Bedingungen des Lebens

auf einer einsamen Träne im Weltall

Treibhauseffekt und Klima

[Wie gesagt: muß ja nicht alles stimmen- Wuff.]

Zitate, zu Beginn der 1990er:

Die 80er Jahre stellen für die Energieversorgungsunternehmen (EVU) in der Bundesrepublik Deutschland einen Meilenstein für eine umweltverträgliche Stromerzeugung dar. Mit einem in dieser Größenordnung weltweit beispiellosen Umweltschutzprogramm haben die EVU ihre Kraftwerke mit modernen Rauchgasreinigungsanlagen ausgerüstet.

Das Ergebnis ist eine drastische Verringerung der Schwefeldioxid- und Stickoxidemissionen aus den Kraftwerken.

Kaum ist dieses Problem gelöst, zeichnet sich ein neues, vielleicht noch schwerwiegenderes Umweltschutzproblem ab: die Begrenzung der Umweltauswirkungen der mit der Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle, Öl oder Gas zwangsläufig verbundenen Kohlendioxid (CO₂)- Emissionen.

In zahlreichen nationalen und internationalen Kongressen und Arbeitstagungen nimmt die Diskussion um die Gefahr einer weltweiten Klimaveränderung durch den stetigen Anstieg klimawirksamer Spurengase in unserer Atmosphäre einen immer breiteren Raum ein.

Die Forderungen von Politik und Wissenschaft reichen dabei von einschneidenden Maßnahmen zur Umgestaltung der Weltenergieversorgung bis hin zu einer abwartenden Haltung mit dem Ziel, zunächst eindeutige, belastbare Erkenntnisse über die Ursachen und Wirkungen des CO₂- Problems zu erhalten.

Wärmebilanz der Erde

In der öffentlichen Diskussion findet man häufig das Schlagwort von einer drohenden Klimakatastrophe, hervorgerufen durch einen verstärkten Treibhauseffekt. Dieser wird bewirkt durch die zunehmende Konzentration sogenannter klimawirksamer Gase in unserer Atmosphäre wie Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄), Distickstoffoxid (N₂O) und die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW).

Zum Verständnis dieses Problemkreises ist zunächst einmal eine Definition des Treibhauseffektes vorzunehmen. Wasserdampf, Kohlendioxid und andere sogenannte Spurengase wie Distickstoffoxid (N₂O), Ozon (O₃) und Methan (CH₄), in der Atmosphäre beeinflussen seit jeher unser Klima, indem sie den "natürlichen" Treibhauseffekt verursachen. Der Mechanismus läuft dabei wie folgt ab (S. Grafik):

• Die auf die Erde auftreffende Sonnenstrahlung (kurzwellige UV - Strahlung) erwärmt den Erdboden und wird vom Erdboden nach einer Reihe von Energieumwandlungen als Wärmestrahlung (langwellige Infrarotstrahlung) wieder reflektiert.
  
  
• Durch die Anwesenheit der klimawirksamen Gase wird jedoch nicht die gesamte eingestrahlte Energie wieder in den Weltraum reflektiert, sondern die von diesen Gasen absorbierte Infrarotstrahlung erwärmt unsere Atmosphäre.
  
  
• Ohne den Treibhauseffekt läge die mittlere Erdtemperatur bei -18°C gegenüber einer tatsächlichen mittleren Temperatur von ca. +15°C.
  
  
• Zu dieser Temperaturerhöhung um 33°C trägt in erster Linie, d. h. zu mehr als 60%, der in unserer Atmosphäre befindliche Wasserdampf bei.
  
  
• Die weiteren Gase wie Kohlendioxid und Methan tragen mit rd. 22% bzw. 2% zu dieser Erwärmung bei. Die restliche Erwärmung wird durch die übrigen klimawirksamen Gase verursacht.
  
  
• Vor zu starker ultravioletter Bestrahlung wird die Erdoberfläche durch die stratosphärische Ozonschicht geschützt. Diese Schutzfunktion scheint jedoch durch die Abnahme des Ozongehaltes in der Stratosphäre durch Reaktion des Ozons vor allem mit den Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) zunehmend beeinträchtigt. (Die Ozonschicht wird auch durch Vulkangase beschädigt; Methan behindert dagegen den Ozonabbau.)
  

Die in der Atmosphäre vorhandenen Spurengase, die diesen Treibhauseffekt bewirken, sind überwiegend natürlichen Ursprungs und ihre Konzentration in der Atmosphäre war in den vergangenen Jahrhunderten weitgehend stabil.

Verstärkung des Treibhauseffektes

In jüngster Zeit wird allerdings beobachtet, daß durch menschliche Aktivitäten die Konzentrationen der atmosphärischen Spurengase zunehmen. Hierbei steht allerdings nicht der Wasserdampf im Vordergrund, sondern vor allem Kohlendioxid sowie Methan, Ozon, Distickstoffoxid und die Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Für diese Gase werden erhebliche Konzentrationsanstiege in der Atmosphäre gemessen.

Analysen von Luftbläschen im grönländischen Inlandeis zeigen, daß etwa seit dem Jahr 1800 z. B. die CO₂- Konzentration in der Atmosphäre von 280 ppm auf 350 ppm angestiegen ist. Diese ansteigenden Konzentrationen von CO₂ und anderer Spurengase führen zu einer verstärkten Absorption der Wärmestrahlung, also zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes.

• Große Bedeutung für die Klimawirksamkeit der Spurengase besitzen dabei u. a. ihre Lebensdauer bzw. ihre Verweilzeit in der Atmosphäre.
  
  
• Je höher die Verweilzeit ist, desto höher steigt die Konzentration bei gleicher Emission und damit auch der mögliche Einfluß auf die globale Temperatur.
  
  
• So beträgt z. B. die Verweilzeit des CO₂ in der Atmosphäre ca. 5- 10 Jahre.
  
  

Alle namhaften Wissenschaftler, die sich mit den Auswirkungen der Zunahme der klimawirksamen Gase auseinandersetzen, erwarten eine weitere Erwärmung unserer Atmosphäre, d. h. einen Anstieg der mittleren Erdoberflächentemperatur. Während über diese qualitative Aussage zu den Auswirkungen auf das globale Klima Einigkeit besteht, gibt es noch unterschiedliche Auffassungen über die Höhe dieses Temperaturanstiegs und den daraus resultierenden Folgen.

Eines sollte jedoch bei aller Unsicherheit zum Nachdenken anregen; selbst wenn es nur zu einer mittleren Temperaturerhöhung um 1- 1,5°C kommt, wie die konservativen Berechnungen vorhersahen, würden aus der in nur 50- 100 Jahren ablaufenden Temperaturerhöhung große klimatische Verschiebungen resultieren, der die Vegetationsgürtel der Erde in so kurzer Zeit nicht folgen könnten. Akz

Mehr Kohlendioxid - wie reagiert die Pflanzenwelt?

(Spektrum der Wissenschaft 1992)

Sie schreiben, daß der Kohlendioxidgehalt der Luft seit Beginn des Industriezeitalters von 280 auf 350 ppm (parts per million, Teilchen pro Million) gestiegen sei, wobei er im Zeitraum von 1957 bis heute um 20 Prozent zugenommen habe. Demnach hätte 1957 der Kohlendioxidanteil an der Luft 291 ppm betragen und wäre somit in den vorhergehenden rund hundert Jahren des Industriezeitalters insgesamt lediglich um etwa 11 ppm, das sind etwa 4 Prozent, gestiegen.

Selbst wenn der Jahresverbrauch fossiler Energien seit der Jahrhundertwende im Schnitt nur ein Drittel dessen in der Zeit von 1957 bis 1991 betragen haben sollte, hätte der Anstieg jedoch etwa 33 ppm oder 12 Prozent betragen müssen. Die von den Autoren genannten Meßergebnisse stimmen also nicht mit den Werten überein, die man eigentlich erwarten sollte, was darauf hinweist daß Prozesse stattfinden, bei denen Kohlendioxid außerhalb der Pflanzenwelt gebunden wird.

Wäre das Naturgeschehen so simpel und konstant wie heute vielfach propagiert, wäre die Entstehung von fossilen Brennstofflagern kaum erklärbar. Die gewaltigen Kohlenstoffmengen, die man zum Beispiel in den Steinkohlelagern vorfindet, wurden einst von Farnen, Bärlapp- und Schachtelhalmgewächsen aus der Atmosphäre aufgenommen.

Legt man nur den in den bekannten fossilen Brennstofflagern gebundenen Kohlenstoff zugrunde, so müßte der damals in der Luft befindliche Kohlendioxidgehalt mindestens zehnmal so groß gewesen sein wie heute. All die in jüngster Zeit in Verbindung mit der Umwelt gemachten Betrachtungen sollten nicht unkritisch hingenommen werden.




Leben mittels Thermodynamik definieren

(Spektrum der Wissenschaft 1992)

Was ist Leben? Essay, Oktober 2007

Der Artikel liefert keine klaren Antworten, da die Frage »Was ist Leben?« mit den Fragen »Wie entstand Leben?« und »Wann entsteht, wann endet das Leben eines menschlichen Individuums?« vermischt werden. Dabei kann die Frage »what is life« klar beantwortet werden, seitdem Schrödinger in seinem gleichnamigen Buch (1944) »Leben« von den Hauptsätzen der Thermodynamik abgeleitet hat: Lebende Systeme sind von der Umgebung abgegrenzt, nehmen Energie aus der Umgebung auf, erhöhen damit die Ordnung innen (negative Entropie, Negentropie) und »dürfen« dies trotz des zweiten Hauptsatzes, da sie es mit einer stärkeren Entropie-Erhöhung in der Umgebung kompensieren. Daraus folgt unmittelbar, dass Leben an Zellen gebunden ist, die eine semipermeable Barriere besitzen müssen.

Das funktioniert stabil nur im flüssigen Aggregatzustand, »gasförmiges« Leben wäre instabil und »festes« Leben infolge der niedrigeren Diffusionsgeschwindigkeit extrem langsam. Für Ersteres ist ein polares Lösungsmittel erforderlich. In Mengen im Universum vorhanden sind nur Wasser und, weniger polar, Ammoniak. Methan ist zu apolar. Wegen des niedrigeren Siedepunkts von Ammoniak wäre »Ammoniak-Leben« sehr viel langsamer als »Wasser-Leben«, sodass nur Letzteres in der Existenzzeit des Universums eine halbwegs sichtbare Evolution hervorgebracht haben dürfte. Schließlich bedeutet »Negentropie« die Synthese von Makromolekülen, und das geht chemisch eigentlich nur auf Kohlenstoffbasis.

Also: Auf Grund der Hauptsätze der Thermodynamik ist Leben an Zellen gebunden, die im wässrigen Milieu Energie transformieren, im Inneren Negentropie durch Synthese von Makromolekülen auf Kohlenstoffbasis akkumulieren, und dies durch verstärkten Entropie-Anstieg in ihrer Umgebung kompensieren.

DNN


---


Hmmm... das »dürfen« die? Als einzige im Universum, hört, hört? Ohne spontan zu erfrieren?

»Müssen« sie das denn überhaupt dürfen, wenn die Erde kein geschlossenes System ist?


Möglicherweise ja nicht. Wuff.



"Der Kunstgriff, mittels dessen sich ein Organismus stationär auf einer ziemlich hohen Ordnungsstufe (einer ziemlich tiefen Entropiestufe) hält, besteht in Wirklichkeit aus einem fortwährenden Aufsaugen von Ordnung aus seiner Umwelt" (Erwin Schrödinger)

Eins bedingt das Andere

Waldsterben in Reinluft

Das so genannte "Waldsterben" der 80er Jahre des vorhergehenden Jahrhunderts geschah vor allem in ebenfalls so genannten "Reinluftgebieten" auf Bergkuppen und ähnlichen Höhenzügen - nicht etwa in den abgasverseuchten Tälern. Wuff.

Das Waldsterben geschah also evtl. nicht wegen dem so genannten saurem Regen, den Auswaschungen von NOx und SOx aus den menschengemachten Abgasen, die man mit Kalkungen zu neutralisiern suchte, sondern eher wegen der UV-Strahlungen durch Abbau der stratosphärischen Ozonschicht, dem so genannten Ozonloch insbesondere jenseits der Polarkreise; die Bäume waren auf Kuppen und oben geschädigt, während die Bäume unten im mülmigen Tal prächtig gediehen. Am höchsten werden die Bäume direkt neben der Autobahn; (Auto-) Abgase sind Dünger; insbesondere die Stickstoffverbindungen sind wichtig! Bäume wachsen seit den 1960 Jahren weltweit in den Städten schneller als auf dem Land; und das, obwohl die Konzentration der Verbrennungsrückstände wie CO2, NOx und weiterer "Schadstoffe" zumindest dort damals höher war; nein, weil! Wuff!

Regen ist bereits von Natur aus leicht sauer (Auswaschung des atmosphärischen CO2), Flüsse und Seen sind leicht alkalisch (Kalk, Staub). Früher haben der Ruß und die alkalische Asche - neben dem Staub der ungeteerten Landstraßen - aus den rauchenden Schornsteinen das SO2 im Rauchgas neutralisiert. Erst als man den Ruß ausfilterte, entstand der saure Regen. Da aber ein Großteil der Asche im Ofen verbleibt, galt immer schon: die Städte haben saure Luft, und die Abluft aus der Stadt versauert, dokumentiert seit 1600, die umliegenden Äcker.

Auch in einer Biogasanlage kommt es beispielsweise darauf an, daß die Anlage nicht durch den Eintrag frischen Biomülls versauert; der PH- Wert darf nicht unter 6,5 fallen, da sonst die Methanbakterien absterben; die Methanbakterien bilden unter Sauerstoffabschluß aus Biomüll CH4, CO2, H2; das Methan ist zwar ein starkes Treibhausgas, behindert aber andererseits den Abbau des atmosphärischen Ozon durch das Chlor im FCKW durch Bildung von HCl (Salzsäure). Die Rekultivierungsschicht über einer Deponie dient als Oxidationskörper für das austretende Methan. Der Treibhauseffekt von Methan (Sumpfgas, Deponiegas, Biogas oder Erdgas) ist 32 mal so hoch wie der von CO2 - durch das Verbrennen von Methan wird der Treibhauseffekt also verringert, obwohl CO2 dabei entsteht.

Seltsamerweise trägt auch das Ammoniak aus der Massentierhaltung ganz erheblich zur Versauerung der Atmosphäre bei, obwohl Ammoniak eigentlich alkalisch ist. Aus NH4 wird durch Oxidation auf Umwegen N02. Das geschieht auch über schlichte UV- bedingte Oxidation durch Ozon: NH3 steigt auf und wird in den höheren Schichten der Atmosphäre vom Ozon zu NOx oxidiert. Dieser Prozeß findet hauptsächlich im Sommer statt, da dann die Ozonkonzentration am höchsten ist.

Eine mit Industrie-Abgasen verdreckte Atmosphäre schützt das darunter liegende Land mit Pflanzen, Tieren und Menschen, einmal durch schlichte optische Blockade von schädlich hochenergetischen UV-Strahlen, und einmal durch den Abbau des chemisch aggressiven Ozons durch chemische Reaktion (Oxidation). All das gilt nicht in Reinluftgebieten auf Berggipfeln.


Es hat übrigens keinen Zweck, bei Ozonalarm die Abgas- Emission zu stoppen; dann ist es zu spät. Das muß bei entsprechenden Wetterlagen 3-5 Tage vorher geschehen; in der Zeit wandert die Abgaswolke bis zu 500 km weit. Allerdings wird das Ozon, das in den Städten durch Sonnenbestrahlung aus den Schadstoffen und Abgasen gebildet wird, nachts durch diese wieder absorbiert (Rückreaktion), so daß in den Reinluftgebieten die Ozonkonzentration am höchsten ist; hier wird das Ozon hingeweht und kann nicht mit den Abgasen rekombinieren.

Die Abgaswolke über den Städten verhindert durch diese chemische Reaktion gleichzeitig, daß die durch das in der Höhe durch eine andere chemische Reaktion, in diesem Fall mit chlorhaltigen Kühlmitteln, aufgerissene Ozonloch durchgelassenen UV- Strahlen den Menschen und die Pflanzen erreichen; deshalb sind die Menschen und Pflanzen in den dreckigen Städten gesünder als auf den sauberen Bergen, wo sie aggressivem Ozon von unten und hochenergetischen UV- Strahlen von oben ausgesetzt sind (Ozon ist grundsätzlich giftig; was im Wald so frisch riecht, ist Terpentin). Polarforscher berichten, die Sonne brenne einem in der Antarktis derartig die Haut vom Gesicht, daß es nach verbranntem Fleisch riechen würde.

Die Höhenstrahlung reinigt die Atmosphäre, in dem sie die Schadstoffe knackt, die an ihre Oberfläche aufsteigen. Gleichzeitig verhindern diese Schadstoffe, daß die Höhenstrahlung in die tieferen Schichten eindringt. FCKWs, chlorhaltigen Kühlmittel, stören diesen Prozess. Sie sind als sehr stabile organische Chlorverbindungen von Natur aus nicht möglich und können nur in Industrieanlagen unter sehr unnatürlichen Bedingungen entstehen.

Aber auch Vulkane stoßen erheblich Mengen an chlorhaltigen Gasen aus; und auch die Booster der Space Schuttle und anderer Raketen verbrauchen jährlich etwa 50000 Tonnen Ammoniumperchlorat und entlassen die chlorhaltigen Verbrennungsgase in die Atmosphäre. Die Abgase und Schadstoffe aus "normalen" Verbrennungsprozessen sind dagegen natürlich oder naturnah genug, um in den natürlichen Kreislauf integriert werden zu können.

Die Atmosphäre in Senken und in Höhen

Die Dichte -und damit die Wirkung- der Atmosphäre ist Abhängig von der Menge, ihrem Druck, und damit von der Höhe der Luftsäule über der Oberfläche - auf der Erde etwa zehn Kilometer bis zum Beginn der Stratosphäre. Die tiefste Stellen auf der Land-Oberfläche der Erde -zur Zeit ist die tiefste das Uferbecken des Toten Meeres mit rund 420 Metern unter dem Meeresspiegel- haben zwar nur wenige hundert Meter mehr - aber schon dieses Wenige hat erhebliche Auswirkungen:

Die etwas geringere Höhe, also die etwas höhere Luftsäule, erhöht den Luftdruck (ca. 5% höher als der Druck auf Meeresniveau) und damit den Sauerstoffpartialdruck. Die geringe Höhe macht es natürlich reicher an Sauerstoff als irgend einen anderen Platz der Welt; der Sauerstoffgehalt ist gegenüber Meereshöhe um ca. 5% erhöht. Hinzu kommen, auch durch die geographische, sehr trockene Lage mit geringer Luftfeuchtigkeit, eine hohe Verdunstung, und Wüstenstaub; das Alles zusammen filtert erhebliche Mengen UV - Strahlen heraus, wobei die schädlichen kurzwelligen UV - Strahlen herausgefiltert werden, während die längeren UV - Strahlen sie durchdringen können, so daß Menschen dort kaum einen Sonnenbrand bekommen und leichter atmen können. Wuff.

Das Tote Meer hat eines der trockensten Klimas der Welt, mit hohen Temperaturen, das ganze Jahr über, und sehr wenig Regen. In Trockentälern unter dem Meeresspiegel ist es sehr heiß: bis zu 50°C. Diese Trockensenken liegen jedoch nicht deshalb oder gar zufällig im Wüstengürtel; andernorts wären sie nur einfach ein wassergefüllter See. Denn auch das Mittelmeer lag mehrmals trocken, wenn sich die Straße von Gibraltar schloß, und ist dabei noch wesentlich tiefer - Drei- bis Viertausend Meter. Das muß dann da ziemlich höllisch gewesen sein. Wuff.

Vergleicht man nun die Wärmekapazität der Luft mit derjenigen der Ozeane, so entspricht die Erdatmosphäre in etwa einem Meer von etwa drei Metern Tiefe; die Ozeane haben jedoch bis zu 10.000 Meter Tiefe. Das bewirkt, auch, eine gewisse Trägheit des Systems.

Im Hochgebirge dagegen ist die Vegetationszeit sehr kurz; deswegen sind die Pflanzen dort entsprechend klein. Dann tritt auch noch die erhöhte UV - Strahlung des Lichtes in der Höhe zu dem gestauchten Wuchs bei, denn die Zellen des Pflanzenkörpers bleiben in der alpinen Region kleiner und kürzer als bei den Pflanzen im Tal. Auch sind die Zellwände dicker.


Auch Bäume und andere Pflanzen sind empfindlich gegen zuviel Licht. In einem Versuch wurden Bohnen zusätzlicher, unterschiedlich starker UV - B Strahlung ausgesetzt: Die bestrahlten Pflanzen blieben im Wachstum deutlich hinter den nicht bestrahlten zurück. Wissenschaftler simulierten eine UV - Dosis, wie sie beim Rückgang der Ozonschicht um 25% auftreten würde. Dadurch ging der Ertrag ebenfalls um 1/4 zurück.

Noch unter einer 50 Zentimeter dicken Schneedecke reicht die Lichtintensität aus, um Atmung und Photosynthese der Pflanzen in Gang zu halten. Dabei geben die Pflanzen selber Wärme ab, was wiederum den Schnee um sie herum schmelzen läßt. Die Assimilation ist exotherm. Pflanzen sind chemische Speicher. Aspirin, Salycilsäure, wird in Pflanzen gebildet, es dient auch dort der Wärmeregulation. Es wurde früher als Lebensmittelkonservierungsstoff benutzt.

Außerdem könnten die Blütenblätter als Sonnen-Kollektoren und Reflektoren dienen; sie sammeln und lenken das Licht und die Wärme der Sonnenstrahlen auf den Blütenstengel zur Duftentwicklung für die Bienen, die eigentlich Farbenblind sind. Wer weiß? Wuff.

Werden im Frühjahr Laubbäume beschnitten, noch bevor sie die Blätter vollständig austreiben, und dabei dicke Äste gekappt, dann pladdert aus einer solchen Schnittstelle tagelang der dünnflüssige Saft; etliche Liter pro Stunde. Osmose und Kapillarwirkung reichen offenbar aus, um Wasser aus dem Boden nicht nur in einige Meter Höhe zu pumpen, sondern auch noch frei auslaufen zu lassen. Oder waren doch schon Blätter dran? Wuff.

Wasserdampf als Treibhausgas

Wasserdampf ist ein Treibhausgas; anderseits erhöht die Temperatur der Umgebung die Verdunstung der Meere. Wärmeres Klima führt zu mehr Dampf und zu verstärkten Zirkulation, zu mehr Wind, und das zu einer stärkeren Ausbreitung der (Wendekreis-) Wüsten. Das ist eine positive Rückkopplung - an und für sich bis zur Überhitzung der Erde; es sei denn, es gibt eine natürliche Grenze, oder einen Gegenmechanismus: Durch Bäume wird der Boden mittels Verdunstung kühl gehalten. Außerdem transportiert der Wasserdampf bodennahe Wärme bis in 2 bis 8 tausend Meter Höhe (atmosphärischen Zirkulation). Wärmeres Klima führt zu mehr Dampf, zu verstärkten Zirkulation, zu mehr Wind, und das zu mehr Wärmetransport in den Weltraum und zu den Polen; auch über den Niederschlag als Regen und Schnee. Es stellt sich ein neues Gleichgewicht auf höherem Niveau ein.

Der Wasserdampf hat sich im Tropengürtel in den letzten 20 Jahren um 30% erhöht. Das bewirkt eine weitere Erwärmung und damit mehr Energiegehalt der Luft, und damit wiederum stärkere Stürme und Passatwinde; was auch zu Sahel-Trockenheit geführt hat, paradoxerweise. Die Sonne treibt die Passatwinde vor sich her nach Westen; es entstehen Großwirbel, die in Jahrhunderten wandern. Die Passatwinde blasen nur unter 300 m. Wuff.

Auch in der Stratosphäre hat der Wassergehalt seit 40 Jahren um 28% zugenommen, seit 200 Jahren um 45%. Das bildet Eiswolken, ebenso wie das dort aus Methan und O₂ entstehende Wasser; auch Cirruswolken wirken evtl. wie ein Treibhaus. Die Atmosphäre wird in großen Höhen durch das Sonnenlicht aufgeheizt -bis zu 800°C- und in Ionen aufgespalten, beispielsweise O₂ zu 2O^- die Zone ist sehr reaktiv. Stört man diese Zone durch Spurengase, so wandert die Reaktionszone nach unten, somit auch die Erwärmung und der UV - Bereich. Oben wird es kälter (außerhalb eines Mediums ist eine reine Temperaturangabe sinnlos; man stelle sich eine solche Angabe auf dem Mond vor; schon im Hochgebirge ist der Effekt des Sonnenstrahlung größer als die Wärme der umgebenden Luft).

Das Licht wird gebremst. Wie auch durch einen Felsen. Die ganze Erde ist eine Lichtbremse. Einmal durch physikalische Verzögerung und einmal durch chemische Speicherung. Wuff.

Der Kohlenstoffzyklus

Das CO₂ der Atmosphäre entweicht aus dem Erdinneren, hauptsächlich durch plattentektonisches Aufschmelzen von Carbonatgestein.

Die Sonne strahlte vor 4,6 Milliarden Jahren etwa 25 bis 30% schwächer als heute, aber seit ca. 3,8 Milliarden Jahren gibt es flüssiges Wasser auf der Erde, und seit 3,5 Milliarden Jahren Leben.Wasser kann je nach Luftdruck zwischen null und 374°C flüssig sein. Würde alles CO₂ in Carbonatgesteinen in die Luft entlassen, würde das den 60- fachen Luftdruck verursachen - einmal ganz abgesehen vom Treibhauseffekt. Um die schwächere Sonne auszugleichen, hätte etwa die 1000-fache CO₂- Menge ausgereicht. Im Gestein ist etwas etwa daß 100.000-fache enthalten.

Das heute im Carbonatgestein gebundende CO₂ hat sich ja bereits einmal in der Atmosphäre befunden, wenigstens zum größten Teil. Da es zumindest teilweise aus dem Planeten ausgaste, muß sich ja nicht alles gleichzeitig am selben Ort befunden haben, auch ist die Verweildauer - heute einige Jahre - bei größeren Anteilen schwer abzuschätzen. Ein erhöhter Luftdruck (automatisch verbunden mit einer erhöhten Temperatur) scheint auch noch innerhalb der letzten paar hundert Millionen Jahren jedoch nicht unmöglich gewesen zu sein. Schließlich hatte auch der Mars ursprünglich eine dichtere Atmosphäre, womöglich dichter als die Erde heute. Allerdings war die Atmosphäre die Erde damals wohl auch dichter als heute.



Mehr Luft = mehr Luftdruck = wärmeres Klima, evtl. erhöhter Sauerstoffpartialdruck (und damit leichtere Atmung), sowie mehr Wasserdampf.


Eiszeiten und CO₂- Gehalt verlaufen relativ synchron. In warmem Wasser wird weniger CO₂ gebunden - und weniger O₂. In Eiszeiten reichert sich andererseits die Atmosphäre mit CO₂ an, da es weniger Algen gibt; eine negative Rückkopplung. Andererseits war (auch) während der Eiszeit war die Windgeschwindigkeit auf Grund der starken Temperaturdifferenzen um 50% erhöht; das heißt, die Ozeane wurden durchmischt, und erzeugten so mehr Plankton als eine CO₂- Senke, eine positive Rückkopplung.

Wie es aussieht, ist es Wind - arm dann, wenn das Eis wieder schmilzt, und die Temperaturen kühl und ausgeglichen sind.


Der aufquellende Tiefenwasser - Strom vor Island trägt viel Feuchtigkeit und 30% der Wärme in die Arktis und nach Nordeuropa - nicht der Golfstrom, der endet weiter südlich, vor England. Wenn der Golfstrom besonders warm ist, gibt es warme Winter in Europa und kalte Winter in den USA (Tiefdruck über dem Golfstrom). Gletscher und Eis bewirken einen Feuchtigkeitseintrag; im späten Winter sinkt das Wasser der Arktis hinab, und drückt so andererseits gedüngtes Frischwasser nach oben; die Düngung (u. a. mit Phosphor) ist außerordentlich wichtig für das Meeresleben im Frühjahr.

Während der Eiszeit kamen die Ozeanströme mit Tiefenwasser und Temperaturaustausch zum Erliegen. Die Luft war trocken, und Stürme wirbelten den Staub von den freigelegten Kontinentalschelfen in die Atmosphäre. Diese, und damit das Klima, war dadurch trocken, dunstig, kalt, und staubig, mit wenig CO₂ oder Methan: die Erde eine kalte Wüste.

Der CO₂- und CH₄- Gehalt der Atmosphäre bewirken aber nur 1/3 der Temperaturschwankungen. Ein wichtiger Faktor, oder auch Anzeiger, im Übergang von Warm- zu Kaltzeiten und umgekehrt sind ausgerechnet die kleinsten Lebewesen, Bodenbakterien und Plankton im Meer.

Auch die Luft ist voll von "Plankton": Sporen, Samen, Spinnen, Insekten. Wuff.

Die ursprüngliche Kruste: Granit

Drei Formen des CO₂ - Abbaus:

1. Chemische Verwitterung von Silikaten und Aufbau von Carbonaten - ohne Beteiligung von organischem Leben. Er geschieht automatisch durch Regen. Das ist der größte Teil; kein O₂ entsteht dabei.
   
   CO₂ wird in Regenwasser zu H₂CO₃ (Kohlensäure) gelöst; diese löst in Carbonatgestein CA⁺ und HCO₃^- in das Grundwasser auf und von dort ins Meer.
   
   Dort wird es vom Plankton seit 600 Millionen Jahren wieder zu CACO₃ verbunden; (aber auch ohne Pflanzen verbindet es sich ab einer bestimmten Konzentration wieder, wie in der Tropfsteinhöhle, zu Carbonatgestein und Sediment):
   
   
   
2. Aufbau von carbonalen Skeletten. Im Meer, mit Beteiligung von Leben. Das ist der zweitgrößte Teil.
   
   Durch Silizium- und Calcium- Plankton wird ständig Silizium und Calcium ausgefällt (sedimentiert), wenn sie nicht vorher wieder aufgelöst werden. Das, vermischt mit erodierter Kontinentalmasse, wird von den Strömungen um- und aufgeschichtet zu Driften.
   
   
   
3. Aufbau von Zucker und Zellulose (Kohlenhydrate, CH_x) durch Pflanzen mit Hilfe von Sonnenlicht - im Meer und auf dem Land, mit Beteiligung von Leben. Das ist der geringste Teil. Hierbei entsteht durch Spaltung von Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO₂) Sauerstoff (O₂₎.
   

Die Ursprüngliche Atmosphäre aus Wasserstoff (H2) und Helium wurde durch die Nähe zur Sonne vom Sonnenwind fortgeblasen (Jupiter hat diese noch). Die Uratmosphäre bestand danach aus Vulkangasen: 80% H₂O und 20% CO₂, N₂, CH₄, NH₃, H₂, H₂S - Kein O2

Aus diesen wurden, durch Blitze und UV - Strahlen der Sonne, die noch nicht durch O₂ in der Atmosphäre abgeschirmt wurden, Aminosäuren (der heutige Photosmog ähnelte der Ursuppe im Urmeer und der Uratmosphäre dahingehend, daß die UV - Strahlen der Sonne chemische Reaktion hervorrufen). UV - B Strahlen reichen an die 10 Meter unter eine Wasseroberfläche. Das Licht wird mit der Tiefe Spektraldunkler - von Rot zu Blau (man vergleiche dazu das Blau des Himmels - Wuff).

Die so entstandenen Biomoleküle wurden durch die UV - Strahlen erneut zerlegt, und rekombinierten sich schließlich zu Biopolymeren, und, wo die UV - Strahlen unter der Meeresoberfläche nicht mehr hinreichten, zu primitiven Einzellern, die sich von der Ursuppe um sie herum ernährten. Einige Urzellen begannen vor ungefähr 3,6 Milliarden Jahren mit der Photosynthese (Uralgen); andere ernährten sich von ihnen (Urtiere).

Diese vor- biologischen Makromoleküle, aus denen dann das Leben entstand, hätten in Gegenwart von freiem O₂ nicht überlebt - die notwendigen Reaktionen wären nicht abgelaufen: sie konnten sich nur in der Sauerstoff- freien Uratmosphäre bilden.

Auch durch die Aufspaltung von Wasserdampf (H₂O) zu H₂ und O₂ in der Atmosphäre und das Fortblasen des H₂ wurden erst Eisen (Fe) und auch andere Stoffe wie NH₃, CH₄, usw. durch O₂ oxidiert - was im Übrigen das Volumen der Atmosphäre an sich verkleinerte.

Durch diese Senken erreichte der Sauerstoffgehalt anfangs nicht mehr als 0,1% des heutigen Wertes (die durch die Verwitterung des Gesteins in Wüsten freigesetzten Mineralien zehren immer noch einen erheblichen Teil des durch die Photosynthese freigesetzten Sauerstoffs auf; deshalb herrscht ein labiles Gleichgewicht; hinzu kommt heute noch der O2-Verbrauch durch industrielle Verbrennung).

Auch der von den blaugrünen Algen ausgeschiedene Sauerstoff wurde sehr lange Zeit vom Eisen aufgezehrt. Die O₂- Konzentration blieb deshalb gering. Als sie nach dem Aufbrauchen des Eisens anstieg, übernahmen die Urtiere dessen Verbrauch zum Verbrennen der photosynthetisierten Biopolymere.

Freies O₂ gibt es deshalb erst seit etwa 700 Millionen Jahren; danach auch O₃ (Ozon). Die harten UV - Strahlung erzeugen das Ozon durch das Spalten des Sauerstoffs in der Atmosphäre, O₂; diese Reaktion heizt die Stratosphäre auf, und die dadurch erfolgte Abschirmung kühlt die Erdoberfläche.

Gleichzeitig geschah die Umstellung der Stickstoff-Wasserstoff (NH-) Reaktionen in der Luft auf Stickstoff-Sauerstoff (NO-) Verbindungen, biologisch gesteuert über Mikroben. Biologische Energiegewinnung ist möglich durch Gärung oder Veratmung von Glucose. Erstere ist ohne Sauerstoff möglich (z. B. bestimmte Bakterien), letztere nur mit Sauerstoff unter Bildung (Rekombination) von Wasser und CO₂; es ist ein der Gärung aufgesetzter Prozess, welche die 14-fache Energieausbeute gegenüber der Gärung ergibt; durch Sauerstoffmangel fallen Körperzellen in den Zustand der Gärung zurück.

Anaerobe Bakterien vermehren sich nicht langsamer als aerobe; aber sie haben sich niemals zu Mehrzellern zusammengeschlossen oder aufgespalten. Vielleicht hängt das mit der höheren Effektivität zusammen; obwohl, oder weil, es eine Leistung erfordert, den Sauerstoff bis in die letzten Winkel des Körpers transportiert müssen. Wuff.

Nach ca. einer Milliarde Jahren waren etwa 20% der heutigen Menge von O₂ in der Atmosphäre. Das führte zu ersten Tieren mit Außenskeletten. Vor ungefähr 0,5 Milliarden Jahren waren es dann 50%, Wirbeltiere und Landpflanzen entstanden.

Vor 600 bis 700 Millionen Jahren erreichte die Sauerstoffkonzentration ein Prozent des heutigen Wertes in den Ozeanen (Atmungspegel). Erst durch das biologische (pflanzliche) Leben selbst geschah danach die Freisetzung von Sauerstoff in die Hydrosphäre und Atmosphäre. Tierische Atmung war wiederum danach erst möglich - nach dem Auffüllen der Sauerstoffsenken (Wüsten und andere oxidierbare Flächen, vulkanische Gase etc.), nach etwa 2 Milliarden Jahren. Nach 4 Milliarden Jahren kolonisierten die ersten Pflanzen die 4 Milliarden Jahre alten Urwüsten; erst zu dem Zeitpunkt war genug O₂ (etwa 10% des heutigen Wertes) in der Atmosphäre vorhanden (Festlandspegel). Dadurch gab es erstmals genügend UV - Schutz ausserhalb des Ozeans.

Man nimmt an, dass der O2- Gehalt der Luft im Karbon (vor rund 320- 280 Millionen Jahren) viel höher war als heute (daher auch viel größere Insekten), gegeben durch flache Berge, flacher Sümpfe, wenig Wüsten, viele Pflanzen; dadurch keine Verrottung, sondern Kohleablagerung. Außerdem gab es kaum Tieren, die Pflanzen fraßen (und O₂ verbrauchten).

Im Karbon gab es die größte Masse an Pflanzen auf der Erde. Die Menge an abgetrennten O₂ entspricht dabei der Menge an sedimentiertem Kohlenstoff C in der Erde; das ist die wichtige Formel - nicht die Bindung von CO₂ in Carbonaten. Der Reduktions- Oxidations- Zyklus dauert heute ca. 3 Millionen Jahren.

Danach gab es in der Zeit der Saurier vor rund 230 bis 70 Millionen Jahren den quantitativen Höhepunkt der Biomasse auf der Erde. Seit 180 bis 160 Millionen Jahren breitet sich die Wüste wieder langsam aus (Austrocknung); dadurch geschieht ein erneuter Rückgang des O₂ - Gehalts. Durch den Kontinentaldrift entstanden immer höheren Gebirgszüge, dadurch gab es im Gegensatz zum Karbon Reliefwüsten.

Vor 100 bis 400 Millionen Jahren lag Europa unter Wasser; die weißen Klippen von Dover laufen über Deutschland bis Südrußland. Vor zwei Millionen Jahren waren dann wesentliche Teile der Antarktis eisfrei. So schnell geht das; da lagen vermutlich auch viel mehr Teile dieses Kontinents über dem Meeresspiegel.

Die letzten 100.000 Jahre

Wenn Festlandeis schmilzt, steigt der Meeresspiegel, bis das Land, vom Gewicht des Eises befreit, sich (sehr langsam) hebt. Allerdings dehnt sich das Wasser im Meer bei Erwärmung weiter aus: das gibt mehr Volumen (und weniger in Kaltzeiten).

Die Erde erwärmt sich unterschiedlich stark, an den Polen stärker als in den Tropen. Ein gutes Maß sind empfindliche Pflanzen, wie zum Beispiel Weinreben; man kann auch die Getreidepreise als Maß nehmen. Während der kleinen Eiszeit von 1600 bis 1900 genügte eine Abkühlung um ein Grad, um in Europa katastrophale Verhältnisse hervorzurufen.

In der großen Eiszeit lag die Durchschnittstemperatur 5 bis 10 Grad unter den heutigen Werten.


Noch vor 18.000 Jahren war die Eiszeit auf ihrem Höhepunkt. Viele Kubikkilometer Eis, mehrere Tausend Meter hoch, lasteten auf Skandinavien und Nordamerika. Bis zu 500 Meter tiefer hatten die Gletscher den nordeuropäischen Kontinent in das Magma des Erdmantels gedrückt; Skandinavien hebt sich immer noch, Grönland ist noch eingedrückt. Erst ab einer bestimmten Eisdicke (Gewicht) wird das Felsgestein darunter fließfähig. Der Kontinent sinkt weiter ein (Vulkaninseln halten ebenfalls nicht lange; auch sie versinken wieder im Erdmantel).

Vor 14.000 Jahren begannen dann die Gletscher abzuschmelzen, und das Eis zog sich von vor Berlin nach Norden zurück; Bäume eroberten den europäischen Kontinent. 2000 Jahre später brach die "tausendjährige Kälte" erneut über Europa herein, bis sich vor rund 11.000 Jahren das Klima urplötzlich abermals änderte: in kaum 50 Jahren stiegen die Temperaturen um mehr als fünf Grad - innerhalb eines Menschenlebens Veränderung wie die zwischen Nordeuropa und Nordafrika. Auch der Kohlendioxid-Gehalt der Erdatmosphäre erhöhte sich am Ende der Eiszeit um 40%, der Methangehalt verdoppelte sich, und die Meeresströme im Nordatlantik veränderten sich völlig.

Oberflächenströme (warm) fließen schnell, aber mit geringem Volumen (flach). Wenn Sie absinken, fließen sie sehr langsam, aber tief zurück = großes Volumen, lange Zeit. Außerdem werden Tiefenwasser durch Mond- und Sonnenkonstellation zu Tidenhub-Wellen angeregt, die das Klima in Nordeuropa beeinflussen: Alle 1800 Jahre gibt es ein Maximum, sowie alle 9, 18, 36.. Jahre. Um 500 nach Chr. gab es ein Minimum: mildes Klima. 1300, 1400, 1500 ein Maximum: kaltes Klima (eventuell auch 300 v. Chr.): eisige Winter, Sturmfluten und Eis. Die Gezeitenwirkung zwischen Erde und Mond führt zur Abbremsung der Erdrotation und zur ständigen Vergrößerung des Abstandes der Erde zum Mond, die inzwischen mit Hilfe von Laserstrahlen exakt registriert werden kann. Die Erdentage waren früher kürzer. Dieser Effekt bewirkt sowohl eine kontinuierliche Verlängerung der irdischen Tageslänge (um etwa eine Sekunde in 100.000 Jahren) als auch der Mondumlaufdauer.

Das Wetter und das Klima sind deshalb periodisch. Das Klima ändert sich alle 30 Jahre (zwischen Dürre und Feuchtperioden) und wiederholt sich in Europa alle 100 Jahren (Stürme am Jahrhundertende). Warm zu feucht; kalt zu Schnee; trocken zu wenig Schnee; warm zu Schmelze; usw. mit einer gewissen Trägheit der Reaktion.

Die wärmsten Jahre waren die Jahrtausende zwischen 6000 bis 4000 vor Christus, das sogenannte Klimaoptimum. Fast überall auf der nördlichen Hemisphäre war es feucht, und etwa ein Grad wärmer als heute. In der heutigen Sahara wuchsen Oliven, Zypressen, Lorbeer. Die Jäger dort stellten Antilopen, Giraffen, Elefanten nach und dokumentierten ihr Leben in Hunderten von Felsbildern; es entstanden die ersten Hochkulturen Mesopotamiens und Ägyptens.

Zwischen 900 und 1350, in der mittelalterlichen Warmzeit, konnten die Kelten in Südschottland Wein anbauen, und in Grönland gaben die Gletscher einen breiten Küstenstreifen frei, auf dem die Wikinger siedelten.

Eiszeiten hängen mit periodischen Umlauf- und Inklinations- Schwankungen der Erde zusammen, möglicherweise auch mit Pulsationen der Sonne. Die Sonneneinstrahlung in Watt pro Quadratmeter ändert sich periodisch in verschiedenen Zyklen (23.000 Jahren, 100.000 Jahre und andere), auf Grund der Präzession und Bahnschwankungen der Erde, und evtl. auch der Sonnen- Pulsationen. Diese harmonischen Schwingungen ergeben eine Art Schwebung. In Abhängigkeit davon entsteht ein Sägezahn - Muster für das Verreisungsvolumen der Erde, vergleichbar dem täglichen Temperaturverlauf, als langsamer Aufbau, schneller Abbau des Eises.

In der Eiszeit selbst lagen die Kontinentalschelfe frei, bis zu 150 Meter tief, so tief wie das Meer sank, und das ist kein Zufall: Die Kontinentalschelfe sind durch die ständige Brandung des steigenden und fallenden Meeresspiegels allmählich freigespülte Kontinentalbereiche, flachgespült ähnlich wie Atolle; unterschiedlich breit, von 150 Kilometer bis null (sehr steile Kontinentalränder haben keine, bspw. in Florida). Im Nordatlantik sind sie sogar bis zu 750 Meilen weit. Es gibt auf ihnen auch Flußtäler (heutige Unterwasserlandschaften). Auch sie sinken unter dem Wasserdruck ab. Der Meeresspiegel war um etwa 120 Meter gesunken, weil die entsprechende Menge an Wasser im Eis gebunden war.

Wenn aber so viel Wasser im Eis gebunden war, wie salzig war da der Ozean? Und welche Auswirkungen hatte das auf das Leben darin? Na? Wuff.

Pflanzen wachsen nur im Schelf, und auch die meisten Fische leben im Schelf, im Flachwasser. Ihre Schwimmblase dient auch dem Luftvorrat (wurde sie eventuell zur Lunge?). Der Tiefseeboden (hauptsächlich aus rotem Ton) ist dagegen seit drei Milliarden Jahren dunkel und kalt; die Tiefseetiere leben von dem, was von oben herunter geregnet kommt. Wasserhaltige Tiere ohne Luftblase sind druckunempfindlich.

Staub

Staub wird weit umhergeblasen.

     

    

In den Wüstengegenden in Afrika oder Asien trocknet die Erde aus und der fruchtbare, mineralhaltige, aber auch schwermetallhaltige Staub wird vom Wind abgetragen. Übrig bleibt reiner, sauberer, unfruchtbarer Sand, vom Wind zu umhergeweht und zu riesigen Dünen aufgehäufelt... und nackter Fels, teilweise plan geschliffen wie ein Spiegel. Der Sand in den Dünen sammeln sich wie Wasser immer an der tiefsten Stelle; deshalb gibt es dort, wo es Dünen gibt, auch Wasser.

Bis in die Karibik und ins Mississippi- Becken hinein hat Saharastaub zur Bodenbildung beigetragen. Der Regenwald im Amazonas wird durch den Staub aus der Sahara gedüngt. Es wachsen ihnen "Aufsitzer" (Bromelien, Orchideen etc) auf den Zweigen, welche die Mineralien des Staubs, der vom Regen aus dem Himmel gewaschen wird, herausfiltern. So wird auch der Urwald von Hawaii durch den Staub der 10000 km entfernten Takla Makan-Wüste in West-China gedüngt. Auch der manchmal meterdicke, fruchtbare Lößboden in China wird vom Wind herangeweht.

Auf dem Weg zum Amazonas düngt der Staub der Sahara auch noch den Golfstrom und sorgt für das Planktonleben darin- eher ungewöhnlich in sonst eher klaren (= kargen) tropischen Gewässern. So wurde Düngung mit Eisenstaub wegen dem damit verbundenem Planktonwachstum schon als Maßnahme gegen den Treibhauseffekt empfohlen, da dieses den Kalk aus dem CO2 bindet. Andererseits führt eine Überdüngung der Meere auch zu Algenwachstum, und das wiederum führt zu Korallensterben; Korallen überleben nur in kargen Gewässern. Die Regenwälder in Südostasien und Afrika bekommen reines Wasser, da ihnen keine Kontinentalwüste als Staublieferant zur Verfügung steht.

Wo sie Wasser bekommt, ist auch die Wüste fruchtbar - wenn der fruchtbare Staub nicht weggeweht wird. So beispielsweise in Nordamerika im Bereich der Rocky Mountains, den windfangenden Berge quer zur Windrichtung.

Aber auch hierzulande düngte der Staub der Landstraßen über die Blätter früher die Bäume, und neutralisierte darüber hinaus den durch Verbrennungs-Vorgänge gesäuerten Regen. Seit Teerung der Landstraße fehlt den Bäumen dieser Eintrag. Könnte der fehlende Staub in der Atmosphäre evtl. Allergien verursachen?

Salz bindet Staub auf den Straßen: Salz und Tonschlick wird fest. So hat man sie früher gesalzen. Beim Auslaugen durch Regen wird er wieder flüssig; Erdrutsch ist die Folge. Ähnliches gilt für Salz und Sand, u.a. am Meer.

Das Gesamtsystem Erde

Der Sonnenwind, und damit sein Einfluß auf die Atmosphäre, sowie die Intensität der UV - Strahlung auf die Erde wird durch das Magnetfeld der Erde abgebremst. Dieses schwankt in seiner Intensität und Pol-Richtung mehr oder weniger periodisch in Millionen von Jahren.

Die Erde erwärmt sich seit langem, lange vor der Industrialisierung - und das mit etwa 5 bis 15 mal der Auswirkung von CO2 seit der Eiszeit; aber besonders auch durch menschliche Aktivitäten seit Entdeckung des Feuers, wie Abholzungen, Niederbrennen, Land- und Weidewirtschaft schon in der Steinzeit. Und es beschleunigt sich: Bereits 1944 wurde vom extremen Schwund der Gletscher in den deutschen Alpen berichtet.

Die Zerstörung des Urwaldes erzeugt jährlich mehr CO₂ als die Verbrennung von fossilen Treibstoffen; die entstehenden Ackerflächen verbrauchen aber nur einen Bruchteil des CO₂ des vormaligen Urwalds. Darüber hinaus fehlen sowieso 1/3 bis 1/4 des CO₂ in der Bilanz.

Inzwischen ist die Luft, die dem Auspuff eines Autos entströmt, sauberer als die eingesaugte; Autos sind mobile Luftreinigungsmaschinen geworden - so in etwa. Das gilt vielleicht nicht für Diesel. Wurde die Welt dadurch besser?

Rund um den Globus produzieren Gewitter aus den Stickstoff der Atmosphäre rund vierzig mal mehr Stickoxide als alle Verbrennungsmotoren der Welt zusammen. Ohne diese - und dem Kohlendioxid aus allen Verbrennungs- und Verwesungsvorgängen - würden sämtliche Pflanzen eingehen. Und deshalb wachsen Bäume in den Innenstädten und entlang den Autobahnen so gut; bis in den Himmel: es düngt sie. Noch. Inzwischen fehlen darin die Stickoxide. Wuff.

Die Erde ist bezüglich der Energie ein offenes System. Bezüglich der Rohstoffe ist sie geschlossen.

Energetisch und entropisch gesehen, ist die Erde relativ stabil - solange einfallende und abgestrahlte Energiemengen sich nicht groß ändern. Seltsamerweise erzeugt der Energiedurchsatz dabei Ordnung, also verkehrte Entropie. Wuff.

Und noch etwas ist seltsam: Die Wärmezufuhr aus dem Erdinneren liegt bei nur 0,1 Watt pro Quadratmeter; der Eintrag der Sonnenenergie von außen liegt bei etwa 100 Watt pro Quadratmeter (Energiebilanz).


Meßfehler:

Städte sind immer etwas wärmer als umgebende Land, durch die Industriewärme und die Wärmespeicherkapazität von Asphalt. Wetterstationen sind daher ideal auf Berggipfeln, zeigen dann aber die Verhältnisse im Tal nicht an.

Auch die Temperaturspreizung ist ein wichtiger Faktor: So bleibt die mittlere Temperatur gleich, wenn die Winter kälter und gleichzeitig die Sommer wärmer werden.

Eisbohrkerne aus der Arktis wie der Antarktis zeigen in den letzten 10.000 Jahren kurze, scharfe Wärmespitzen in abnehmender Stärke. Zunächst vor 8000 Jahren, dann das menorisches Klimaoptimum vor 3000 Jahren, das römische Klimaoptimum vor 2000 Jahren und das mittelalterliche Klimaoptimum vor 900 Jahren.

Nun ja - wobei man sich fragen kann, wieso es denn Eisbohrkerne gibt, aus einer Zeit, wo sich keine Eis gebildet hat. Und auch sonst stimmen die verschiedenen Temperaturkurven nur sehr vage überein. Eigentlich kaum. Aber auf die drei historischen Wärmespitzen haben sich die Menschen als tatsächlich gegeben geeinigt. Wuff.


Vor 5000 Jahren wurde also ein Mann in den Alpen im Gletscher eingeschlossen, der erst vier Warmzeiten später, in der jetzigen nämlich, freigegeben wurde; es ist also klar, daß der entsprechende Gletscher über die vorherigen drei Warmzeiten hin weg existierte - heute aber nicht mehr, obwohl es angeblich heute viel kälter ist als damals. Wie geht das zusammen? Hängt es mit der Wärmekapazität und Trägheit des System zusammen? Kurios.

Wasser und Eis, Temperatur und Erwärmung - globale Erwärmung und Klimakatastrophe

Natürlich sagt eine Temperaturerhöhung wenig aus, eine Durchschnittstemperatur noch weniger.
Darum heißt es ja auch nicht globale Temperaturerhöhung Delta t, sondern globale Erwärmung Delta w.

Wenn man ein Glas Wasser mit Eis auf einen Ofen stellt, erwärmt es sich auch, ohne daß sich dessen Temperatur erhöht - wenigstens so lange nicht, wie das Eis schmilzt. Dann aber nachhaltig.

Erstarrt ein Liter Wasser bei Null Grad Celsius zu Eis, wird dabei ebensoviel Wärme frei, wie man braucht, um einen Liter Wasser von Null Grad auf 80 Grad Celsius zu erhitzen. Um einen Liter vereistes Wasser von Null Grad Celsius nur zu verflüssigen (zu schmelzen), wird also ebensoviel Sonnen-Wärme benötigt, wie es braucht, um diesen Liter Wasser anschließend von Null Grad auf 80 Grad Celsius zu bringen - etwa 330.000 Joule.


Oder andersherum:

Die Sonnenwärme, die einen Liter vereistes Wasser von Null Grad Celsius zum schmelzen bringt, genügt, um diesen Liter Wasser anschließend von Null Grad auf 80 Grad Celsius zu bringen...

Das ist die lebensrettende Pufferwirkung des antarktischen und arktischen Eisschildes und der Gletscher. So lange - und nur so lange - es ausreichend flüssiges und festes Wasser auf diesem Planeten gibt, ändert eine Änderung der Wärmemenge grundsätzlich nicht die Temperatur, sondern die Eismenge, wobei Delta w umgekehrt proportional zu Delta Eis.


In anderen Worten:

Die fehlende Temperaturerhöhung täuscht darüber hinweg, daß die Erde sich erwärmt - bis die Gletscher und Eisschilder geschmolzen sind.

Dann geht's los. Ohne Rückfahrkarte. Eine anthropogene Abkühlung gibt es nicht - außer vielleicht durch "Chemtrails". Wer weiß...


Wuff.



Tage und Jahreszeiten:


Die Jahreszeiten sind ungleich lang - das Sommerhalbjahr dauert auf der Nordhalbkugel länger als auf der südlichen Erdhälfte, da die Planeten in kreisähnlichen Ellipsen um die Sonne kreisen. Diese ist dabei in einer von zwei Brennpunkten, um die sich die Planeten bewegen. Weil die Erde Anfang Januar ihren sonnennächsten Punkt erreicht, bewegt sie sich in der kalten Zeit des Jahres schneller um die Sonne als im Sommerhalbjahr.

Die Länge der Jahreszeiten ist wegen der unterschiedlichen Bahngeschwindigkeit der Erde nicht gleich. Der Frühling dauert auf der Nordhalbkugel 92 Tage, 18 Stunden, der Sommer 93 Tage, 16 Stunden, der Herbst 89 Tage, 20 Stunden, der Winter nur 89 Tage.

Die Erde bewegt sich wegen der elliptischen Erdumlaufbahn und der Neigung der Erdachse ungleich schnell um die Sonne, so daß die Mittagszeit zwischen 2 Hauptextremwerten liegt: um den 11. Februar (gegenwärtig -14 min. 14 s) und um den 3. November (gegenwärtig +16 min. 26 s); aber die Erddrehung selber bleibt relativ konstant.

 Während einer Tages-Umdrehung (Rotation) läuft die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne fast einen Bogengrad weiter (360 Grad in 365 Tagen). Da beide Kreisbewegungen gleichen Drehsinn haben, muß sich die Erde um ebenfalls einen Grad über die volle Umdrehung hinaus weiter drehen (auf ihrer Bahn abrollen), bis die Sonne wieder durch den Meridian geht. Dies benötigt im Mittel etwa 4 Minuten. Nicht notwendig, aber fein!

- Die Babylonier machten die Zahl 60 zur Grundlage ihrer Mathematik; die Zahl 60 läßt sich am leichtesten durch möglichst viele Zahlen teilen. Warum ist das so? Siehe Geometrie...

- Es ist ein Unterschied, ob man die gleichmäßige Dauer eines Zeitablaufs messen will (z.B. mit gleichmäßigen Wassertropfen) oder die gleichmäßige Einteilung der Zeit (einer vorgegebenen Dauer). Beide müssen aber zu einander in die Beziehung gebracht werden, in der sie Naturgemäß stehen.

- Daß die Uhren sich "im Uhrzeigersinn" drehen, ist der Tatsache zu verdanken, daß auf der Nordhalbkugel die Sonne auf einer Sonnenuhr (also der Schatten an einem Stab) so wandert; auf der Südhalbkugel wäre es andersherum.

In der Gregorianischen Kalenderreform von 1582 wurde angeblich der gesamte christliche Kalender um zehn Tage verschoben, so daß die Eisheiligen eigentlich zehn Tage später eintreten als im heutigen Kalender angezeigt: Nicht Mitte Mai, sondern Anfang Juni.

Frage: lag das Fest Christi Geburt dann früher um Neujahr herum?

Inseln

Tagsüber erwärmt sich das Land schneller als das umgebende Meer; wenn die Insel groß genug ist, entsteht über ihr ein feuchter Aufwind, der sich in größerer Höhe genügend abkühlt, um eine weithin sichtbare Regenwolke zu bilden; ein Zentralgebirge verstärkt diesen Effekt.

Inselgruppen und Inseln, die von flachem Meer, Sandbänken und Lagunen umgeben sind, sind nicht aus dem Wasser emporgestiegen und über Korallen in die Breite gegangen, sondern Reste von der Brandung abgeschliffener und auf knapp unter Meeresspiegel eingeebneter ehemaliger Landschaften. Sie werden dadurch kleiner, nicht größer. An (steilen) Unterwasser- Hängen kann sich keine Korallenlagune halten; sie würde als Ring einen Überhang bilden müssen, sobald sie in die Breite wächst, da sie nur knapp unter dem Wasser wachsen kann. Kalkriffe und ehemalige Kalkriffe sind tektonisch emporgedrückte Plankton- Sedimente.

Tot oder lebendig

Das Leben ist keinem Lebewesen gleichgültig, aber jedes einzelne Lebewesen ist dem Leben gleichgültig. Daher die Furcht vor dem Leben (und dem Tod) und wenn es hochkommt, die Ehrfurcht, und dazwischen die Auseinandersetzung damit: Herrschaft oder Unterwerfung. Wuff.

Zwar ist das Leben ein materieller Vorgang: Struktur, Energiedurchsatz und Stoffwechsel, also im wesentlichen chemische und physikalische Vorgänge, wie sie auch in der unbelebten Natur vorkommen, bilden seine Grundlage. Aber das Leben ist eben mehr als das. Physikalische und chemische Vorgänge enden, sobald ein Gleichgewicht zwischen inneren und äußeren Zuständen erreicht ist, und sind prinzipiell beliebig oft umkehrbar und/oder wiederholbar. Das Leben ist weder wiederholbar noch umkehrbar und an sich nie beendet. Eben deshalb, sonst wäre es ja tot.

Kristalle müssen gesättigt sein, wenn sie wachsen sollen, das Leben darf es nicht sein; dann ist es tot. Das Leben ist wie eine ansteckende Krankheit oder ein besonderer Zustand der Materie, der sich selbst zu erhalten sucht, und alles Leben ein Teil dieses Zustandes; und, wahrscheinlich, dienen auch diese dazu, es zu erhalten, ohne Rücksicht auf sich selbst. Und so gibt das ungesättigte Leben Wissen weiter, erst innerhalb der Körper und Gene, dann außerhalb.

Spiegelung

Es gibt, nebenbei, im Universum kein oben und unten, sehr wohl aber ein rechts und ein links, die nicht ineinander überführt werden können (eine rechte Hand kann nicht zur linken Hand werden); das gilt auch für Moleküle, insbesondere komplexe organische. Das Leben ist asymmetrisch, wie Louis Pasteur fand. Und es gibt ein innen und außen.

Steht deshalb die Spiegelschrift nicht auf dem Kopf? Bzw. warum steht deshalb die Spiegelschrift nicht auf dem Kopf? Welche Hand hebt das Spiegelbild? Vielmehr: warum kann man diese unterscheiden? In einer Spiegelung werden scheinbar rechts und links vertauscht, aber nicht oben und unten - es sei denn, der Spiegel liegt flach auf der Erde. Dann ist es anders:

Fata Morgana

Der Begriff "Fata Morgana" ist nicht arabisch, sondern europäisch und bedeutet "Ein Werk (der Fee) Morgana". Im hohen Norden spiegeln sich die Fata Morganen im Gegensatz zu denen in der heißen Wüsten an der kalten Inversionsschicht nach unten und stehen deshalb auf dem Kopf. Manchmal werden so Küsten gespiegelt, die sich noch unter dem Horizont und hunderte Kilometer entfernt befinden, und könnten Seefahrer im Norden so auf den rechten Weg gelockt haben. Manchmal entsteht darüber noch eine aufrechtes Spiegelbild an einer weiteren Luftschicht; diese "Geisterschiffe" oder "Fliegende Holländer" waren tatsächlich Vorboten für lebensgefährliche Stürme.

Andererseits werden auch im Norden durch Luftspiegelungen an wärmeren Schichten über dem Meer in die Höhe gezogene "Ungeheuer" aus Steinen und Tieren am Horizont erzeugt und könnten so zu der Legende von Ungeheuern am Rande der Weltscheibe beigetragen haben.

In der Wüste sieht die wabernde Luftschicht aus wie Wasser, und sie kann das verbergen, was hinter ihr ist. Obwohl der Blick abends und morgens in absoluter Klarheit von Horizont zu Horizont reicht, kann man in der Sinai- Wüste am Roten Meer um die Mittagszeit nicht mehr als einige hundert Meter weit sehen. Die Schlieren und Spiegelungen der erhitzten Luft verhindern dieses.

Es ist dadurch tatsächlich so, daß jemand, der sich ganz aufrecht gehend von einem Beobachter entfernt, bereits nach sehr kurzer Distanz allmählich von einer wabernden Wand verschluckt wird, wobei er zuerst ins groteske und riesenhafte verzerrt wird, bevor er sich ganz auflöst; oder umgekehrt. In anderen Worten: wenn ein Mensch einen anderen in der Sinai- Wüste verfolgt, läuft er in flachem, völlig offenem Gelände zur Mittagszeit einfach an diesem vorbei, wenn er ihn nur um wenige hundert Meter verfehlt; und zwar schlicht deshalb, weil er den anderen nicht sehen kann, auch wenn er ihm eigentlich ins Gesicht starrt. Man hat darüber hinaus den Eindruck, daß man, obwohl in völliger Trockenheit, ringsum von Wasser umgeben ist, wo man auch geht und steht.

Und so gingen die Kinder Israel trocknen Fußes durch ein geteiltes Meer, immer dem alten Mann mit dem erhobenen Stab hinterher, durch die Luftspiegelung für ihre Verfolger unsichtbar. Jedenfalls ist es besser, als Verfolger mit so einer Geschichte als Meldung vor dem Herrscher aufzulaufen als selbst geköpft zu werden. Wuff.

Also sprach ein politisch inkorrekter 'Rechtsradikahler': (links hatte er wohl noch Haare...)

"Die Erde ist eine Träne im Weltall"

Die Genesis auf Griechisch: Die Wahrheit läßt die Welt entstehen, sie ist durch Ordnung gut wie schön.

Und das Besondere daran: Wenn diese Werte, das Wahre, Gute und Schöne, nicht mehr objektiv und absolut gesehen werden, werden sie subjektiv - und damit relativ. Die Menschen können sich auf nichts mehr einigen, und ihre Gesellschaft zerfällt.

Wuff.

Höhe über NN: bis zu 3000 m