Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 8 Bedrohung und Schutz unserer Umwelt 124 8.4 Der Treibhauseffekt Die Erde erhält fast ihre gesamte Energie, die in den obersten Bodenschichten, in Meerwasser und Luft verteilt ist, von der Sonne. Nur an wenigen Stellen wird auch Energie aus dem Erdinneren durch Vulkanismus freigesetzt. Das Sonnenlicht und auch die Wärmestrahlung durchdringen die Atmosphäre weitgehend unver- ändert und werden vom Boden oder vom Meer aufgenommen. Boden und Meer erwärmen sich und die Wärme wird an die Luft abgegeben und dort verteilt. Dies geschieht auf der Tagseite. Auf der Nachtseite der Erde wird Wärme in das Welt- all abgestrahlt. Die aufgenommene Energiemenge auf der Tagseite und die abge- strahlte auf der Nachtseite sind gleich groß. Seit Beginn der Industrialisierung werden von denMenschen Gase wie Kohlenstoff- dioxid , die dieses Gleichgewicht stören, in vermehrtem Ausmaß in die Atmosphäre entlassen. Wir nennen sie Treibhausgase . Sie sind in der Lage, Wärmestrahlung aufzunehmen. Dadurch wird die Abstrahlung von Wärme auf der Nachtseite verringert. Die Lichtenergie auf der Tagseite bleibt aber gleich, daher steigt die durchschnittliche Temperatur. Bei höherer Temperatur nimmt die Abstrahlung von Wärme, die ja von den Treibhausgasen nicht völlig zurückgehalten wird, wieder zu. Ein neues Gleichgewicht entsteht. Dieses Phänomen nennt man Treibhauseffekt , da wie in dem Treibhaus eines Gärt- ners die Temperatur künstlich erhöht wird. In den letzten 100 Jahren ist es bereits zu einer deutlichen Zunahme der mittleren Temperatur auf der Erde gekommen, für die Zukunft erwartet man einen weiteren Anstieg um zwei bis fünf Grad. Ein solcher Anstieg in nicht einmal 100 Jahren bedeutet eine massive Bedrohung des weltweiten Ökosystems . Die Erwärmungen und Abkühlungen der Vergangenheit zwischen den Warmzeiten und Eiszeiten verliefen viel langsamer, sodass sich die Lebewesen besser anpassen konnten. Auch ein Anstieg des Meeresspiegels durch die Wärmeausdehnung des Wassers und das Abschmelzen von Gletschergebieten und des grönländischen Inlandeises ist zu befürchten, mit all den Konsequenzen auf die weltweit dicht besiedelten Küstenregionen (Abb. 124.4). Das wichtigste Treibhausgas ist Kohlenstoffdioxid, da es in den größten Mengen in die Atmosphäre gelangt und dort am längsten bleibt. Es entsteht bei der Ver- brennung der fossilen Energieträger (Verkehr, Kraftwerke, Industrie und Haus- halte) und ist kein Schadstoff, da es nicht giftig ist. Durch Lösen im Meerwasser und durch die Verwitterung der Silicatgesteine wird es zwar wieder aus der Atmo- sphäre entfernt, aber diese Vorgänge verlaufen sehr langsam. Über die Hälfte des vom Menschen verursachten Treib- hauseffektes schreibt man dem Koh- lenstoffdioxid zu. Zwei weitere Treibhausgase sind Methan CH 4 und Lachgas N 2 O . Sie sind zwar mengenmäßig geringer als Kohlenstoffdioxid, dafür aber 20- (Methan) und 200-mal (Lachgas) wirksamer, da sie die Wärmestrah- lung besser absorbieren. Methan wird bei der Erdöl- und Gasförde- rung und dem Gastransport freige- setzt, Lachgas entsteht im Boden bei intensiver Stickstoffdüngung. Eine Lösung des Problems ist lang- fristig nur durch eine Einschränkung im Verbrauch fossiler Brennstoffe möglich. Dies ist weltweit nicht in Sicht, obwohl auf Klimakonferenzen darüber diskutiert wird. Abb. 124.1: Der Treibhauseffekt Abb. 124.2: Die Herkunft der Treibhausgase Abb. 124.3: Entwicklung der Kohlenstoffdioxid- emission in Abhängigkeit vom Primärenergieverbrauch. Um die verschiedenen Primärenergieträger vergleichen zu können, rechnet man alles in Steinkohleneinheiten (SKE) um. Verbrennung fossiler Rohstoffe Sumpfgas Kläranlagen Deponien Mist/Jauche Reisfelder Wiederkäuer Erdgasgewinnung Termiten Dünge- mittel CO 2 CH 4 N 2 O 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 CO 2 -Emission in Mio Tonnen/a Primärenergieverbrauch in Mio Tonnen SKE/a Abb. 124.4: Länder in Europa, die massiv von einem ansteigenden Meeresspiegel bedroht wären. O z on sc hi ch t Erde CFK CO 2 CH 4 N 2 O Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv