unserer Atmosphäre vorkommt, ist 12C. Das nächste ist 14C, das eines von einer Billion Kohlenstoffatomen ausmacht.
Die Temperatur der Erde hat sich immer verändert
In den letzten Millionen Jahren hat die Erde eine Reihe von Erwärmungs- und Abkühlungszyklen erlebt, die als Eiszeiten bekannt sind. Die letzte dieser Eiszeiten endete vor etwa 20.000 Jahren. Seitdem haben sich die globalen Durchschnittstemperaturen um drei bis acht Grad Celsius erwärmt oder abgekühlt (fünf bis fünfzehn Grad Fahrenheit). Klimawissenschaftler haben die Ursachen der vergangenen Eiszeiten und die Rolle des Kohlendioxids bei der jüngsten globalen Erwärmung untersucht.
Die Eiskerne bestehen aus geschichtetem Eis. Die Eiskerne sind einige Kilometer tief und bestehen aus Schichten, die sich über Hunderttausende von Jahren gebildet haben. Das Eis enthält eingeschlossene Luft, die schließlich winzige Blasen bildet. Diese Bläschen sind der Beweis dafür, dass sich das Klima der Erde viele Male verändert hat. Diese Beweise können genutzt werden, um den Klimawandel zu verstehen. Wenn Kohlendioxid ein entscheidender Faktor für die globale Erwärmung ist, tragen fossile Brennstoffe wesentlich dazu bei.
Je weiter wir uns vom Äquator entfernen, desto mehr neigt sich die Erdoberfläche von der Sonne weg, wodurch sich die Sonnenenergie auf größere Gebiete verteilt. Das bedeutet, dass die Oberflächentemperatur des Planeten höher ist als die Temperatur der Luft in höheren Lagen. Je weiter man sich jedoch in Richtung der Pole bewegt, desto weniger Wärme erhält jeder Quadratmeter. Wenn sich diese beiden Gleichungen ausgleichen, befindet sich die Temperatur der Erde im Gleichgewicht. Dies wird in einer mathematischen Gleichung ausgedrückt: EI = EO.
Die Oberflächentemperatur der Erde ist seit den späten 1800er Jahren um etwa 1,8 Grad Fahrenheit gestiegen. Die jüngste Erwärmung ist das Ergebnis der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen. Je wärmer die Erde wird, desto mehr extreme Wetterereignisse treten auf. Wir erleben längere Feuerperioden, größere Überschwemmungen und langsamere Wirbelstürme. Im letzten Jahrzehnt gab es die wärmsten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen.
Das Klima auf der Erde hat sich in den letzten Milliarden Jahren mehrmals verändert. Die Gründe für diese Klimaveränderungen sind vielfältig. Die Anordnung der Kontinente, die Intensität der Sonne, Schwankungen in der Erdumlaufbahn, Vulkanausbrüche und evolutionäre Prozesse spielen alle eine Rolle. Veränderungen des Klimas haben auch die Verteilung der Sonnenenergie beeinflusst.
Der Mensch ist nicht für den Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre verantwortlich
Eines der häufigsten Missverständnisse über die globale Erwärmung ist, dass der Mensch nicht für den Anstieg des CO2-Gehalts in der Atmosphäre verantwortlich ist. Dieser Mythos beruht auf einer fehlerhaften Logik. Statt mit dem Finger auf den Menschen zu zeigen, wird versucht, Tiere und die Umwelt für das Problem verantwortlich zu machen. Diese Ansicht lässt alle verfügbaren Beobachtungsdaten außer Acht.
Der Anstieg der CO2-Werte ist eindeutig auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen, insbesondere auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Wenn der Mensch fossile Brennstoffe verbrennt, setzt er Kohlendioxid in die Luft frei, das die Landpflanzen durch Photosynthese aufnehmen. Dieses reichert sich dann in der Atmosphäre an. Diese Anreicherung von Kohlenstoff hält über Jahrhunderte an. Dies ist jedoch nicht die einzige Ursache für den Anstieg der CO2-Werte. Menschliche Aktivitäten haben zu einer globalen Erwärmung in noch nie dagewesenem Ausmaß beigetragen.
Studien über das Alter der Erde zeigen, dass die Werte vor zwei bis 4,6 Millionen Jahren ähnlich hoch waren wie heute. In diesen Zeitraum fällt auch die Ankunft des Homo habilis, eines Vorfahren des modernen Homo sapiens. Davor durchstreiften riesige, elefantenähnliche Säugetiere wie Mastadone die Erde. Die moderne menschliche Zivilisation begann jedoch erst in der Holozän-Epoche, die vor etwa 12.000 Jahren begann.
Der CO2-Gehalt in der Atmosphäre war zwar noch nie so hoch wie heute, aber er ist schneller gestiegen als früher. Dieser rasche Anstieg ist wahrscheinlich auf menschliche Aktivitäten, wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe, zurückzuführen. Es gibt jedoch nur wenige natürliche Prozesse, die fossilen Kohlenstoff so schnell freisetzen können.
Menschliche Aktivitäten haben den Gehalt an Kohlendioxid und Methan in der Atmosphäre erheblich erhöht. Diese Gase haben den Planeten seit dem späten neunzehnten Jahrhundert erwärmt. Einige Wissenschaftler sind jedoch nicht der Meinung, dass menschliche Aktivitäten die einzige Ursache sind. Einige dieser Gase sind natürlich vorkommend, aber ihr Anstieg in der Konzentration hat den Anstieg der globalen Temperaturen verursacht.
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