[melkart]

ich habe eine Frage zur Erdatmosphäre. In den üblichen Darstellungen zur Entwicklung der Erdatmosphäre (z.B. hier ) wird behauptet, der hohe Sauerstoffanteil in der Erdatmosphäre sei nahezu vollständig auf die Photosynthese zurückzuführen. Andere Effekte, wie die Photodissoziation des Wasserdampfs, seien nahezu vernachlässigbar.

Bei der Photosynthese entsteht Sauerstoff, der an die Atmosphäre abgegeben wird, jedoch wird gleichzeitig der Atmosphäre Kohlenstoff (aus dem CO2) entzogen. Dieser Kohlenstoff wird in Biomasse umgewandelt. Dieser Prozeß wird aber durch Verwesung oder Verbrennung umgekehrt, das heisst, der Kohlenstoff, der zunächst der Atmosphäre entzogen wurde, wird dieser nun wieder in Form von CO2 hinzugeführt und der Sauerstoff, der bei der Photosynthese an die Atmosphäre abgegeben wurde, wird dieser nun wieder entzogen. Nach Ablauf beider Prozesse ist also kein bißchen mehr Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden als zuvor. Wenn zuvor so gut wie kein Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden war, kann nach Beendigung des Lebenszyklusses einer Pflanze netto kein weiterer hinzugekommen sein.

Nun tritt ja nach dem Absterben einer Pflanze eine neue an ihre Stelle, betreibt wieder Photosynthese und gibt wieder Sauerstoff an die Atmosphäre ab. In der Biomasse auf der Erdoberfläche ist deshalb ständig eine bestimmte Menge Kohlenstoff gebunden. Wie ich oben ausgeführt habe, müssen die Menge an gebundenem Kohlenstoff und die Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre in einem Zusammenhang stehen. Je mehr Kohlenstoff gebunden ist, desto mehr durch Photosynthese entstandener Sauerstoff kann in der Atmosphäre verbleiben. Wird der gebundene Kohlenstoff jedoch durch Verwesung oder Verbrennung wieder an die Atmosphäre abgegeben, muß die Menge des Sauerstoffs in der Atmosphäre unweigerlich abnehmen. Würde sämtlicher gebundene Kohlenstoff an die Atmosphäre abgegeben - etwa indem sämtliche Biomasse auf der Erde verbrannt würde - müsste auch sämtlicher durch die Photosynthese entstandene Sauerstoff aus der Atmosphäre wieder verschwinden. Da dieser ja angeblich nahezu vollständig aus der Photosynthese stammt, müsste der Sauerstoffanteil wieder auf den Wert von vor mehreren Milliarden Jahren zurückfallen, also auf nahezu Null.

Ein Teil der Biomasse gerät in den Untergrund und wird schliesslich zu Erdöl-, Kohle- und Erdgasvorkommen umgewandelt. Über Zeiträume von vielen Millionen Jahren sind so die Erdöl-, Kohle- und Erdgasvorkommen entstanden, in denen ein Vielfaches mehr an Kohlenstoff gebunden ist bzw. war als in der Biomasse auf der Erdoberfläche. Diese Seite nennt die Mengen an Kohlenstoff auf der Erde, die in den genannten unterirdischen Vorkommen sowie in der Biomasse gebunden ist. Dadurch wird klar, daß durch die Entziehung von Biomasse, und damit Kohlenstoff, aus dem oben geschilderten Kreislauf auf der Erdoberfläche, indem diese in den Untergrund geriet, die Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre auf viel höhere Werte steigen konnte als dies sonst möglich gewesen wäre. Wenn die Biomasse auf der Erdoberfläche eine bestimmte Menge, etwa 1000 Mrd. Tonnen Kohlenstoff binden kann, dann dürfte, ohne den Prozeß der Entstehung unterirdischer fossiler Energierohstoffe, die Atmosphäre auch nur diejenige Menge an Sauerstoff enthalten können, die in dem Prozeß der Entstehung dieser Biomasse entstehen konnte. Ein Sauerstoffmolekül hat 32 u Masse, ein Kohlenstoffatom 12 u, also dürften das dann - wie gesagt, ohne den Prozeß der Entstehung unterirdischer fossiler Energierohstoffe - nur ca. 2670 Mrd. Tonnen Sauerstoff in der Atmosphäre sein.

Dadurch, daß in den unterirdischen Lagerstätten aber ein Vielfaches an Kohlenstoff gebunden ist bzw. war, konnte die Menge an Sauerstoff auf viel höhere Werte steigen. Nun ist die Menschheit aber gerade dabei, diese unterirdischen Vorkommen zu verbrennen und entzieht damit der Atmosphäre wieder den bei ihrer Entstehung (Photosynthese-Prozeß vor vielen Millionen Jahren, für jedes gebundene Kohlenstoffatom wurde ein Molekül Sauerstoff an die Atmosphäre abgegeben) ebenfalls entstandenen Sauerstoff. Sobald die Menschheit einmal sämtliche fossile Energierohstoffe verbrannt hat und damit die unterirdischen Lagerstätten an gebundenen Kohlenstoff aufgelöst und den darin enthaltenen Kohlenstoff in CO2 zurück verwandelt hat, müsste die Menge an Sauerstoff wieder auf den oben als Beispiel berechneten Wert von ca. 2670 Mrd. Tonnen absinken. Wie gesagt, da die Menge an gebundenem Kohlenstoff in den unterirdischen Vorkommen von Erdöl, Kohle und Gas ja ein Vielfaches der Menge an in der Biomasse auf der Erdoberfläche gebundenem Kohlenstoff beträgt, müsste heute - noch - die Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre um ein Vielfaches höher liegen als wenn die Verbrennung abgeschlossen ist. Und wir müssten während des Prozesses dieser Verbrennung ein merkliches Absinken der Sauerstoffmenge in der Atmosphäre beobachten.

Genau dies beobachten wir aber nicht. Der Sauerstoffanteil der Atmosphäre bleibt ziemlich konstant bei ca. 20%, obwohl ja angeblich schon etwa die Hälfte der einstigen Erdölvorkommen verbrannt wurde. Also kann irgendwas an den oben genannten Annahmen und ausgeführten Gedankengängen nicht stimmen. Was?

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[melkart]

Ich habe die Antwort auf meine Frage auf folgender Webseite gefunden:

http://www.sciam.com/earth-and-envi...s-atmo/topicID/10/catID/3

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