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 CO
2- 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 (CO
2),
Methan (CH
4),
Distickstoffoxid (N
2O)
und die
Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW).
Zum Verständnis dieses Problemkreises ist zunächst einmal
eine Definition des Treibhauseffektes vorzunehmen.
Wasserdampf,
Kohlendioxid und andere sogenannte Spurengase wie
Distickstoffoxid
(N
2O),
Ozon (O
3) und
Methan (CH
4),
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 CO
2
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 O
2 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 O
2 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 CO
2 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 CO
2- Menge ausgereicht. Im Gestein ist etwas etwa
daß 100.000-fache enthalten.
Das heute im Carbonatgestein gebundende CO
2 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 CO
2- Gehalt verlaufen relativ synchron. In
warmem Wasser wird weniger CO
2 gebunden - und weniger O
2.
In Eiszeiten reichert sich andererseits die Atmosphäre mit CO
2
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 CO
2- 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 CO
2 oder
Methan: die Erde eine kalte Wüste.
Der CO
2- und CH
4- 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:
- 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):
- 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.
- Aufbau von Zucker und Zellulose (Kohlenhydrate, CHx)
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% H
2O und 20% CO
2,
N
2, CH
4, NH
3, H
2, H
2S
-
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 O
2 nicht
überlebt - die notwendigen Reaktionen wären nicht
abgelaufen: sie konnten sich nur in der Sauerstoff- freien
Uratmosphäre bilden.
Auch durch die Aufspaltung von Wasserdampf (H
2O) zu H
2
und O
2 in der Atmosphäre und das Fortblasen des H
2
wurden erst Eisen (Fe) und auch andere Stoffe wie NH
3, CH
4,
usw. durch O
2 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 O
2- Konzentration
blieb deshalb gering. Als sie nach dem Aufbrauchen des Eisens anstieg,
übernahmen die Urtiere dessen Verbrauch zum Verbrennen der
photosynthetisierten Biopolymere.
Freies O
2 gibt es deshalb erst seit etwa
700
Millionen Jahren; danach auch O
3 (Ozon). Die harten
UV - Strahlung erzeugen das Ozon durch das Spalten des Sauerstoffs
in der Atmosphäre, O
2; 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 CO
2;
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 O
2 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 O
2
(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 O
2
verbrauchten).
Im
Karbon gab es die größte Masse an Pflanzen auf
der Erde. Die Menge an abgetrennten O
2 entspricht dabei
der
Menge an sedimentiertem Kohlenstoff C in der Erde;
das ist die
wichtige Formel - nicht die Bindung von CO
2 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 O
2 - 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 CO
2
als die Verbrennung von fossilen Treibstoffen; die entstehenden
Ackerflächen verbrauchen aber nur einen Bruchteil des CO
2
des vormaligen Urwalds. Darüber hinaus fehlen sowieso
1/3
bis
1/4 des CO
2 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 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.