Robert Klatt
Die Erde beinhaltet insgesamt 1,85 Milliarden Gigatonnen Kohlenstoff, von denen 99,9 Prozent unterhalb der Oberfläche gebunden sind. Von den 43.500 Gigatonnen an der Oberfläche befinden sich 37.000 Gigatonnen in der Tiefsee, während die Atmosphäre nur 590 Gigatonnen Kohlenstoff beinhaltet. Als größtes Risiko für das natürliche Kohlenstoffgleichgewicht sehen die Wissenschaftler CO2-Emissionen des Menschen.
Washington, DC (U.S.A.). Kohlenstoff ist ein zentrales Element im globalen Stoffkreislauf und eine der Lebensgrundlagen der Erde. Durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Biomasse sowie Vulkanausbrüche und andere natürliche Vorgänge wird ständig gespeicherter Kohlenstoff als Methan und CO2 in die Atmosphäre freigesetzt. Andere Prozesse wie die Photosynthese und die Einlagerung in Gesteinen und den Ozeanen sorgen wiederum dafür, dass Kohlenstoff aus der Luft entfernt wird.
Wissenschaftler des Deep Carbon Observatory (DCO), dem mehr als 1.200 Wissenschaftler aus 55 Ländern angehören, haben nun nach zehnjähriger Forschungsdauer erstmals ermittelt wie viel Kohlenstoff es insgesamt auf der Erde gibt. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse dieses extrem aufwendigen Forschungsprojekts in einer Sonderausgabe des wissenschaftlichen Magazins Elements (PDF).
Insgesamt kommt die Bilanz auf eine Kohlenstoffmenge von 1,85 Milliarden Gigatonnen, von denen sich 99,9 Prozent unterhalb der Erdoberfläche wie zum Beispiel in einer kürzlich vor Japan entdeckten Riftzone befinden. Enthalten ist der Kohlenstoff im Erdkern, Erdmantel und der Erdkruste sowohl in Form chemischer Verbindungen in Gesteinen und Mineralien und in seiner elementaren Form.
Robert Hazen, Exekutivdirektor des DCO erklärt, dass die Wissenschaft „sich in den Jahrzehnten intensiver Forschung meist auf den oberflächennahen Kohlenstoffkreislauf, also die die Ozeane, Atmosphäre und Biosphäre, konzentiert hat.“ Die Erdatmosphäre und die Erdoberfläche beinhalten aber nur 0,1 Prozent beziehungsweise 43.500 Gigatonnen Kohlenstoff, der sich in Sedimenten, im Ozean, in den Böden und in der Luft befindet. 37.000 Gigatonnen der 43.500 Gigatonnen entfallen davon auf die Tiefsee, deren CO2-Senke trotz der steigenden Emissionen noch intakt ist. Die Atmosphäre enthält insgesamt 590 Gigatonnen Kohlenstoff.
Ein zwischen den Kohlenstoffreservoiren stattfindender Austausch sorgt dafür, dass die in der Studie festgestellte Verteilung sich ständig verändert. Marie Edmonds, von der University of Cambridge die ebenfalls am DCO beteiligt ist erklärt, dass „der Schlüssel dazu, den natürlichen Kreislauf des Kohlenstoffs zu verstehen herauszufinden ist, wie viel Kohlenstoff es wo gibt und wie schnell und viel davon sich von den tiefen Reservoiren an die Oberfläche und zurückbewegt.“
Insgesamt sollen laut der Kohlenstoffbilanz jährlich zwischen 300 und 400 Millionen Tonnen Kohlenstoff durch geologische Vorgänge aus der Erde herausgelöst werden. Dies erfolgt zum Beispiel durch Vulkane, die Gestein aus dem Erdinneren schmelzen und dabei Kohlenstoff freisetzen.
Cin-Ty Lee, von der ebenfalls am DOC mitwirkenden Rice University fügt hinzu, dass „die Erde über Milliarden von Jahren ein Gleichgewicht zwischen dem mittels Subduktion ins Erdinnere gebrachten Kohlenstoff und dem Kohlstoff, der von Vulkanen freigesetzt wird gefunden hat.“ Unklar ist laut Lee hingegen „wie stabil diese Balance ist, die das Klima und Umwelt zu stabilisiert."
Besonders Supervulkane, wie den Sibirischen Trapp vor 250 Millionen Jahren sorgten in der Geschichte der Erde bereits dafür, dass die Balance empfindlich gestört wurde. Auch Asteroiden können laut den Wissenschaftlern das Kohlenstoffgleichgewicht der Erde zum Wanken bringen. Dies erfolgte zum Beispiel vor 65 Millionen Jahren durch die Kollision mit dem Chicxulub-Asteroiden, die ein Massensterben auf dem Planeten zur Folge hatte.
Inzwischen sehen die Wissenschaftler den Menschen, der durch die Nutzung fossiler Brennstoffe in den vergangenen 100 Jahren 40 bis 100 Mal mehr Kohlenstoff emittiert hat als die natürliche Prozesse der Erde als größtes Risiko, dass die Kohlenstoffbalance kurz- oder mittelfristig zerstören könnte.
