KohlendioxidKreislaufs

Der Kohlendioxidkreislauf beschreibt die räumlich und zeitlich vernetzten Prozesse, durch die Kohlendioxid (CO2) zwischen Atmosphäre, Ozean, Biosphäre und Lithosphäre ausgetauscht wird. Zentrale Speicherräume sind die Atmosphäre, terrestrische Ökosysteme, Oberflächen- und Tiefenmeere sowie Gesteins- und Sedimentlager. Das Gleichgewicht dieses Kreislaufs beeinflusst CO2-Konzentrationen in der Luft und damit das globale Klima.

Wesentliche Flüsse umfassen Photosynthese, bei der Organismen CO2 aus Luft oder Wasser binden, sowie Atmung, Zersetzung und Deponierung, die CO2 freisetzen. Der Austausch zwischen Atmosphäre und Meer erfolgt durch Gastransport und chemische Reaktionen im Wasser; CO2 löst sich, bildet Kohlensäure und führt zu Carbonat- und Bicarbonat-Ionen, was zur Versauerung der Ozeane beiträgt. Langfristig wirken Verwitterung von Silikaten, Bildung von Karbonaten und die Absinkung von Kohlenstoffen in Sedimente; durch Subduktion gelangen Kohlenstoff in den Mantel und vulkanische Prozesse setzen CO2 wieder in die Atmosphäre frei.

Kurz- bis mittelfristig (Jahre bis Jahrhunderte) dominiert der biologische und physikalische Austausch den Kreislauf, während geologische Prozesse über Millionen Jahre den Grundrahmen festlegen. Natürliche Variabilität und menschliche Eingriffe können das Gleichgewicht verschieben und die Größenordnung von Emissionen und Senken verändern.

Der Kohlendioxidkreislauf ist ein zentrales Konzept der Klimaforschung. Messungen des CO2-Gehalts, Isotopenverhältnisse und Modellierungen helfen, Flüsse und Speicher im Kreislauf zu charakterisieren. Menschliche Aktivitäten, insbesondere die Verbrennung fossiler Brennstoffe, Zementproduktion und Landnutzungsänderungen, erhöhen den atmosphärischen CO2-Gehalt, verstärken den Treibhauseffekt und beeinflussen die Ozeanchemie. Maßnahmen zur Emissionsminderung wirken auf verschiedene Flüsse und Speicherkapazitäten im Kreislauf.