Treibhauseffekt. Der Klimawandel.

Die Menschen gehen oft mit der Erde um, als hätten sie noch eine zweite im Keller. Menschen sind es, die Artensterben verursachen, die Luft, Wasser und Boden verschmutzen sowie den Klimawandel verursachen. Die Folgen spüren wir überall auf der Welt immer mehr.

Globale Umweltprobleme
  • Hintergründe → Unser Klima spielt verrückt [jedenfalls immer öfter]: Tornados, Hurrikane, Tsunamis, Stürme, Starkregen, extreme Kälte oder Hitze, Wüstenbildung und und und. Globale Klimaveränderung, Artensterben, extreme Bedingungen durch unsere eigene Schuld. Besonders betroffen ist Afrika, wo immer schlimmere Dürreperioden und Wüstenbildung ganze Völker bedrohen. Hungerkatastrophen, Krankheiten und Armut werden dadurch noch verschlimmert. Auch Asien erwischt es immer mehr, wo Monsunregen immer schlimmere Überschwemmungen hervorrufen.
  • Probleme auch bei uns → Auch hierzulande sind die Folgen des globalen Klimawandels nicht mehr wegzudiskutieren: Überschwemmungen, extreme Hitze oder Kälte, sich häufende Stürme und gar Tornados etc. Und Wissenschaftler glauben, das ist erst der Anfang, wenn wir nicht bald vernünftiger mit unserem Heimatplaneten umgehen.
  • globale und/oder regionale Umweltprobleme → sind u.a. ...
    • Abholzung und Brandrodung der [Regen]Wälder
    • Raubbau an Bodenschätzen [oft zusätzlich mit Giftfreisetzungen verbunden]
    • Verschmutzung von Luft, Böden und Gewässern
    • Abgase von Kraftfahrzeugen und Industrie
    • Treibhauseffekt, globale Erwärmung, Abnahme der Eisvorräte
    • Veränderung der Meeresströmungen
    • Müll, Umweltgifte
    • saurer Regen
    • Aussterben von Tier- und Pflanzenarten
    • Überfischung der Meere
    • intensive Landwirtschaft und so Belastungen durch künstliche Düngemittel, Pflanzenschutz- und Insektenbekämpfungsmittel
    • Radioaktivität und Kernkraft
    • etc. [um nur einige zu nennen]
Kohlenstoffdioxid
  • Kohlenstoffdioxid in der Luft ↓
    Molekül Besonderheiten
    Nahrungspyramide Dieses Gas ist durchschnittlich gerade einmal mit 0,039% in unserer Luft vorhanden. Da es ständig von tierischen Lebewesen ausgeatmet wird, ist es eigentlich auch auf natürliche Weise in der Atmosphäre. Pflanzen wandeln es dann per Fotosynthese wieder in Traubenzucker [also organische Substanz] um. Eigentlich ein Kreislauf also. Gäbe es das Gas nicht in der Atmosphäre, hätten wir in unseren Breiten nahezu ganzjährig Dauerfrost.
  • Eigenschaften → farbloses, geruchloses Gas; nicht brennbar, erstickend; viel größere Dichte als Luft; gute Löslichkeit in Wasser [reagiert begünstigt durch Druck mit Wasser zu Kohlensäure], lässt sich unter Druck leicht verflüssigen
  • Struktur → 3-atomige Moleküle
  • Bedeutung → Ausgangsstoff der Fotosynthese, Produkt der Zellatmung und einiger Gärungen [z.B. alkoholische]; beteiligt an Verwitterung und Treibhauseffekt
  • Verwendung → gasförmig als Getränkezusatz; flüssig bzw. fest als Kühlmittel [fest: Trockeneis] und Feuerlöschmittel
  • natürliche Vorkommen → z.B. Luft, Mineralquellen
  • künstliche Kohlenstoffdioxid-Quellen → u.a. die Verbrennung von Holz oder Biogas [theoretisch aufkommensneutral - so viel wie die Pflanzen aufgenommen hatten, wird bei Verbrennung frei], Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger [z.B. Erdöl, Erdgas, Benzin, Diesel, Kohle, Koks; erhöhen den CO2-Anteil in der Atmosphäre künstlich und verursachen so den Treibhauseffekt mit]
  • Kohlenstoffdioxid-Emissionen absolut [Liste der 10 größten Produzenten; aus energetischer Nutzung wie z.B. Verkehr, Industrie, Stromerzeugung, Heizungen]
    Land Emission in Millionen Tonnen 2011 [gerundet] Anteil an Weltemission 2011
    China 8979 26,4%
    USA 6017 17,7%
    Indien 1798 5,3%
    Russland 1675 4,9%
    Japan 1307 3,8%
    Deutschland 803 2,4%
    Südkorea 738 2,2%
    Kanada 624 1,8%
    Saudi-Arabien 602 1,8%
    Iran 594 1,7%
  • Kohlenstoffdioxid-Emission aus energetischer Nutzung auf der Welt 2011 gesamt → über 34 Milliarden Tonnen [Tendenz immer noch steigend oder stagnierend auf hohem Niveau]
  • Kohlenstoffdioxid-Emission, Anteil der EU jährlich → ca. 13,4 %
  • Kohlenstoffdioxid-Emission pro Einwohner in Deutschland pro Jahr → ca. 12 Tonnen [wobei: Jeder US-Amerikaner bringt es auf das Doppelte]
  • Kohlenstoffdioxid im Meereswasser → Kohlenstoffdioxid löst sich gut in Meereswasser; nur ein kleiner Teil davon wird per Fotosynthese gebunden - Folgen ...
    • dadurch liegt der Anteil in der Luft bei nur 0,4% [sonst wäre dies mehr]
    • durch mehr CO2 in der Luft löst sich aber auch mehr im Meer
    • aus Kohlenstoffdioxid und Wasser bildet sich Kohlensäure, die mit Kalkschalen und -gerüsten noch mehr Kohlenstoffdioxid bildet - dadurch steigt auch der Luft-Gehalt an CO2 weiter an
    • also: Ein Teufelskreis.
    • zudem sinkt die Wasserlöslichkeit mit zunehmender Temperatur und so entweicht noch mehr CO2 in die Luft
Methan
  • Methan in der Luft ↓
    Molekül Besonderheiten
    Nahrungspyramide Auch dieses Gas entsteht auch auf natürliche Art und Weise. Es wird zum Beispiel bei Fäulnisprozessen frei sowie bei bestimmten Gärungen. So geben Pflanzenfresser CH4 in die Luft ab. Erdgas besteht ebenso aus überwiegend Methan, genauso wie Sumpfgas ["Irrlichter“], Grubengas [oft Ursache von Bergwerksunglücken] und Biogas. Eigentlich wirkt Methan noch intensiver beim Treibhauseffekt als Kohlenstoffdioxid.
  • Vorkommen → z.B. in Erdgas, Sumpfgas, Grubengas [„schlagende Wetter“], Biogas, bei Eiweißfäulnis, bei Verdauungsprozessen von Tieren [besonders bei Pflanzenfressern]
    [siehe Celluloseabbau durch Methan bildende Bakterien unter Sauerstoffabschluss]
  • Eigenschaften von Methan → farbloses, geruchloses Gas; leichter als Luft; wasserunlöslich; brennbar [im Gemisch mit Luft explosiv]
  • Struktur → 5-atomige Moleküle mit tetraedrischer räumlicher Atomanordnung
  • Verbrennung von Methan → bei der vollständigen Verbrennung [z.B. in Form von Biogas, Erdgas, LPG-Autogas] entstehen Kohlenstoffdioxid [also ein anderes Treibhausgas] und Wasserdampf
  • Gefahren → bei unvollständiger Verbrennung [wenig Sauerstoffzufuhr] entsteht allerdings das schwere Atemgift Kohlenstoffmonooxid und Wasserdampf - dies kann also zum Tod führen, beispielsweise bei defekten Erdgasverbrennungsanlagen bzw. unzureichende Belüftung; in jedem Falle sind Methan sowie Kohlenstoffmonooxid brennbar und daher besteht Explosionsgefahr bei fahrlässigem Umgang mit Gas und Gasanlagen
  • Verwendung von Methan → z.B. Energieträger; Herstellung von Lösungsmitteln, Acetylen, Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff für Methanolsynthese], Gewinnen von Wasserstoff für die Ammoniaksynthese
  • Ist Biogas gut für die Umwelt? → Pro: Ja, es wird aufkommensneutral produziert und es werden zusätzliche pflanzliche Abfälle bzw. nachwachsende Rohstoffe genutzt. Es ist sicher ökologisch sinnvoller, aus landwirtschaftlichen Abfällen Biogas zu erzeugen und daraus wiederum elektrische Energie bzw. Wärme, als zusätzlich den Strom aus Kohlekraftwerken zu nutzen.
  • Ist Biogas gut für die Umwelt? → Contra: Der Umstieg auf Erdgas und Biogas ist nicht die Lösung des Grundproblems der globalen Klimaerwärmung, sondern verstärkt diese noch. Ein landwirtschaftlicher Betrieb, der z.B. Stallbeheizungen per Sonnenenergie bewerkstelligen kann, ist absolut umweltfreundlicher. Die Gasgewinnung auf Pflanzenbasis ergibt zwar bei der Gasverbrennung nur soviel CO2, wie die Pflanzen einst aufgenommen hatten [also aufkommensneutral], aber dies kann sich die Erde angesichts des Klimawandels eigentlich auch nicht mehr leisten.
  • Sind Fahrzeuge mit Flüssiggas gut für die Umwelt? → Auch diese verbrennen den Energieträger [LPG-Autogas oder Erdgas] zu CO2 und Wasserdampf. Es ist zwar weniger Kohlenstoffdioxid als bei Benzin oder Diesel, aber dennoch entsteht Treibhausgas. Also: Keine wirkliche Alternative, selbst wenn es aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wird.
weitere Ursachen des Treibhauseffekts
  • Beteiligung von Wasserdampf → der größere Teil des Treibhauseffekts [bis zu 70%] wird allerdings durch Wasserdampf in der Atmosphäre verursacht
  • andere Ursachen → auch Stickstoffoxide, die immer noch in Mengen vorhandenen FCKWs [Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe] tragen zum Effekt bei, ebenso deren Ersatzstoffe [z.B. Propan-Butan-Gemische in Sprays], außerdem Aerosolpartikel [z.B. Seesalz in der Luft, Feinstäube wie Ruß, Vulkanstaub, Pollen]
  • Hinweis → Da immer weniger FCKW in die Atmosphäre gelangen, scheint sich das Ozonloch immer mehr zu schließen. Die Ozonschicht schützt uns vor UV-Strahlung. Aber die Ersatzstoffe wie Propan oder/und Butan tragen leider zum Treibhauseffekt bei.
Treibhauseffekt
  • Kohlenstoffdioxid → Problem ist eher nicht das natürliche Entstehen des Gases, sondern der künstliche Ausstoß von CO2 durch Kraftfahrzeuge, Industrie, Kraftwerke etc., d.h. durch alle Verbrennungsvorgänge von fossilen Brennstoffen [Kohle, Erdgas, Erdöl, Kohle, Benzin, Diesel, Heizöl u.a.] zur energetischen Nutzung
  • Methan → problematisch sind besonders die riesigen Viehherden der großen Lebensmittel- und Fastfoodkonzerne, vor allem in Südamerika, die Methan abgeben
    Zugleich wird für die Viehweiden auch noch sehr viel Regenwald gerodet. Da der Boden nährstoffarm ist, sind die Weiden nur kurze Zeit nutzbar.
  • Wasserdampf → verursacht den Treibhauseffekt zum größten Teil [natürliche Ursache]
  • Kohlenstoffdioxid und Methan → durch die Treibhausgase steigt die Dichte der Luft; dadurch wird Wärmestrahlung vermehrt zur Erde zurückreflektiert [anstatt ins Weltall abgestrahlt zu werden] - langfristige Folge ist die globale Klimaerwärmung durch diesen Treibhauseffekt
  • Grundprinzip ↓
    Der Treibhauseffekt.
    Durch die mit steigendem Gehalt an Treibhausgasen zunehmend größere Dichte der Atmosphäre bewirkt das Zurückreflektieren de zur Erdoberfläche Wärmestrahlung, so dass weniger Strahlen zurück ins Weltall reflektiert werden - es erwärmt sich immer mehr [wie unter einer Käseglocke].

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  • natürlicher Treibhauseffekt → Ein gewisser Treibhauseffekt ist durchaus erwünscht, da er das Klima auf dem Planeten milder macht, was ein Garant für das Leben auf der Erde überhaupt ist. Ohne den Effekt läge die Durchschnittstemperatur auf der Erde um ca. 30 Grad niedriger [statt bei +15 nur noch bei -18 °C].
    Vergleich: Die Atmosphäre der Venus besteht zu 95% aus Kohlenstoffdioxid und ist so enorm dicht. Daher herrschen dort auch Temperaturen von weit mehr als 400°C.
  • Geschichte und Zukunft → seit Beginn der Industrialisierung hat der Treibhauseffekt stetig zugenommen; das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid CO2 hat seitdem um 40%, Distickstoffmonooxid [Lachgas N2O] um 10%, Methan CH4 gar um 120% zugenommen - bis zum Ende dieses Jahrhunderts [schätzt der Weltklimarat] wird sich die Erde um weitere 6°C erwärmt haben.
Eisvorräte der Erde und Klimawandel
  • Eisvorräte der Erde → besonders z.B. in Form der Gletscher und natürlich an den Polen der Erde
  • Das Eis schmilzt → immer mehr ...
    • Ursachen vermehrter Ausstoß von Treibhausgasen und somit der Treibhauseffekt
    • Folgen → Gefährdung der Lebensräume von Tieren und Pflanzen [z.B. am Süd- und Nordpol sowie in den Hochgebirgsregionen]; ansteigende Meeresspiegel bedrohen Küstenregionen
  • Treibhauseffekt und Golfstrom → durch abschmelzende Eisvorräte kann die warme Atlantikströmung abreißen - in einigen Gebieten kann es also auch zu kälteren Temperaturen kommen [anstatt zur Erwärmung], z.B. in Form von längeren Dauerfrostperioden, ebenso mit Einfluss auf die Lebensräume von Organismen
Globale Alternativen gegen Treibhauseffekt und Klimawandel
  • alternative [regenerative] Energiequellen → keine Brennstoffe nutzen, die bei Verbrennung Kohlenstoffdioxid CO2 liefern, sondern regenerative Energiequellen verwenden wie Brennstoffzellen, Solarenergie, Wind- oder Wasserkraft, Geothermie [mehr zu Energie auch hier]
  • neue Antriebskonzepte → für Kraftfahrzeuge ohne Schadstoffemissionen [z.B. Elektrofahrzeuge, die regenerative Energien benutzen, Brennstoffzellen etc.]
  • Mobilität verändern → Umstieg auf Busse und Bahnen, mehr Wege per Fahrrad oder zu Fuß
  • weniger Südfrüchte → um unnötige Transportwege zu vermeiden [stattdessen einheimisches Obst der Saison]
  • Fleischkonsum reduzieren → um weniger Methan zu produzieren, verzichten wir am besten immer öfter auf Fleisch und Wurst, besonders auf Fast Food, damit nicht für Viehherden der Regenwald weichen muss sowie nicht mehr so viel Methan in die Atmosphäre abgegeben wird
  • Wälder schützen → Regenwälder und auch alle anderen Wälder nicht mehr abholzen, sondern schützen, damit das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid gebunden werden kann
  • energie- und rohstoffintensive Verfahren reduzieren → Industrieverfahren meiden, die viel Energie oder/und Ressourcen verschlingen [z.B. Produktion von Aluminium oder von Kunststoffen]; Ersatz durch Stoffe, für deren Herstellung wenig Energie benötigt wird bzw. nachwachsender Produkte [z.B. Einsatz von Holz für Fensterrahmen statt Kunststoff oder Aluminium]
  • keine Sprays → auch wenn heute keine FCKW mehr drin sind [die die schützende Ozonschicht der Erde vernichten], aber die heute benutzten Treibgas wie Propan, Butan oder Lachgas begünstigen den Treibhauseffekt zusätzlich [am besten Pumpsprays oder Deoroller verwenden]
  • u.v.a.
Selbst etwas tun
  • Hintergrund → Jeder von uns kann selbst einiges dafür tun, damit weniger Energie verbraucht wird und auch weniger Kohlenstoffdioxid oder Methan gebildet wird.
  • Wasser vom Gemüsewaschen auffangen und zum Blumengießen nutzen
  • Reinigungsmittelbestand reduzieren [das Abkochen mit Backpulver reinigt eine Pfanne auch, ebenso kann man Zitronensaft bzw. -säure, Essig und Soda zum Reinigen verwenden]
  • zum Entkalken Essig oder Zitronensäure nehmen [statt chemischer Mittel]
  • feste Zitronensäure [Apotheke] mit ganz wenig Wasser entfernt Flecke von Oberflächen und wirkt bleichend
  • Waschnüsse für die Wäsche nutzen [natürlicher Rohstoff; auch im Eine Welt Laden oder Biomärkten erhältlich]
  • einen Ökostrom-Anbieter nutzen
  • Standby-Betrieb vermeiden [z.B. durch abschaltbare Steckdosenleisten]
  • Stromfresser [alte Kühlschränke etc.] durch moderne Geräte ersetzen
  • eine Wärmflasche nehmen [anstatt die Heizung vor dem Schlafengehen noch einmal richtig aufzudrehen]
  • Jute statt Plastik [auf Tragetaschen aus Kunststoff verzichten; mehr]
  • Mehrwegflaschen/-gläser aus Glas statt Einwegverpackungen
  • Artikel aus Kunststoff vermeiden, stattdessen Gegenstände aus Naturmaterialien, Glas oder Porzellan verwenden [z.B. Spielzeug, Geschirr]
  • statt Mülltüte im Mülleimer einen Bogen Zeitungspapier nehmen [und so mehrfach nutzen]
  • einheimisches Obst und Gemüse der Saison verwenden, statt aus Holland, Spanien, Argentinien etc.
  • Alufolie nur sparsam einsetzen [da sehr energieintensive Herstellung]
  • Wasserhahn beim Einseifen kurz zudrehen [nicht laufen lassen und erst zum Abspülen wieder öffnen; ähnlich kann man das beim Rasieren und Zähneputzen machen] - denn auch die Trinkwassergewinnung und -aufbereitung erfordert Energie [und in vielen Ländern ist Wasser ein knappes Gut]
  • in nicht genutzten Räumen Licht aus [und bei längerer Nichtnutzung Heizung auf Sternchen]
  • zum Lesen keine Deckenleuchte sondern eine kleine Lese- oder Schreibtischlampe nutzen
  • Fernseher aus, wenn keiner hinschaut
  • Glühlampen durch LED-Lampen ersetzen [nicht durch Energiesparlampen, da diese schadstoffhaltig sind; LED-Lampen sind inzwischen schon oft recht hell und verbrauchen nur sehr wenig Strom - leider sind sie viel teurer, halten aber auch länger]
  • keine Benzinrasenmäher [Elektromäher lassen sich zumindest theoretisch mit Öko-Strom betreiben]
  • Bäume pflanzen
  • usw.
  • Tipp → Mehr zum Treibhauseffekt sowie zu saurem Regen findest Du auch auf der Homepage des Eine Welt Ladens Weißwasser, und zwar genau hier. Ebenso einiges zum Thema Energie.
Hinweise und einige Fachbegriffe
  • LPG → Autogas [Flüssiggas], Liquefied Petroleum Gas
  • regenerativ → erneuerbar
  • Geothermie → Energieerzeugung auf Erdwärme-Basis
  • Fotosynthese [Photosynthese] → aus Kohlenstoffdioxid und Wasser werden mit Hilfe von Lichtenergie in den Chloroplasten mit Chlorophyll organische Stoffe [Glucose] erzeugt, wobei außerdem Sauerstoff entsteht [mehr]; Nettoreaktionsgleichung ...
    6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 ; exotherm
    Kohlenstoffdioxid + Wasser Glucose + Sauerstoff
  • Tipp →Mehr zu Treibhauseffekt, saurem Regen und Smog etc. findest Du auch auf der Homepage
    des Eine Welt Ladens Weißwasser, und zwar genau hier. Ebenso einiges zum Thema Energie.
Quellenangaben
  • Die Inhalte dieser Webseite wurden urheberrechtlich durch den Autor zusammengestellt und eigenes Wissen sowie Erfahrungen genutzt. Bilder und Grafiken sind ausschließlich selbst angefertigt.

  • Für die Gestaltung dieser Internetseite verwendeten wir zur Information, fachlichen Absicherung sowie Prüfung unserer Inhalte auch folgende Internetangebote: wikipedia.de, regenwald.org, schuelerlexikon.de, seilnacht.com, darüber hinaus das Schroedel-Lehrbuch Erlebnis Biologie Klassen 7 und 10 [Ausgaben 2005/2008, Sachsen], das Begleitheft zur Folienserie Luft des Fonds der Chemischen Industrie, Frankfurt am Main 1987; Naturwissenschaften im Unterricht Chemie [Heft 129, 2012]; M. Latif, Klimawandel und Klimadynamik, UTB Ulmer Verlag 2009. Zitate oder Kopien sind entsprechend gekennzeichnet.

Hinweise

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