Kohlenstoffkreislauf

Der Kohlenstoffkreislauf bewegt Kohlenstoff zwischen Atmosphäre, Ozeanen, Landbiosphäre und geologischen Speichern, und seine Störung durch die Nutzung fossiler Brennstoffe treibt den Klimawandel voran.

Definition

Der globale Kreislauf von Kohlenstoff zwischen atmosphärischen, ozeanischen, terrestrischen und geologischen Speichern durch chemische und biologische Prozesse.

Scope

Dieses Thema behandelt den chemischen und biologischen Austausch von Kohlenstoff, einschließlich Photosynthese und Respiration, die Aufnahme durch die Ozeane und das Karbonatsystem, die Speicherung in Böden und Vegetation sowie das geologische Reservoir, zusammen mit der anthropogenen Störung, die den atmosphärischen Kohlendioxidgehalt erhöht hat.

Core questions

• Was sind die wichtigsten Kohlenstoffspeicher und die Flüsse zwischen ihnen?
• Wie nehmen Ozeane und Land anthropogenes Kohlendioxid auf?
• Warum gibt es keine natürliche Senke, die groß genug ist, um alle Emissionen aufzunehmen?
• Wie koppelt der Kohlenstoffkreislauf an das Klima?

Key theories

Kohlenstoffhaushalt des Erdsystems

Kohlenstoff bewegt sich zwischen klar definierten Speichern durch Photosynthese, Respiration, ozeanischen Austausch und Verwitterung; die Analyse des Haushalts zeigt, dass natürliche Senken anthropogene Emissionen verlangsamen, aber nicht vollständig ausgleichen können.

Mechanisms

Die Photosynthese bindet atmosphärischen Kohlendioxid in organischem Kohlenstoff, der durch Respiration und Zersetzung wieder freigesetzt wird; der Ozean absorbiert Kohlendioxid über das Karbonatsystem und die biologische Pumpe; und über lange Zeiträume regulieren Silikatverwitterung und Sedimentablagerung die Atmosphäre. Menschliche Emissionen übersteigen die Rate, mit der diese Senken reagieren können, sodass sich Kohlenstoff in der Luft ansammelt.

Clinical relevance

Der Kohlenstoffkreislauf ist der zentrale Rahmen für das Verständnis des Anstiegs des atmosphärischen Kohlendioxids, des Klimawandels und der Ozeanversauerung sowie für die Bewertung von Kohlenstoffsenken und Minderungsmaßnahmen.

History

Keelings kontinuierliche Kohlendioxidmessungen ab 1958 zeigten den unaufhaltsamen atmosphärischen Anstieg, und die Erdsystem-Synthese um die Jahrhundertwende quantifizierte den globalen Kohlenstoffhaushalt und seine menschliche Störung.

Key figures

• Charles David Keeling
• Paul Falkowski

Seminal works

• falkowski2000
• schlesinger2013

Frequently asked questions

Wo landet der größte Teil des anthropogenen Kohlendioxids?

Etwa die Hälfte verbleibt in der Atmosphäre, der Rest wird von den Ozeanen und der Landbiosphäre aufgenommen; keine dieser Senken kann alles absorbieren.