Kohlenstoffzyklus

{{#if: beschreibt den Kohlenstoffzyklus auf der Erde. Zu dem Prozess, mit dem Sterne Energie erzeugen, siehe CNO-Zyklus.

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Unter Kohlenstoffzyklus oder Kohlenstoffkreislauf versteht man das System der chemischen Umwandlungen kohlenstoffhaltiger Verbindungen in den globalen Systemen Lithosphäre, Hydrosphäre, Erdatmosphäre, Biosphäre und Pedosphäre sowie den Austausch dieser Verbindungen zwischen diesen Erdsphären. Die Kenntnis dieses Kreislaufs einschließlich seiner Teilprozesse ermöglicht es unter anderem, die Eingriffe des Menschen in das Klima und damit ihre Auswirkungen auf die globale Erwärmung abzuschätzen und angemessen zu reagieren.

Systembetrachtung

Datei:Carbon cycle-cute diagram-german.svg

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Das System „Erde“ wird als geschlossenes System betrachtet. Zufuhr von Kohlenstoff beispielsweise durch Meteorite oder kernchemische Vorgänge und Verlust von Kohlenstoff beispielsweise durch Raumfahrt werden dabei außer Acht gelassen. Unter dieser Bedingung kann man den Gesamtkohlenstoffgehalt des Systems „Erde“ als konstant betrachten.

Datei:Kohlenstoffzyklus elemente.svg

Schematische Darstellung der Begriffe

{{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Der Kohlenstoffzyklus des Systems Erde gliedert sich in die fünf Teilsysteme Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre, Biosphäre und Pedosphäre. Im Erdsystem Kryosphäre, also der Gesamtheit aller Eismassen des Planeten, ist nur wenig Kohlenstoff in Form von fossilem CO₂ vorhanden. Sie enthalten alle Kohlenstoff in unterschiedlichen Formen. Unter diesem Aspekt können sie als Kohlenstoffspeicher verstanden werden. (Statt Kohlenstoffspeicher sagt man auch Kohlenstoffreservoir oder Kohlenstoffpool.<ref>Der IPCC versteht in seinem fünften Sachstandsbericht unter einem Reservoir nur Hydro-, Litho-, Bio- und Pedosphäre, nicht jedoch die Atmosphäre; mit einem Pool kann jede der fünf Sphären gemeint sein (siehe IPCC AR5, WG III, Annex 1, Glossary).</ref><ref name="ipcc2014Glossary">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>) Ein solcher Speicher hat eine Speicherkapazität und einen gespeicherten Kohlenstoffvorrat.<ref>Manchmal wird der Kohlenstoffvorrat auch Kohlenstoffpool genannt, siehe z. B. {{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Ein Kohlenstoffspeicher ist durch die Speicherformen des Kohlenstoffs charakterisiert. So speichert die Lithosphäre Kohlenstoff unter anderem in Form von Carbonatgesteinen (Kalkstein), die Biosphäre in Form organischer Kohlenstoffverbindungen sowie in Kalkskeletten der Tiere.<ref name=":2">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Zwischen den Kohlenstoffspeichern gibt es {{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Kohlenstoffflüsse (auch Kohlenstoff-Fluxe). Wichtige Kenngrößen, die sich aus den Flüssen ergeben, sind Verweildauer im Speicher und die pro Zeitspanne zu- und abfließenden Mengen an Kohlenstoff (Flussraten).

Gibt ein Speicher (S₁) pro Zeitspanne mehr Kohlenstoff an einen anderen Speicher (S₂) ab, als er aus diesem aufnimmt, handelt es sich bei S₁ um eine {{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Kohlenstoffquelle in Bezug auf S₂, während S₂ eine Kohlenstoffsenke ist. Im Zusammenhang mit dem Kohlenstoffzyklus ist das {{#invoke:Vorlage:Anker|f |errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Anker |errHide=1}}Kohlenstoffbudget, auch Kohlenstoffbilanz<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>, eine budgetmäßige Aufstellung der Zu- und Abflüsse eines Kohlenstoffspeichers.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:carbon budget|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=carbon budget}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://glossary.ametsoc.org/wiki/Carbon_budget%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=carbon budget}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://glossary.ametsoc.org/wiki/Carbon_budget}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=carbon budget}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Meteorology GlossaryAmerican Meteorological Society{{#if: 2016-09-07 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Die hier skizzierten Begriffe werden in der Biogeochemie allgemein für beliebige Speicher und auch für andere Stoffkreisläufe als den des Kohlenstoffs verwendet.<ref>Siehe zum Beispiel {{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:sink|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=sink}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://glossary.ametsoc.org/wiki/Sink%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=sink}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://glossary.ametsoc.org/wiki/Sink}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=sink}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Meteorology GlossaryAmerican Meteorological Society{{#if: 2016-09-07 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Flussraten können sich ändern. Beispielsweise wird damit gerechnet, dass die relative Aufnahmefähigkeit der Ozeane mit zunehmender CO₂-Konzentration in der Atmosphäre abnimmt.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Gruber, N., D. Clement, B. R. Carter, R. A. Feely, S. van Heuven, M. Hoppema, M. Ishii, R. M. Key, A. Kozyr, S. K. Lauvset, C. Lo Monaco, J. T. Mathis, A. Murata, A. Olsen, F. F. Perez, C. L. Sabine, T. Tanhua, and R. Wanninkhof|Gruber, N., D. Clement, B. R. Carter, R. A. Feely, S. van Heuven, M. Hoppema, M. Ishii, R. M. Key, A. Kozyr, S. K. Lauvset, C. Lo Monaco, J. T. Mathis, A. Murata, A. Olsen, F. F. Perez, C. L. Sabine, T. Tanhua, and R. Wanninkhof: }}{{#if:|{{#if:Der Ozean als Senke für menschgemachtes Kohlendioxid|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Der Ozean als Senke für menschgemachtes Kohlendioxid}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.geomar.de/news/article/der-ozean-als-senke-fuer-menschgemachtes-kohlendioxid%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Der Ozean als Senke für menschgemachtes Kohlendioxid}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.geomar.de/news/article/der-ozean-als-senke-fuer-menschgemachtes-kohlendioxid}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Der Ozean als Senke für menschgemachtes Kohlendioxid}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel2019{{#if: 2022-01-19 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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So tauschen beispielsweise die terrestrische Biosphäre und die Atmosphäre im Jahresverlauf ihre Rollen: Im nordhemisphärischen Winter ist die Biosphäre für die Atmosphäre eine Kohlenstoffquelle, im nordhemisphärischen Sommer wird sie zur Senke. Denn auf der Nordhalbkugel befindet sich erheblich mehr Vegetation in deutlichem Abstand zum Äquator als auf der Südhalbkugel (z. B. borealer Nadelwald, gemäßigter Regenwald). Sie betreibt im Winter kaum Photosynthese, weil es zu kalt ist und das Licht fehlt. Global betrachtet gibt deshalb die gesamte terrestrische Biosphäre im nordhemisphärischen Winter mehr CO₂ ab, als sie aufnimmt. Dieser natürliche Rollenwechsel zeigt sich im halbjährlichen Auf und Ab der Keeling-Kurve, die den CO₂-Gehalt der Atmosphäre darstellt.<ref name="USDE">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Carbon Cycling and Biosequestration|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Carbon Cycling and Biosequestration}}]{{#if:PDF, 15,8 MB| (PDF, 15,8 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://genomicscience.energy.gov/carbon-cycling-and-biosequestration/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Carbon Cycling and Biosequestration}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://genomicscience.energy.gov/carbon-cycling-and-biosequestration/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Carbon Cycling and Biosequestration}}}}]}}{{#if:PDF, 15,8 MB| (PDF, 15,8 MB{{#if:Report from the March 2008 WorkshopGenomic Science ProgramDezember 20088{{#if: 2022-04-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Aber auch durch menschliche Eingriffe können aus Kohlenstoffsenken Kohlenstoffquellen werden: In einem gesunden Moor mit ausreichend hohem Grundwasserspiegel versinken Pflanzen, die bei ihrem Wachstum CO₂ aus der Atmosphäre entnommen haben. Dort verrotten sie nicht, weil der Sauerstoff fehlt. Langfristig entsteht aus ihnen Torf und später Braunkohle. Das Moor ist eine Kohlenstoffsenke in Bezug zur Atmosphäre. Wird aber der Grundwasserspiegel durch Drainagen abgesenkt oder gar Torf abgebaut, dann gerät Luft an das organische Material und es verrottet, CO₂ wird frei. Aus der Kohlenstoffsenke ist eine Kohlenstoffquelle geworden. Alleine aus den trockengelegten Mooren Deutschlands entweichen jährlich 45 Millionen Tonnen CO₂.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Moore mindern CO2|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Moore mindern CO2}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.bundesregierung.de/breg-de/aktuelles/moore-mindern-co2-435992%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Moore mindern CO2}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.bundesregierung.de/breg-de/aktuelles/moore-mindern-co2-435992}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Moore mindern CO2}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Presse- und Informationsamt der Bundesregierung2014-08-14{{#if: 2022-01-19 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Kohlenstoffspeicher

Kohlenstoff ist im Universum und auf der Erde ein relativ seltenes Element (Prozent-Angaben bedeuten Atomzahlenverhältnisse):<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Elementhäufigkeit|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Elementhäufigkeit}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.spektrum.de/lexikon/physik/elementhaeufigkeit/4241%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Elementhäufigkeit}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.spektrum.de/lexikon/physik/elementhaeufigkeit/4241}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Elementhäufigkeit}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:spektrum.deSpektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

          | )
          | {{#if:{{#ifeq:de|de||{{#if:de|1}}}}| ; 
              | )}}}}}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:https://www.spektrum.de/lexikon/physik/elementhaeufigkeit/4241%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=https://www.spektrum.de/lexikon/physik/elementhaeufigkeit/4241}}%7C%7C URL ungültig}}}}{{#if:Elementhäufigkeit|{{#if:{{#invoke:WLink|isValidLinktext|1=Elementhäufigkeit|lines=0}}|| Linktext ungültig}}}}{{#if: spektrum.de| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=spektrum.de}}}}{{#if: Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH| Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH{{#if: |,|{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: | {{#if:{{#invoke:DateTime|format|{{{datum}}}|noerror=1}}
            |{{#invoke:DateTime|format|{{{datum}}}|T._Monat JJJJ}}
            |{{#invoke:TemplUtl|failure|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, datum={{{datum}}}|class=Zitationswartung}} }}{{#if: |,|{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: | S. {{{seiten}}}{{#if: |,|{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: {{#invoke:TemplUtl|faculty|}}| {{#if:Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH|{{#if:|archiviert|ehemals}}|{{#if:|Archiviert|Ehemals}}}} {{#if:|vom|im}} Vorlage:Referrer{{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}| (nicht mehr online verfügbar)}}{{#if: | am {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}|{{{archiv-datum}}}{{#if:125283||(?)}}}}}}{{#if: 2022-04-15|;}}}}{{#if: 2022-04-15| {{#if:Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|abgerufen|Abgerufen}} {{#switch: {{#invoke:Str|len| {{#invoke:DateTime|format| 2022-04-15 |ISO|noerror=1}} }}
       |4=im Jahr
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       |#default={{#invoke:TemplUtl|failure|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, abruf=2022-04-15|class=Zitationswartung}} }} {{#invoke:DateTime|format|2022-04-15|T._Monat JJJJ}}
    | {{#invoke:TemplUtl|failure|1=Vorlage:Internetquelle | abruf=2026-MM-TT ist Pflichtparameter}} Vorlage:Internetquelle | abruf=2026-MM-TT ist Pflichtparameter}}{{#if:{{#ifeq:de|de||{{#if:de|1}}}}|{{#if:spektrum.deSpektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
       |  (
       | {{#if: | |  (}}
       }}{{#ifeq:{{#if:de|de|de}}|de||
          {{#invoke:Multilingual|format|de|slang=!|split=[%s,]+|shift=m|separator=, }}}}{{#if: |{{#ifeq:{{#if:de|de|de}}|de||, }}{{{kommentar}}}}})}}{{#if: {{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}} }}de|{{#if: |: {{
 #if: 
 | „{{
     #ifeq: {{#if:{{#if: {{#invoke:templutl|faculty|}}|de-ch|de}}|{{#if: {{#invoke:templutl|faculty|}}|de-ch|de}}|de}} | de
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         |1={{#if: 
              | {{#invoke:Vorlage:lang|flat}}
              | {{#invoke:Vorlage:lang|flat}} }}
         |2={{#if: {{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|de-CH|de}}
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}}{{#if:

   |  (<templatestyles src="Person/styles.css" />{{#if:  | :  }}{{#if:  | , deutsch: „“ }})
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       | {{#if:  |  (deutsch: „“) }}
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}}{{#if: {{{zitat}}}

   | {{#if: 
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           | Vorlage:": Text= und 1= gleichzeitig, bzw. Pipe zu viel }} }}
   | Vorlage:": Text= fehlt }}{{#if:  | {{#if: {{#invoke:Text|unstrip|{{{ref}}}}}
             | Vorlage:": Ungültiger Wert: ref=
             | {{{ref}}} }}

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Häufigste Elemente im Universum: Wasserstoff (92,7 %) und Helium (7,2 %), (Kohlenstoff dagegen nur 0,008 %)
Häufigste Elemente der Erdkruste: Sauerstoff 49 %, Eisen 19 %, Silicium 14 %, Magnesium 12,5 % (Kohlenstoff dagegen nur 0,099 %)
Häufigste Elemente im menschlichen Körper: Wasserstoff (60,6 %), Sauerstoff (25,7 %) und Kohlenstoff (10,7 %)

Die globale Kohlenstoffmenge beträgt 75 Millionen Gt.<ref name="pdn2004">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Atmosphäre

In der Atmosphäre befanden sich mit Stand 2017 ca. 850 Gt Kohlenstoff. Das sind rund 0,001 % des globalen Gesamt-Kohlenstoffes. Die Atmosphäre und die Biosphäre sind die kleinsten Kohlenstoffspeicher. Der Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre reagiert also auf Änderung der Flussraten besonders empfindlich. Aufgrund biochemischer Vorgänge weist die Atmosphäre jedoch die höchsten Kohlenstoff-Flussraten auf und ist damit Bestandteil der kurzfristigen Kreisläufe.

Die mengenmäßig dominierende Kohlenstoffverbindung (und Abbauprodukt weiterer Spurengase) ist das Kohlenstoffdioxid (CO₂). Da durch die Verbrennung fossiler Energieträger seit Beginn der Industrialisierung den Stoffflüssen in der Umwelt zuvor langfristig gebundener Kohlenstoff als CO₂ hinzugefügt wird, steigt die Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre. Sie betrug 426 ppm (Stand Jan. 2025)<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:NOAA|NOAA: }}{{#if:|{{#if:Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO₂) – Mauna Loa Monthly Averages|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO₂) – Mauna Loa Monthly Averages}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/graph.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO₂) – Mauna Loa Monthly Averages}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/graph.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO₂) – Mauna Loa Monthly Averages}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Global Monitoring LaboratoryNational Oceanic and Atmospheric Administration2025-02-07{{#if: 2025-02-16 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Insgesamt wurden seit Beginn der Industrialisierung ca. 635 Gt Kohlenstoff (entspricht ca. 2300 Gt CO₂) durch fossile Energieträger freigesetzt, von denen etwa knapp die Hälfte in der Atmosphäre verblieb und jeweils gut ein Viertel von Ozeanen und Landökosystemen aufgenommen wurde (Stand 2019).<ref>Markus Reichstein: Universell und Überall. Der terrestrische Kohlenstoffkreislauf im Klimasystem. In: Jochem Marotzke, Martin Stratmann (Hrsg.): Die Zukunft des Klimas. Neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen. Ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. Beck, München 2015, ISBN 978-3-406-66968-2, S. 123–136, S. 125–127.</ref>

Weitere kohlenstoffhaltige Gase in der Atmosphäre sind Methan mit 1,7 ppm, das Kohlenmonoxid mit 50-200 ppb und die halogenierten Kohlenwasserstoffe mit ca. 0,7 ppb.<ref name=":2" />

Hydrosphäre

Der Begriff der Hydrosphäre wurde in der Geschichte unterschiedlich verwendet und definiert. Teilweise verstand man darunter die Gesamtheit allen irdischen Wassers in allen Aggregatszuständen. Für den Kohlenstoffkreislauf ist nur das flüssige Wasser der Erdoberfläche relevant. Denn hier finden die Flüsse kohlenstoffhaltiger Gase und anderer Materialien statt. Modernere Definitionen von Hydrosphäre beschränken sich daher auf diesen Bereich.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Hydrosphäre|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Hydrosphäre}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/hydrosphaere/7262%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Hydrosphäre}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/hydrosphaere/7262}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Hydrosphäre}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Spektrum.de{{#if: 2022-04-08 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Die Polkappen, Eisschilde und Gletscher werden als Kryosphäre bezeichnet. In ihnen ist fossiles Kohlendioxid enthalten, das nicht am Kreislauf teilnimmt. Grundwasser wird zur Lithosphäre gerechnet, das Wasser im Erdboden zur Pedosphäre. Gasförmiges Wasser, also der Wasserdampf ist das wirksamste Treibhausgas und sorgt für den natürlichen Treibhauseffekt. Es gehört zur Atmosphäre.

Lithosphäre

Die Lithosphäre umfasst die äußeren festen Gesteinsschichten der Erde und stellt mit 99,95 % des globalen Gesamtkohlenstoffs den größten Kohlenstoffspeicher dar. Aufgrund der geringen Flussraten ist die Lithosphäre Bestandteil der langfristigen Kohlenstoffkreisläufe.<ref name="pdn2004"/>

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anorganischer C in Sedimenten und daraus entstandenen Carbonatgesteinen: Calcit CaCO₃ und Dolomit CaMg(CO₃)₂	60.000.000
organischer C als Kerogen (fossile organische Stoffe, beispielsweise in Ölschiefer)	15.000.000
organischer C als Gashydrate	10.000
organischer C als fossile Brennstoffe Kohle, Erdöl, Erdgas	4.100
elementarer C in Form von Diamant und Graphit	zu vernachlässigen

Gashydrate sind Komplexe aus Wasser und Gas ohne feste chemische Verbindung. Wasser hat aufgrund der Wasserstoffbrückenbindung eine Art Gitterstruktur. Diese bietet Hohlräume oder Zwischenräume für andere Moleküle. Verschiedene Gase können diese Räume besetzen und mit dem Wasser einen räumlichen Komplex, das Gashydrat bilden. Natürliche Gashydrate bilden sich vor allem aus Methan, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff. Methanhydrate kommen auf dem Meeresboden oder in Lockersedimenten vor in einer Tiefe von 440 Meter bis 650 Meter. Nur in diesem Bereich sind die Temperatur- und Druckverhältnisse zu ihrer Bildung geeignet. Dort haben die Gashydrate dann eine feste Konsistenz.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Eckhard R. Lucius, Horst Bayrhuber, Kristin Hildebrandt, Karin Lochte, Rolf Peinert, Christiane Queisser, Ilka Parchmann, Kirsten Schlüter und Karl-Heinz Starke|Eckhard R. Lucius, Horst Bayrhuber, Kristin Hildebrandt, Karin Lochte, Rolf Peinert, Christiane Queisser, Ilka Parchmann, Kirsten Schlüter und Karl-Heinz Starke: }}{{#if:|{{#if:Der Kohlenstoffkreislauf|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Der Kohlenstoffkreislauf}}]{{#if:PDF, 9,9 MB| (PDF, 9,9 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.ipn.uni-kiel.de/de/das-ipn/abteilungen/didaktik-der-biologie/materialien-1/09_Begleittext_oL.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Der Kohlenstoffkreislauf}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.ipn.uni-kiel.de/de/das-ipn/abteilungen/didaktik-der-biologie/materialien-1/09_Begleittext_oL.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Der Kohlenstoffkreislauf}}}}]}}{{#if:PDF, 9,9 MB| (PDF, 9,9 MB{{#if:Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel200546-47{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Biosphäre

Der Begriff Biosphäre bezeichnet die Gesamtheit aller auf der Erde existierenden Lebewesen und den Raum, in dem sie vorkommen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Biosphäre|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Biosphäre}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/informationsportal-klimawandel/klimasystem/geosphaeren/biosphaere%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Biosphäre}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/informationsportal-klimawandel/klimasystem/geosphaeren/biosphaere}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Biosphäre}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG){{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Das Leben auf der Erde basiert auf der Verwendung des Elements Kohlenstoff. Im Laufe der Evolution haben die Lebewesen die Fähigkeit erworben, daraus eine große Zahl unterschiedlicher Verbindungen und Produkte herzustellen. Sie machen sich die globalen Kohlenstoffkreisläufe zu Nutze, einzelne können sogar elementaren Kohlenstoff herstellen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Mikroorganismen bilden elementaren Kohlenstoff|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Mikroorganismen bilden elementaren Kohlenstoff}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.mpg.de/17752517/mikroorganismen-bilden-elementaren-kohlenstoff%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Mikroorganismen bilden elementaren Kohlenstoff}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.mpg.de/17752517/mikroorganismen-bilden-elementaren-kohlenstoff}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Mikroorganismen bilden elementaren Kohlenstoff}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Max-Planck-Gesellschaft{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Speicherformen des Kohlenstoffs in der Biosphäre sind vor allem organische Stoffe. 90 % der Biomasse besteht aus Polysacchariden.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Nachwachsende Rohstoffe|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Nachwachsende Rohstoffe}}]{{#if:PDF, 7,5 MB| (PDF, 7,5 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.vci.de/fonds/downloads-fonds/unterrichtsmaterialien/nachwachsende-rohstoffe/textheft-inkl-arbeitsblaetter-und-experimente.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Nachwachsende Rohstoffe}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.vci.de/fonds/downloads-fonds/unterrichtsmaterialien/nachwachsende-rohstoffe/textheft-inkl-arbeitsblaetter-und-experimente.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Nachwachsende Rohstoffe}}}}]}}{{#if:PDF, 7,5 MB| (PDF, 7,5 MB{{#if:Fonds der Chemischen Industrie6{{#if: 2022-04-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Anorganische Kohlenstoffverbindungen haben nur einen geringen Anteil, beispielsweise Carbonate (in der Regel Calciumcarbonat CaCO₃). Sie dienen als Baustoff für Außenskelette bei Mollusken, Foraminiferen und Coccolithophoridae, Innenskelette aus Carbonaten bei Korallen.

Auf die Landlebewesen entfallen 700 GtC, auf die marinen Lebensformen 3 GtC. Insgesamt speichert die Biosphäre 703 GtC. Sie ist also ein kleiner Kohlenstoffspeicher. Wie bei der Atmosphäre sind jedoch die Kohlenstoff-Flüsse zu den anderen Systemen sehr lebhaft.<ref name=":6" />

Pedosphäre

Als Pedospäre bezeichnet man die oberste Schicht der globalen Landflächen. Sie besteht aus Verwitterungsprodukten der Gesteine und aus organischem Material, dem Humus. Zusammen mit Wasser und Luft bietet sie Raum für verschiedene Lebensformen. Funktionell steht sie mit allen anderen Geosphären in Verbindung.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Pedosphäre|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Pedosphäre}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/informationsportal-klimawandel/klimasystem/geosphaeren/pedosphaere%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Pedosphäre}}}}%7C[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/informationsportal-klimawandel/klimasystem/geosphaeren/pedosphaere}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Pedosphäre}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien{{#if: 2022-04-03 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Vorgänge innerhalb der Systeme

Atmosphäre

Innerhalb der Troposphäre (5 km Höhe an den Polen, 15 km am Äquator) finden intensive physikalische Transportvorgänge statt. Durch die vertikalen und horizontalen Luftbewegungen kommt es zu einer beständigen Durchmischung. Die CO₂-Konzentration in den unteren Schichten der Atmosphäre ist daher überall gleich.

Nur an Orten, die über längere Zeit hinweg vor Wind geschützt sind, kann sich CO₂ am Boden ansammeln. Beispiel: Kohlenstoffdioxidseen in Bergwerken oder in Höhlen, die in vulkanisch aktiven Gebieten liegen.

Laut IPCC-Report 2007 betrugen die laufenden CO₂-Emissionen durch Verbrennung fossiler Energieträger 1990 weltweit 6,4 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr, die durch Änderung der Landnutzung 1,6 GtC/a. Gleichzeitig wurden 2,2 GtC in der Hydrosphäre (Ozeane) und 2,6 GtC an Land deponiert (Pedosphäre und Biosphäre zusammen).

Durch diese lebhaften CO₂-Flüsse wird eine theoretische einmalige CO₂-Emission nach 30 Jahren zu 50 % wieder aus der Atmosphäre entfernt. Weitere 30 % verbleiben Jahrhunderte, die restlichen 20 % Jahrtausende in der Atmosphäre.

Organische Spurenstoffe werden mit Zeitkonstanten von einem Tag bis zehn Jahren zu CO₂ (und Wasser) oxidiert. Dies betrifft vor allem Methan und die halogenierten Kohlenwasserstoffe. Der Abbau geschieht zum größten Teil durch das fotochemisch erzeugte freie Hydroxylradikal (OH). Es zerstört 3,7 GtC an Treibhausgasen pro Jahr.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Hydrosphäre

In die Wasseransammlungen wie Meere oder Seen werden etwa 92 Gt Kohlenstoff pro Jahr eingelagert und 90 Gt wieder freigesetzt.<ref name=":5">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Carbon Cycling and Biosequestration|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Carbon Cycling and Biosequestration}}]{{#if:PDF, 15,8 MB| (PDF, 15,8 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://genomicscience.energy.gov/carbon-cycling-and-biosequestration/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Carbon Cycling and Biosequestration}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://genomicscience.energy.gov/carbon-cycling-and-biosequestration/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Carbon Cycling and Biosequestration}}}}]}}{{#if:PDF, 15,8 MB| (PDF, 15,8 MB{{#if:Report from the March 2008 WorkshopGenomic Science ProgramDezember 20082-4{{#if: 2022-04-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Es ergibt sich also ein langfristiger Verbleib von ca. 2 GtC/a.

Transportvorgänge

Biologische Kohlenstoffpumpe: Im lichtdurchfluteten oberen Wasserbereich wächst Phytoplankton und baut durch Photosynthese Kohlenstoff aus Kohlendioxid in seine Biomasse ein. Nach Absterben sinken die mikroskopischen Algen in tiefere Wasserschichten ab. Auf dem Weg in die Tiefe (oder schon vorher) werden sie von anderen Organismen gefressen und verdaut. Dabei wird der Kohlenstoff der Biomasse als Kohlendioxid wieder freigesetzt. Der Anteil, der nicht gefressen wird, sinkt zum Meeresgrund, wo der Kohlenstoff deponiert wird.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Winzig, aber wichtig!|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Winzig, aber wichtig!}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.geomar.de/news/article/winzig-aber-wichtig%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Winzig, aber wichtig!}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.geomar.de/news/article/winzig-aber-wichtig}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Winzig, aber wichtig!}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Geomar06.04.2009{{#if: 2022-04-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Physikalische Kohlenstoffpumpe: CO₂ löst sich physikalisch (zunächst chemisch unverändert) im Meerwasser. Hauptsächlich durch den Vorgang der thermohalinen Zirkulation an den Polen der Erde wird das gelöste Kohlenstoffdioxid in die Tiefsee verbracht, wo es sich mit der Zeit anreichert.

Die Ozeane nahmen im Zeitraum von 1994 bis 2007 insgesamt 34 Gt Kohlenstoff auf, das entspricht 31 % der menschengemachten Kohlenstoffdioxidemissionen in diesem Zeitraum. Der Preis dafür war eine Versauerung der Meere mit Absinken des pH-Wertes um 0,1.<ref name=":7">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Carbon Cycling and Biosequestration|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Carbon Cycling and Biosequestration}}]{{#if:PDF, 15,8 MB| (PDF, 15,8 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://genomicscience.energy.gov/carbon-cycling-and-biosequestration/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Carbon Cycling and Biosequestration}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://genomicscience.energy.gov/carbon-cycling-and-biosequestration/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Carbon Cycling and Biosequestration}}}}]}}{{#if:PDF, 15,8 MB| (PDF, 15,8 MB{{#if:Report from the March 2008 WorkshopGenomic Science ProgramDezember 200890{{#if: 2022-04-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Dies könnte sich jedoch ändern, wenn die thermohaline Zirkulation zusammenbricht oder die Versauerung der Ozeane ein Ausmaß annimmt, das es den marinen Organismen unmöglich macht, weiterhin Kohlenstoff in organisches oder anorganisches Material einzulagern.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Marine Senke für menschgemachtes CO2 bestimmt|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Marine Senke für menschgemachtes CO2 bestimmt}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2019/03/marine-senke-fuer-co2-bestimmt.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Marine Senke für menschgemachtes CO2 bestimmt}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2019/03/marine-senke-fuer-co2-bestimmt.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Marine Senke für menschgemachtes CO2 bestimmt}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:ETH Zürich{{#if: 2022-04-17 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Chemie des gelösten Kohlendioxids und der Versauerung

Zwischen den verschiedenen Formen des anorganischen Kohlenstoffs besteht ein chemisches Gleichgewicht (die Prozentangaben gelten für die Bedingungen T = 10 °C, pH = 8, Salzgehalt 34,3 ‰ – so wie sie zum Beispiel in weiten Bereichen der Ozeane herrschen):

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Wenn die CO₂-Konzentration der Atmosphäre geringfügig steigt, nimmt die Hydrosphäre vermehrt Kohlenstoffdioxid auf, um das relative Gleichgewicht wiederherzustellen. Größere Änderungen von Konzentrationen ändern aber die Gleichgewichtslage, wenn die Grenzen der Aufnahmekapazitäten erreicht werden. Änderungen der Bedingungen ändern ebenfalls die Gleichgewichtslage, etwa wenn die Aufnahmekapazitätsgrenze von CO₂ im Wasser sinkt. Eine globale Erwärmung etwa verschiebt das Gleichgewicht nach links.<ref name=":2" />

Lithosphäre

Sedimentation

Bei der Sedimentation sinken schwerlösliche anorganische und organische Stoffe langsam zu Boden. Die Sinkgeschwindigkeit hängt von der Teilchengröße und der Dichte des Wassers ab und kann in ungestörtem Wasser sehr niedrig sein. Im Kohlenstoffkreislauf spielt die Sedimentation der Kalkskelette der Coccolithophoridae eine große Rolle.

Diagenese

Diagenese ist die langfristige Verfestigung loser Sedimente durch chemische, physikalische und biotische Umwandlungen. Dabei wird zum Beispiel aus den Kalkskeletten der Mikroorganismen Kalkgestein. Organische Ablagerungen werden unter bestimmten Bedingungen, wie sie in sauerstoffarmen, warmen Flachmeeren herrschen, stufenweise in anorganische oder andere organische Stoffe umgewandelt. Es entstehen Kerogene (zum Beispiel in Ölschiefer), Teerstoffe (Bitumen), Kohle, Graphit und Erdöl sowie Methan. Die Diageneserate beträgt 0,2 Gt C pro Jahr.

Metamorphose

Gesteinsmetamorphose ist die langfristige Umwandlung von festem Gestein auf Grund von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur: Durch Subduktion von Sedimenten des Meeresbodens werden Druck und Temperatur erhöht. An der Grenzfläche von Kalk- und Silicatsedimenten (Sand) finden folgende chemische Umwandlungen statt:

<math>\mathrm{CaCO_3 + SiO_2 \longrightarrow CaSiO_3 + CO_2 \uparrow}</math>

Calcit wird zu Calciumsilicat (Wollastonit)

<math>\mathrm{3 \ CaMg(CO_3)_2 + 4 \ SiO_2 + H_2O \longrightarrow Mg_3Si_4O_{10}(OH)_2 + 3 \ CaCO_3 + 3 \ CO_2 \uparrow}</math>

Dolomit wird zu Speckstein beziehungsweise Talk

Das hierbei freiwerdende CO₂ löst sich im flüssigen Magma und wird dann bei einem Vulkanausbruch frei oder entweicht gleich über Klüfte oder Vulkane.
Durch tektonische Veränderungen werden die entstandenen Silicate an die Oberfläche transportiert und der Verwitterung ausgesetzt.

Biosphäre

Durch Pflanzen werden pro Jahr etwa 123 Gt Kohlenstoff gebunden (Bruttoprimärproduktion), davon werden 60 Gt durch pflanzliche Atmung wieder in die Atmosphäre freigesetzt, der Rest wird als Biomasse gebunden (Nettoprimärproduktion) oder in den Erdboden eingetragen.<ref name=":5" /> Die mikrobielle Zersetzung und Atmung setzen etwa 60 Gt frei.<ref name=":5" /> Der Mensch verursacht, hauptsächlich durch Verbrennung fossiler Brennstoffe, aber auch durch die Zement-Herstellung, bei der ebenfalls CO₂ frei wird, den Übergang von jährlich etwa 9 Gt Kohlenstoff aus der Lithosphäre in die Atmosphäre.<ref name=":5" /> Innerhalb der Biosphäre findet ein Kohlenstoff-Fluss statt von den organische Stoffe erzeugenden autotrophen Organismen zu den organische Stoffe verbrauchenden heterotrophen Organismen. Durch Wind und Tiere wird organisches Material verfrachtet.

Pedosphäre

Der größte Teil des organischen Pflanzenmaterials der Nettoprimärproduktion der Biosphäre wird durch Mikroorganismen wieder abgebaut. Der darin enthaltene Kohlenstoff gelangt als CO₂ wieder in die Atmosphäre. Neben dem mikrobiellen Abbau geschieht dies auch durch Brände oder Ernten. Von den 120 GtC/Jahr der Bruttoprimärproduktion gelangt lediglich der kleine Teil von 1 GtC/Jahr langfristig in den Boden, wo der Kohlenstoff z. B. in Mooren über Jahrtausende dem Kreislauf entzogen wird. Dieser Teil wird auch als Nettobiomproduktion bezeichnet. Trotz des geringen jährlichen Zuflusses ist die Pedosphäre nach der Lithosphäre der größte Kohlenstoffspeicher.<ref name=":0" />

Kohlenstoff-Teilkreisläufe

Ein Speicher ist sowohl Quelle als auch Senke für Kohlenstoff-Flüsse.

Zwischen den Kohlenstoff-Speichern erfolgt ein ständiger Austausch durch chemische, physikalische, geologische und biologische Prozesse.

Kurzfristiger anorganischer Kreislauf

Nach einer Studie um Li Yu von der Lanzhou University kommt es in endorheischen Becken (stehende Gewässer ohne Ablauf) mit hoher Verdunstungsrate zur Abscheidung von anorganischem Kohlenstoff. Beispiele für solche endorheische Becken sind der Aralsee oder das Okavangodelta. Yu schätzt, dass auf diese Weise jährlich und weltweit ca. 0,152 Gt Kohlenstoff in der Lithosphäre festgelegt werden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Desert Basins Could Hold ‘Missing’ Carbon Sinks|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Desert Basins Could Hold ‘Missing’ Carbon Sinks}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.climatecentral.org/news/desert-basins-missing-carbon-sinks-21557%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Desert Basins Could Hold ‘Missing’ Carbon Sinks}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.climatecentral.org/news/desert-basins-missing-carbon-sinks-21557}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Desert Basins Could Hold ‘Missing’ Carbon Sinks}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2021-04-30 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Ein weiterer schnell ablaufender Prozess der Bildung von Karbonatgesteinen ist das Entstehen von Beachrock an tropischen Meeresküsten. Unter geeigneten Bedingungen kommt es innerhalb von Jahren oder sogar Monaten zur Gesteinsbildung mit Festlegung von Kohlenstoff.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Mineralogy of carbonates; Beachrock|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Mineralogy of carbonates; Beachrock}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.geological-digressions.com/mineralogy-of-carbonates-beachrock/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Mineralogy of carbonates; Beachrock}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.geological-digressions.com/mineralogy-of-carbonates-beachrock/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Mineralogy of carbonates; Beachrock}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:2019-11-10{{#if: 2021-04-30 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Langfristiger anorganischer Kreislauf

Hierbei handelt es sich um geochemische Prozesse, die in einem Zeitraum von mehreren tausend bis Milliarden Jahren ablaufen können.

Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um Kohlenstoffflüsse, die mit der Lithosphäre im Zusammenhang stehen.

Die hierfür ablaufenden Prozesse sind Sedimentation, Diagenese, Gesteinsmetamorphose, Verwitterung und Vulkanismus.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Eckhard R. Lucius, Horst Bayrhuber, Kristin Hildebrandt, Karin Lochte, Rolf Peinert, Christiane Queisser, Ilka Parchmann, Kirsten Schlüter und Karl-Heinz Starke|Eckhard R. Lucius, Horst Bayrhuber, Kristin Hildebrandt, Karin Lochte, Rolf Peinert, Christiane Queisser, Ilka Parchmann, Kirsten Schlüter und Karl-Heinz Starke: }}{{#if:|{{#if:Der Kohlenstoffkreislauf|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Der Kohlenstoffkreislauf}}]{{#if:PDF, 9,9 MB| (PDF, 9,9 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.ipn.uni-kiel.de/de/das-ipn/abteilungen/didaktik-der-biologie/materialien-1/09_Begleittext_oL.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Der Kohlenstoffkreislauf}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.ipn.uni-kiel.de/de/das-ipn/abteilungen/didaktik-der-biologie/materialien-1/09_Begleittext_oL.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Der Kohlenstoffkreislauf}}}}]}}{{#if:PDF, 9,9 MB| (PDF, 9,9 MB{{#if:Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften an der Universität Kiel,200512-14{{#if: 2022-04-17 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Mechanische Verwitterung

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Durch thermische Spannungen (Beispiel Frostsprengung), Druck (Beispiel Gletscher) sowie durch Wind- und Wassererosion können große Gesteinsblöcke in immer kleinere Portionen zerteilt werden. Durch Fließgewässer wird dieses zerkleinerte Material verfrachtet und in den Mündungsgebieten wieder abgelagert. Diese Sedimente können wieder durch Subduktion der Metamorphose unterworfen werden.

Chemische Verwitterung

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Verwitterung von Kalk- und Silikatgestein entzieht durch Vermittlung von Wasser der Atmosphäre CO₂. Das dabei entstehende Hydrogencarbonat ist löslich und verbleibt in der Hydrosphäre.

Calcitverwitterung: (Siehe auch: Karst, Doline, Höhle)

<math>\mathrm{CaCO_3 + H_2O + CO_2 \longrightarrow Ca(HCO_3)_2}</math>

Dolomitverwitterung:

<math>\mathrm{CaMg(CO_3)_2 + 2 \ H_2O + 2 \ CO_2 \longrightarrow Ca(HCO_3)_2 + Mg(HCO_3)_2}</math>

Silikatverwitterung:

<math>\mathrm{CaSiO_3 + H_2O + 2 \ CO_2 \longrightarrow Ca(HCO_3)_2 + SiO_2}</math>

Durch Subduktion gelangt SiO₂ (Quarzsand) und CaCO₃ (Kalk) unter die Erdkruste. Dort werden sie durch die Hitze verschmolzen und reagieren zu Silikat und CO₂ welche dann wiederum durch Vulkane an die Erdoberfläche gelangen. Dieser Kreislauf wird Carbonat-Silicat-Zyklus genannt. Es wird mehr CO₂ gebunden, als ausgestoßen wird, so dass der CO₂-Gehalt der Atmosphäre vermindert wird.

Erfolgt die Verwitterung von Kalkgestein durch andere Säuren, zum Beispiel Schwefelsäure, die aus von Vulkanen abgegebenem Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid durch Oxidation und Reaktion mit Wasser entstehen kann, wird CO₂ an die Atmosphäre abgegeben: Vorlage:Center

Ausfällung

Aus einer gesättigten Calciumhydrogencarbonat-Lösung wird durch Erhöhung des pH-Werts Calcit ausgefällt, wobei CO₂ frei wird: Vorlage:Center

Diese Reaktion wird insbesondere durch eine Erhöhung des pH-Werts (basisch) infolge CO₂-Verbrauchs (autotrophe Organismen) und durch hohe Wasserverdunstung verstärkt. (Siehe auch: Stalaktit, Stalagmit, Sinterterrasse)

Organismen wie Muscheln, Schnecken und Einzeller führen ebenfalls eine Calcitausfällung durch, um damit Skelette, Gehäuse und Schalen aufzubauen. Besondere Bedeutung haben dabei marine Kleinorganismen (Foraminiferen und Coccolithophoriden), deren Außenskelette nach Absterben der Organismen sedimentieren und so Kalksedimente bilden, und Korallen, die Korallenstöcke aus Calciumcarbonat aufbauen. Über Korallenriffen ist die CO₂-Konzentration deutlich erhöht. Alle Riffe der Erde (285.000 km²) fällen Schätzungen zufolge 0,64 Gt Calciumcarbonat pro Jahr aus. Dabei werden über 0,28 Gt CO₂ freigesetzt. Davon wird allerdings nur ein Teil an die Atmosphäre abgegeben (siehe dazu auch: Klimageschichte).

Der Kreislauf wird auf zwei Wegen wieder geschlossen:

Durch Metamorphose (siehe oben) wird wieder CO₂ an die Atmosphäre abgegeben und
durch tektonische Veränderungen werden Korallenstöcke, Sedimentgesteine und Silicatgesteine an die Oberfläche verfrachtet und damit der Verwitterung ausgesetzt.

Langfristiger anorganischer C-Kreislauf	Laufende Nummer	Vorgang	Flussraten in Gt C je Jahr<ref name="pdn2004"/>
Datei:Geochem.svg
	1	Diffusion CO₂ Atmosphäre → Hydrosphäre	90
	2	Diffusion CO₂ Hydrosphäre → Atmosphäre	91,7
	3	Ausfällung von Calcit	nicht bekannt
	4	Verwitterung von Calcit	00,2
	5	Verwitterung von Calcit und Silicat, dafür benötigtes CO₂	00,2
	6	Gesteinsmetamorphose	00,2
	7	Vulkanismus	00,1
	8	Verwitterung von Silicat	nicht bekannt

Kurzfristiger organischer Kreislauf

Hierbei handelt es sich um biochemische Prozesse der Assimilation und Dissimilation, um die Wanderung des Kohlenstoffs durch die Lebensformen der Biosphäre. Kurzfristig bedeutet dabei etwa die Lebensspanne eines Menschen. Die Prozesse können rasch ablaufen und jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen. So steigt während des Winters auf der Nordhalbkugel der CO₂-Gehalt der Atmosphäre an, weil die Pflanzen wegen des geringeren Lichteinfalls und der niedrigeren Temperaturen weniger Photosynthese betreiben.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:The Fast Carbon Cycle|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=The Fast Carbon Cycle}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle/page3.php%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=The Fast Carbon Cycle}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle/page3.php}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=The Fast Carbon Cycle}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:NASA Earth Observatory2011-06-16{{#if: 2022-01-10 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Durch die Photosynthese von Pflanzen, Algen (Phytoplankton)<ref name="DOI10.1038/s41586-019-1748-4">Lennart Schada von Borzyskowski, Francesca Severi u. a.: Marine Proteobacteria metabolize glycolate via the β-hydroxyaspartate cycle. In: Nature. 575, 2019, S. 500, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}.</ref><ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Ein neues Puzzleteil im globalen Kohlenstoffzyklus|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Ein neues Puzzleteil im globalen Kohlenstoffzyklus}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.mpg.de/13924318/0925-terr-138345-ein-neues-puzzleteil-im-globalen-kohlenstoffzyklus%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Ein neues Puzzleteil im globalen Kohlenstoffzyklus}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.mpg.de/13924318/0925-terr-138345-ein-neues-puzzleteil-im-globalen-kohlenstoffzyklus}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Ein neues Puzzleteil im globalen Kohlenstoffzyklus}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:mpg.de2019-11-13{{#if: 2019-11-21 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Durch die Zellatmung wird aus diesen Stoffen Kohlenstoff mithilfe von Sauerstoff wieder zu CO₂ oxidiert. Viele Organismen betreiben unter Sauerstoffmangel Gärung, wobei die organischen Stoffe unvollständig zu anderen organischen Stoffen wie Methan abgebaut werden und teilweise zu CO₂ umgesetzt (mineralisiert) werden.

Kurzfristiger organischer C-Kreislauf	Laufende Nummer	Vorgang	f}}</ref><ref>{{#if:\|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate\|Execute}}\|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}\| \|}}}}{{#if:Holli Riebeek\|Holli Riebeek: }}{{#if:\|{{#if:The Carbon Cycle\|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|archivURL\|1={{#invoke:URLutil\|getNormalized\|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel=The Carbon Cycle}}]{{#if:\| ({{{format}}})}}{{#if:\| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|Endpunkt\|titel={{{titelerg}}}}}}}}}\|{{#if:https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=The Carbon Cycle}}}}\|[{{#invoke:URLutil\|getNormalized\|1=https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel={{#invoke:WLink\|getEscapedTitle\|1=The Carbon Cycle}}}}]}}{{#if:\| ({{{format}}}{{#if:NASA Earth Observatory2011-06-16{{#if: 2022-01-10 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}	1}}}}	)	de	1}}}}\| ;	{{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|Endpunkt\|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle}}	URL ungültig}}}}{{#if:The Carbon Cycle\|{{#if:{{#invoke:WLink\|isValidLinktext\|1=The Carbon Cycle\|lines=0}}	Linktext ungültig}}}}{{#if: \| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel={{{werk}}}}}}}{{#if: NASA Earth Observatory\| NASA Earth Observatory{{#if: 2011-06-16\|,\|{{#if: 2022-01-10 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: 2011-06-16\| {{#if:{{#invoke:DateTime\|format\|2011-06-16\|noerror=1}}	format\|2011-06-16\|T._Monat JJJJ}}	failure\|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, `datum=2011-06-16`\|class=Zitationswartung}} }}{{#if: \|,\|{{#if: 2022-01-10 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: \| S. {{{seiten}}}{{#if: \|,\|{{#if: 2022-01-10 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: {{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\| {{#if:2011-06-16NASA Earth Observatory\|{{#if:\|archiviert\|ehemals}}\|{{#if:\|Archiviert\|Ehemals}}}} {{#if:\|vom\|im}} Vorlage:Referrer{{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\| (nicht mehr online verfügbar)}}{{#if: \| am {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate\|Execute}}\|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}\|{{{archiv-datum}}}{{#if:125283	;}}}}{{#if: 2022-01-10\| {{#if:2011-06-16NASA Earth Observatory{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|abgerufen\|Abgerufen}} {{#switch: {{#invoke:Str\|len\| {{#invoke:DateTime\|format\| 2022-01-10 \|ISO\|noerror=1}} }}	4=im Jahr	7=im	10=am	failure\|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, `abruf=2022-01-10`\|class=Zitationswartung}} }} {{#invoke:DateTime\|format\|2022-01-10\|T._Monat JJJJ}}	failure\|1=Vorlage:Internetquelle \| `abruf=`2026-MM-TT ist Pflichtparameter}} }}{{#if:{{#ifeq:en\|de	1}}}}\|{{#if:NASA Earth Observatory2011-06-16{{#if: 2022-01-10 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}	1}}}}	(	\| (}} }}{{#ifeq:{{#if:en\|en\|de}}\|de\|\| {{#invoke:Multilingual\|format\|en\|slang=!\|split=[%s,]+\|shift=m\|separator=, }}}}{{#if: \|{{#ifeq:{{#if:en\|en\|de}}\|de\|\|, }}{{{kommentar}}}}})}}{{#if: 2011-06-16{{#if: 2022-01-10 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|\|1}} }}en\|{{#if: \|: {{ #if:	„{{ #ifeq: {{#if:{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|de}} \| de	Vorlage:Str trim	flat}} }}“	faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|de}} \| de	„Vorlage:Str trim“	quote	1={{#if:	flat}}	flat}} }}	faculty\|}}\|de-CH\|de}}	3=1}} }} }}{{#if:	: }}{{#if: \| , deutsch: „“ }})	{{#if:	, deutsch: „“ }})	(deutsch: „“) }} }} }}{{#if: {{{zitat}}}	{{#if:	{{#if: {{{zitat}}}	Vorlage:": `Text=` und `1=` gleichzeitig, bzw. 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P=Pflanzen, T=Tiere
	1	Pflanzen an Land bilden C_org durch Photosynthese aus CO₂	120
	1	Pflanzen im Wasser bilden C_org durch Photosynthese aus CO₂	050
	2	Pflanzen und Tiere an Land atmen CO₂ aus, die Körper werden mit Sauerstoff zu CO₂ abgebaut	060
	2	Pflanzen und Tiere im Wasser atmen CO₂ aus	040
	3	Tiere fressen Pflanzen	nicht bekannt
	4	C_org geht im Boden unter Sauerstoffausschluss in den langfristigen C-Kreislauf über	nicht bekannt
	5	Abgestorbene Tiere u. Pflanzen sinken auf den Meeresboden und gehen dort in den langfristigen C-Kreislauf über	010
	6	Gasaustausch zwischen Ozean u. Atmosphäre	091

Langfristiger organischer Kreislauf

Auf rasch ablaufende biochemische Prozesse folgen langfristige geologische Prozesse. Sedimentiertes, organisches Material wird unter anoxischen Bedingungen nicht mehr vollständig abgebaut, nur ein geringer Teil wird durch anaerobe Organismen zersetzt. Durch Überdeckung mit weiteren Sedimentschichten und Absinken in größere Tiefen steigen Druck und Temperatur. Dadurch werden die organischen Biomoleküle unter Luftabschluss in Kohlenwasserstoffe (Erdöl und Erdgas) oder Kohlenstoff (Kohle) umgewandelt. Umgekehrt können an die Oberfläche gelangende fossile Brennstoffe auf natürliche Weise oder durch den Menschen wieder zu CO₂ oxidieren. Ein wichtiger Teilzyklus ist der des Methanhydrats, das im Ozean an den Kontinentalhängen und im Permafrost aus überwiegend biogen gebildetem CH₄ aber auch per Austritt aus Erdgasquellen als Feststoff abgelagert wird.

Erdöl: Hauptentstehungszeit des Erdöls war in den letzten 300 Millionen Jahren.<ref name="Ablagerung FF">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Tad Patzek|Tad Patzek: }}{{#if:|{{#if:Earth, Humans and Energy|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Earth, Humans and Energy}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:Vorlesung CE170| Vorlesung CE170{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel=Vorlesung CE170}}}}}}|{{#if:https://www.inist.org/library/2007-04-16.Patzek.CE170%20Energy%20Earth%20Humans.University%20of%20California.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Earth, Humans and Energy}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.inist.org/library/2007-04-16.Patzek.CE170%20Energy%20Earth%20Humans.University%20of%20California.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Earth, Humans and Energy}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Vorlesung CE170University of Califonia, Berkeley2007-04-169{{#if: 2025-02-27 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Kohle: Kohlelagerstätten entstanden aus Sumpfwäldern, überwiegend im Oberkarbon und Perm vor etwa 320 bis 250 Millionen Jahren<ref name="Ablagerung FF"/>. Sie wurden regelmäßig überflutet und dabei mit Sedimenten abgedeckt. Durch die Inkohlung der pflanzlichen Biomasse bildeten sich Kohleflöze. Wenn Kohle durch tektonische Vorgänge an die Erdoberfläche verfrachtet wird, kann sie zu CO₂ oxidieren.

Langfristiger organischer C-Kreislauf	Laufende Nummer	Vorgang	{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate\|Execute}}\|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}\| \|}}}}{{#if:\|{{{autor}}}: }}{{#if:\|{{#if:Carbon Cycle Diagram\|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|archivURL\|1={{#invoke:URLutil\|getNormalized\|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel=Carbon Cycle Diagram}}]{{#if:\| ({{{format}}})}}{{#if:\| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|Endpunkt\|titel={{{titelerg}}}}}}}}}\|{{#if:http://globecarboncycle.unh.edu/diagram.shtml%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Carbon Cycle Diagram}}}}\|[{{#invoke:URLutil\|getNormalized\|1=http://globecarboncycle.unh.edu/diagram.shtml}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel={{#invoke:WLink\|getEscapedTitle\|1=Carbon Cycle Diagram}}}}]}}{{#if:\| ({{{format}}}{{#if:Globe Carbon CycleThe University of New Hampshire, Durham, NH 038242008{{#if: 2022-01-09 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}	1}}}}	)	de	1}}}}\| ;	{{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|Endpunkt\|titel={{{titelerg}}}}}}}}}}}{{#if:http://globecarboncycle.unh.edu/diagram.shtml%7C{{#if:{{#invoke:URLutil%7CisResourceURL%7C1=http://globecarboncycle.unh.edu/diagram.shtml}}	URL ungültig}}}}{{#if:Carbon Cycle Diagram\|{{#if:{{#invoke:WLink\|isValidLinktext\|1=Carbon Cycle Diagram\|lines=0}}	Linktext ungültig}}}}{{#if: Globe Carbon Cycle\| In: {{#invoke:Vorlage:Internetquelle\|TitelFormat\|titel=Globe Carbon Cycle}}}}{{#if: The University of New Hampshire, Durham, NH 03824\| The University of New Hampshire, Durham, NH 03824{{#if: 2008\|,\|{{#if: 2022-01-09 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: 2008\| {{#if:{{#invoke:DateTime\|format\|2008\|noerror=1}}	format\|2008\|T._Monat JJJJ}}	failure\|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, `datum=2008`\|class=Zitationswartung}} }}{{#if: \|,\|{{#if: 2022-01-09 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: \| S. {{{seiten}}}{{#if: \|,\|{{#if: 2022-01-09 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|;\|,}}}}}}}}{{#if: {{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\| {{#if:2008The University of New Hampshire, Durham, NH 03824\|{{#if:\|archiviert\|ehemals}}\|{{#if:\|Archiviert\|Ehemals}}}} {{#if:\|vom\|im}} Vorlage:Referrer{{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\| (nicht mehr online verfügbar)}}{{#if: \| am {{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate\|Execute}}\|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}\|{{{archiv-datum}}}{{#if:125283	;}}}}{{#if: 2022-01-09\| {{#if:2008The University of New Hampshire, Durham, NH 03824{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|abgerufen\|Abgerufen}} {{#switch: {{#invoke:Str\|len\| {{#invoke:DateTime\|format\| 2022-01-09 \|ISO\|noerror=1}} }}	4=im Jahr	7=im	10=am	failure\|1=Fehler bei Vorlage:Internetquelle, `abruf=2022-01-09`\|class=Zitationswartung}} }} {{#invoke:DateTime\|format\|2022-01-09\|T._Monat JJJJ}}	failure\|1=Vorlage:Internetquelle \| `abruf=`2026-MM-TT ist Pflichtparameter}} }}{{#if:{{#ifeq:en\|de	1}}}}\|{{#if:Globe Carbon CycleThe University of New Hampshire, Durham, NH 038242008{{#if: 2022-01-09 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}	1}}}}	(	\| (}} }}{{#ifeq:{{#if:en\|en\|de}}\|de\|\| {{#invoke:Multilingual\|format\|en\|slang=!\|split=[%s,]+\|shift=m\|separator=, }}}}{{#if: \|{{#ifeq:{{#if:en\|en\|de}}\|de\|\|, }}{{{kommentar}}}}})}}{{#if: 2008{{#if: 2022-01-09 \| {{#if:{{#invoke:TemplUtl\|faculty\|}}\|\|1}} }}en\|{{#if: \|: {{ #if:	„{{ #ifeq: {{#if:{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|de}} \| de	Vorlage:Str trim	flat}} }}“	faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|{{#if: {{#invoke:templutl\|faculty\|}}\|de-ch\|de}}\|de}} \| de	„Vorlage:Str trim“	quote	1={{#if:	flat}}	flat}} }}	faculty\|}}\|de-CH\|de}}	3=1}} }} }}{{#if:	: }}{{#if: \| , deutsch: „“ }})	{{#if:	, deutsch: „“ }})	(deutsch: „“) }} }} }}{{#if: {{{zitat}}}	{{#if:	{{#if: {{{zitat}}}	Vorlage:": `Text=` und `1=` gleichzeitig, bzw. 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Datei:Biogeochem2.svg
	1	Photosynthese - Bildung organischen Materials	120
	2	Sedimentation organischen Materials	060
	3	Diagenese - Umwandlung organischen Materials in fossilen C (Kohle, Erdöl und -gas)	nicht bekannt
	4	Ausgasung von Methan bzw. Bildung von Methanhydrat
	5	Oxidierung zu CO₂
	6	Zersetzung von Methanhydrat
	7	Summe aus 4+5+6	060

Eingriffe des Menschen in den Kohlenstoffkreislauf

Erhöhung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration der Atmosphäre

Historische Betrachtung

Datei:Carbon Dioxide 400kyr.svg

CO₂-Gehalt der Atmosphäre während der vier letzten Eiszeiten

Während des Paläozänen-Eozänen Temperaturmaximums vor 56 Millionen Jahren kam es durch Vulkanismus zu atmosphärischen CO₂-Konzentrationen von über 2000 ppm. Innerhalb einiger tausend Jahre erhöhte sich die Durchschnittstemperatur der Atmosphäre um 5 Grad.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Gutjahr, M., A. Ridgwell, P. F. Sexton, E. Anagnostou, P. N. Pearson, H. Pälike, R. D. Norris, E. Thomas and G. L. Foster|Gutjahr, M., A. Ridgwell, P. F. Sexton, E. Anagnostou, P. N. Pearson, H. Pälike, R. D. Norris, E. Thomas and G. L. Foster: }}{{#if:|{{#if:Vulkanisches CO2 als Ursache globaler Erwärmung vor 56 Millionen Jahren?|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Vulkanisches CO2 als Ursache globaler Erwärmung vor 56 Millionen Jahren?}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.geomar.de/news/article/vulkanisches-co2-als-ursache-globaler-erwaermung-vor-56-millionen-jahren%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Vulkanisches CO2 als Ursache globaler Erwärmung vor 56 Millionen Jahren?}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.geomar.de/news/article/vulkanisches-co2-als-ursache-globaler-erwaermung-vor-56-millionen-jahren}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Vulkanisches CO2 als Ursache globaler Erwärmung vor 56 Millionen Jahren?}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel Wischhofstr. 1–3 24148 Kiel2017{{#if: 2022-01-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Wischhofstr. 1–3 24148 Kiel| GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel Wischhofstr. 1–3 24148 Kiel{{#if: 2017|,|{{#if: 2022-01-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|;|,}}}}}}}}{{#if: 2017| {{#if:{{#invoke:DateTime|format|2017|noerror=1}}

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Die Analyse von Eisbohrkernen aus der Antarktis zeigt, dass die Kohlenstoffdioxid-Volumenkonzentration der Atmosphäre in den letzten 800.000 Jahren 300 ppm nie überschritten hat. Während der Eiszeiten war sie mit 180 ppm niedriger als während der Warmzeiten.<ref name="RealClimate 11/2005">Gavin Schmidt: 650,000 years of greenhouse gas concentrations. RealClimate.org, 2005.</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Aktuelle Entwicklung

Datei:Temp-sunspot-co2.svg

Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre in blau und der Oberflächentemperatur in rot, darunter die Sonnenfleckenaktivität in gelb

Seit Beginn der Industrialisierung stieg die Konzentration stark. Die blaue Kurve in der Grafik rechts ergibt sich aus kontinuierlichen Messungen der Global-Atmosphere-Watch-Station (GAW-Station) Mauna Loa auf Hawaii seit 1958. Sie wird Keeling-Kurve genannt. Aus diesen Messungen ergeben sich jährliche Anstiege des CO₂-Gehalts der Atmosphäre entsprechend mehreren Gigatonnen Kohlenstoff (Gt C). Etwa ein Drittel des atmosphärischen CO₂-Anstiegs der letzten 150 Jahre ist auf Entwaldung zurückzuführen.<ref name=":1">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Wald und Klima – Potenziale und Nebenwirkungen zukünftiger Aufforstung|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Wald und Klima – Potenziale und Nebenwirkungen zukünftiger Aufforstung}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.mpg.de/10888127/mpi_f-_meteorologie_jb_20162?c=10583665%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Wald und Klima – Potenziale und Nebenwirkungen zukünftiger Aufforstung}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.mpg.de/10888127/mpi_f-_meteorologie_jb_20162?c=10583665}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Wald und Klima – Potenziale und Nebenwirkungen zukünftiger Aufforstung}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg2016{{#if: 2022-04-05 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Datei:Global Carbon Emissions.svg

Weltweite CO₂-Emissionen aus der Nutzung fossiler Brennstoffe, Zementproduktion und Abfackelung

2018 stiegen die globalen, durch fossile Brennstoffnutzung verursachten CO₂-Emissionen auf 37,9 Gt CO₂/a (+1,9 % zum Vorjahr). Im weltweiten Mittel haben sich die jährlichen CO₂-Emissionen pro Kopf zwischen 1990 und 2018 von 4,25 t auf 4,97 t erhöht. In der EU wurden 2018 insgesamt 3,5 Gt CO₂ ausgestoßen, pro Person 6,8 Gt CO₂. In Deutschland gingen die jährlichen CO₂-Emissionen von 1018 MtCO₂ in 1990 auf 753 Mt CO₂ in 2018 zurück, was einer Pro-Kopf-Emission von 12,868 t CO₂ bzw. 9,146 t CO₂ entspricht. In Österreich stiegen die CO₂-Emissionen im selben Zeitraum von 62,9 Mt CO₂/a (8,147 t CO₂/a/Kopf) auf 71,4 Mt CO₂/a (8,163 t CO₂/a/Kopf); in der Schweiz sanken sie von 45,0 Mt CO₂/a (6,735 t CO₂/a/Kopf) auf 40,9 Mt CO₂/a (4,792 t CO₂/a/Kopf)<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> An den gesamten Treibhausgasemissionen hat CO₂ den größten Anteil, daneben spielen Methan, Lachgas und die halogenierten Kohlenwasserstoffe eine wichtige Rolle.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Kohlenwasserstoffe (VOC)|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Kohlenwasserstoffe (VOC)}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.dwd.de/DE/forschung/atmosphaerenbeob/zusammensetzung_atmosphaere/spurengase/inh_nav/voc_node.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Kohlenwasserstoffe (VOC)}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.dwd.de/DE/forschung/atmosphaerenbeob/zusammensetzung_atmosphaere/spurengase/inh_nav/voc_node.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Kohlenwasserstoffe (VOC)}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Deutscher Wetterdienst{{#if: 2023-03-31 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Folgen der Eingriffe des Menschen in den Kohlenstoffkreislauf

Erhöhung der Durchschnittstemperaturen in der Atmosphäre

Im Bereich der Naturwissenschaften besteht weitgehender Konsens, dass der derzeitige Anstieg der Durchschnittstemperaturen auf die direkte oder indirekte menschengemachte Emission von kohlenstoffhaltigen Treibhausgasen zurückzuführen ist.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Indirekt gelangte CO₂ durch die Entwaldung der letzten 150 Jahre in die Atmosphäre. Sie ist zu einem Drittel an der globalen Erwärmung beteiligt.<ref name=":1" /> Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe gelangt Kohlenstoff direkt in Form von CO₂ in die Erdatmosphäre. Insgesamt „produzierte“ die Menschheit an der Schwelle zum 21. Jahrhundert etwa 8,7 Gt C je Jahr.<ref name="Peters">{{#if:Vorlage:Cite book/URL|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:{{#if:

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  }}</ref> Das labile Gleichgewicht wird gestört. Die Folge ist die globale Erwärmung, wozu maßgeblich der wachsende Anteil des Treibhausgases CO₂ in der Erdatmosphäre beiträgt.

Auswirkungen auf die Photosynthese

Für die Photosynthese der Landpflanzen wäre eine Kohlenstoffdioxid-Volumenkonzentration in der Atmosphäre von 1000 ppm optimal (derzeit 400ppm siehe 2.1). Von daher wäre eine Steigerung der Photosyntheserate bei steigenden CO₂-Gehalten der Atmosphäre vorstellbar. Diese fällt allerdings unterschiedlich aus. Die verschiedenen Pflanzenarten können im Wesentlichen in zwei Gruppen des Fotosythesestoffwechsels gegliedert werden: Die C3-Pflanzen und die C4-Pflanzen. Zu den ersteren gehören Kulturarten wie Weizen, Reis, Zuckerrübe und Kartoffel. Sie profitieren deutlich von einer Kohlendioxiddüngung. Bei C4-Pflanzen (Amarant, Mais, Zuckerrohr) ist dies kaum der Fall. Die C3-Pflanzen haben jedoch das Problem, dass das für die Carboxylierung verantwortliche Enzym (RuBisCO) temperaturabhängig reagiert. Infolge ansteigender Temperaturen verringert sich die Carboxylierungsrate der Rubisco.

Neben der Änderung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre und den steigenden Temperaturen müssen die Landpflanzen auch mit mehr Trockenstress zurechtkommen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Betrachtet man die Photosynthese der marinen Ökosysteme, so steht zu befürchten, dass deren Leistung zurückgeht. Ursachen sind die Erhöhung der Wassertemperaturen und das Absinken des pH-Wertes. Phytoplankton produziert weniger Material und reduziert die Wirkung der biologischen Kohlenstoffpumpe.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.geomar.de/news/article/steuert-das-marine-oekosystem-auf-ein-neues-regime-zu%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.geomar.de/news/article/steuert-das-marine-oekosystem-auf-ein-neues-regime-zu}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Geomar16.07.2015{{#if: 2022-04-14 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Versauerung der Meere

Die Erhöhung der Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Atmosphäre führt zu einer vermehrten Lösung von CO₂ im Meerwasser. Durch die Bildung von Kohlensäure wird der pH-Wert des Wassers erniedrigt (saurer). In den letzten 200 Jahren ist ungefähr die Hälfte des durch Verbrennung von fossilem Kohlenstoff freigesetzten Kohlendioxids (525 Gt CO₂) von den Meeren aufgenommen worden. Der pH-Wert ist dabei um 0,1 gefallen. Eine zunehmende Versauerung der Ozeane bedroht eine Vielzahl von Meeresorganismen – angefangen von mikroskopischen Algen über Muscheln bis hin zu den Korallenriffen.<ref name=":7" /> Kalkbildende Arten, besonders jene, die die Kalkart Aragonit produzieren, werden durch die Versauerung gefährdet. Aragonit löst sich besonders leicht in saurem Wasser. Die Versauerung könnte den Kohlenstofftransport von den oberen Schichten in die Tiefsee vermindern. Die Versauerung könnte sich zu einem der Kippelemente im Erdklimasystem entwickeln.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.geomar.de/news/article/steuert-das-marine-oekosystem-auf-ein-neues-regime-zu%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.geomar.de/news/article/steuert-das-marine-oekosystem-auf-ein-neues-regime-zu}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Steuert das marine Ökosystem auf ein neues Regime zu?}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:geomar.de{{#if: 2023-03-31 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Schätzungen zu neuen möglichen Kohlenstoff-Senken

Technische Lösungen

Unter dem Begriff Climate Engineering werden willkürliche Eingriffe in das Erdsystem zusammengefasst, die das Ziel haben, die Durchschnittstemperaturen zu senken.

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Soweit diese den Kohlenstoffkreislauf betreffen, spricht man auch von Negativen Emissionstechnologien.

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Diese verfolgen alle das Ziel, Kohlendioxid langfristig dem Kreislauf zu entziehen. Beispiele sind Düngung der Ozeane mit Eisen zur Steigerung der CO₂−Aufnahme, Versenkung von CO₂ in der Tiefsee oder Deponierung in Lagerstätten an Land (Carbon dioxide Capture and Storage CCS).

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Der Weltklimarat sieht für diese Techniken noch weiteren Forschungsbedarf.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:PEKKA KAUPPI, ROGER SEDJO|PEKKA KAUPPI, ROGER SEDJO: }}{{#if:|{{#if:Technological and Economic Potential of Options to Enhance, Maintain, and Manage Biological Carbon Reservoirs and Geo-engineering|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Technological and Economic Potential of Options to Enhance, Maintain, and Manage Biological Carbon Reservoirs and Geo-engineering}}]{{#if:PDF, 606 KB| (PDF, 606 KB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/4.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Technological and Economic Potential of Options to Enhance, Maintain, and Manage Biological Carbon Reservoirs and Geo-engineering}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/4.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Technological and Economic Potential of Options to Enhance, Maintain, and Manage Biological Carbon Reservoirs and Geo-engineering}}}}]}}{{#if:PDF, 606 KB| (PDF, 606 KB{{#if:Weltklimarat{{#if: 2022-04-06 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Aufforstung

Aufforstung kann eine wirksame Maßnahme sein, um dem Anstieg des CO₂ Gehalts der Atmosphäre entgegenzuwirken. Bislang ging man davon aus, die negativen Auswirkungen von vorausgegangener Entwaldung umkehren zu können. Modellierungen zeigen allerdings, dass der Effekt noch höher ist. Höhere Temperatur und CO₂ Gehalt stärken das Potential zur Kohlenstoffspeicherung durch Wiederaufforstung.<ref name=":1" />

Entscheidend wird sein, wann bei einer forstlichen Neuanlage die Kohlenstoffspeicherung mengenmäßig einsetzt. Einen starken Einfluss auf die Kohlenstoffspeicherung einer Aufforstungsfläche haben Faktoren wie Sonneneinstrahlung und Feuchte. Die Strahlungsintensität wird vor allem durch den Breitengrad bestimmt, auf dem die Fläche liegt. So kann man in den ersten 20 Jahren in borealen Zonen Kohlenstoffspeicherleistungen von 0,6 bis 1,4 Tonnen Kohlenstoff pro Jahr und Hektar erwarten. In den gemäßigten Zonen sind es 0,4 bis 8,6 tC/a*ha und in den Tropen 2,1 bis 27 tC/a*ha. Für Deutschland ist ein Wert von 2,8 tC/a*ha für 20-jährige Kulturen anzunehmen. Über alle Baumarten gemittelt steigt die Speicherleistung nach Untersuchungen des Karl-Gayer-Instituts bis zum Alter von 60 Jahren in Deutschland auf ein Maximum von 6,4tC/a*ha. Bei älteren Bäumen sinkt sie wieder. Generell ist festzustellen, dass die Kohlenstoffspeicherleistung von Aufforstungsflächen sehr stark von den Rahmenbedingungen abhängt und erheblichen Schwankungen unterworfen ist. Besonders bei vorheriger Nutzung der Fläche als Grünland ist mit starken Kohlenstoffverlusten im Boden nach der Aufforstung zu rechnen. Ein entsprechendes Beispiel in Kanada ergab eine negative C-Gesamtbilanz der ersten 20 Jahre.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:C. Paul, M. Weber, R. Mosandl|C. Paul, M. Weber, R. Mosandl: }}{{#if:|{{#if:Kohlenstoffbindung junger Aufforstungsflächen|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Kohlenstoffbindung junger Aufforstungsflächen}}]{{#if:PDF, 3,4 MB| (PDF, 3,4 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://karlgayer.de/Forschung_Aufforstung.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Kohlenstoffbindung junger Aufforstungsflächen}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://karlgayer.de/Forschung_Aufforstung.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Kohlenstoffbindung junger Aufforstungsflächen}}}}]}}{{#if:PDF, 3,4 MB| (PDF, 3,4 MB{{#if:Karl Gayer Institut; Lehrstuhl für Waldbau der Technischen Universität MünchenApril 2009{{#if: 2022-04-05 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Nachhaltige Wald- und Holznutzung

Schließt man sich dem Standpunkt der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft an und geht davon aus, dass die Fähigkeit der Bäume, Kohlenstoff zu speichern, mit dem Alter beständig zunimmt, dann wäre es aus Sicht des Klimaschutzes am besten, man würde sie gar nicht bewirtschaften. Sie würden dann stetig weiter der Atmosphäre Kohlenstoff entziehen und für Jahrhunderte festlegen.<ref name=":3" />

Diese isolierte Betrachtung ist allerdings ein fiktives Szenario. Nachfrage an Holzprodukten besteht weiterhin. Sie würde schnell aus nicht nachhaltig bewirtschafteten Wäldern gedeckt werden oder man würde auf andere, weniger umweltfreundliche Materialien ausweichen.

Die Bewirtschaftung des Waldes mit dem Ziel der Erzeugung langlebiger Holzprodukte (Bauholz, Möbel) gilt daher als umweltfreundlich.

Dies gilt insbesondere im Falle einer sogenannten Kaskadennutzung, also einer mehrfachen Nutzung über einen möglichst langen Zeitraum. Nach einem oder mehrmaligem Recycling stünde am Ende der Kaskade dann die energetische Nutzung.<ref name=":4">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Umweltschutz, Wald und nachhaltige Holznutzung in Deutschland|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Umweltschutz, Wald und nachhaltige Holznutzung in Deutschland}}]{{#if:PDF, 4,5 MB| (PDF, 4,5 MB)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/5750/publikationen/2021_hgp_umweltschutzwald_u_nachhaltigeholznutzung_bf.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Umweltschutz, Wald und nachhaltige Holznutzung in Deutschland}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/5750/publikationen/2021_hgp_umweltschutzwald_u_nachhaltigeholznutzung_bf.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Umweltschutz, Wald und nachhaltige Holznutzung in Deutschland}}}}]}}{{#if:PDF, 4,5 MB| (PDF, 4,5 MB{{#if:UmweltbundesamtMärz 2021{{#if: 2022-04-12 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Die Nutzung von Holz für Papier und Zellstoff entspricht nicht diesen Kriterien. Jährlich werden in Deutschland 9,3 Millionen m³ Holz für die Papier- und Zellstoffindustrie verbraucht. Dies deckt aber nicht den Bedarf. Zusätzlich wird Zellstoff aus China und Südamerika importiert. Der Papier- und Zellstoffverbrauch pro Person und Jahr in Deutschland liegt bei 100 kg.<ref name=":4"/> Brasilien ist für Deutschland das bedeutendste Importland mit 850.000 Tonnen Zellstoff in 2009. Dort wächst ein Eukalyptus in Monokultur in 8 Jahren zur Hiebreife.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Zellstoff und Papier kommt zunehmend aus dem Süden|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Zellstoff und Papier kommt zunehmend aus dem Süden}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://papierwende.de/zellstoff-und-papier-kommt-zunehmend-aus-dem-suden/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Zellstoff und Papier kommt zunehmend aus dem Süden}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://papierwende.de/zellstoff-und-papier-kommt-zunehmend-aus-dem-suden/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Zellstoff und Papier kommt zunehmend aus dem Süden}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:papierwende.de{{#if: 2022-04-12 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Die Beurteilung der Frage, ob eine energetische Nutzung von Holz nachhaltig und aus dem Aspekt des Klimaschutzes sinnvoll ist, hängt sehr stark von den Rahmenbedingungen ab. Für den Fall, dass das Material aus Durchforstungen oder Ernterückständen besteht, so trifft das sicher zu. Die Herstellung von Brennmaterial aus Rundholz ist eher nicht sinnvoll.<ref name=":4" />

Neben den Zielen der Biodiversität, des Schutzes von Boden und Wasser, neben sozialen und wirtschaftlichen Funktionen hat die europäische Forstpolitik das Ziel der Kohlenstoffspeicherung als vorrangig für den Waldbau erkannt.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Sustainable Forest Management|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Sustainable Forest Management}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://foresteurope.org/workstreams/sustainable-forest-management/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Sustainable Forest Management}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://foresteurope.org/workstreams/sustainable-forest-management/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Sustainable Forest Management}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:FOREST EUROPE{{#if: 2022-04-12 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Nachhaltige Landwirtschaft

Der Boden (Pedosphäre) ist ein großer Kohlenstoffspeicher. Durch verschiedene Prozesse in der Landwirtschaft wurde in der Vergangenheit dem Boden Kohlenstoff entzogen und in die Atmosphäre entlassen. Die problematischsten Vorgänge waren Entwaldung, Trockenlegung, Mineraldüngung, Kalkung, Bodenerosion, Umwandlung von Grünland in Ackerland. Der Boden hat durchaus das Potential, wieder Kohlenstoff aufzunehmen und langfristig zu halten. Hierzu müssen die Bewirtschaftungsmethoden geändert und angepasst werden. Neben der Korrektur der traditionellen Bewirtschaftungsweise können Einbringung von organischem Material (Gründüngung, Mist, Erntereste), schonende Bodenbearbeitung (Grubbern statt Pflügen), Verzicht auf Bodenbearbeitung in Trockenphasen und kontinuierliche Bodenbedeckung hilfreich sein. Empfohlen wird auch die Verwendung mehrjähriger Kulturen und die Anlage von Hecken und Feldgehölzen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Der große Kohlenspeicher|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Der große Kohlenspeicher}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.boell.de/de/2015/01/08/klima-der-grosse-kohlenspeicher%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Der große Kohlenspeicher}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.boell.de/de/2015/01/08/klima-der-grosse-kohlenspeicher}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Der große Kohlenspeicher}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Heinrich-Böll-Stiftung08.01.2015{{#if: 2022-04-03 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Siehe auch

Literatur

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Praxis der Naturwissenschaften. In: Biologie in der Schule. Heft 3/53, 15. April 2004. Aulis Verlag Deubner, Köln Leipzig.

Weblinks

}} Literatur von und über {{#invoke:WLink|getArticleBase}} im Katalog der {{#ifeq: Kohlenstoffzyklus | Deutsche Nationalbibliothek | DNB | Deutschen Nationalbibliothek}}{{#ifeq: 0 | 0

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    | Vorlage:DNB-Portal – veraltete Parametrisierung 3=
  }}

}}

Klimaerwärmung: Der Ozean und seine Geheimnisse – Magazin für europäische Forschung, #48, Februar 2006
Video- und Multimedia-DVD im Ausleihbestand des Landesmedienzentrums Baden-Württemberg
Informationen zur Video- und Multimedia-DVD auf der Seite des Produzenten

Einzelnachweise

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