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Freitag, 10.02.2012
Ein Förderband ist der Schlüssel
CO2 und Plattentektonik

Der weitaus größte Teil des ursprünglich in der Erdatmosphäre befindlichen Kohlendioxids ist in den Überresten von Einzellern gebunden. Die mächtigen Sedimentschichten aus Karbonaten wurden von der Plattentektonik zu Kalkgebirgen aufgetürmt. Wer auf der Zugspitze seinen Blick über die bayerischen Alpen schweifen lässt, ahnt wohl kaum, daß er auf Billionen Tonnen einstiger "Uratmosphäre" steht.

Ein weiterer großer Teil des ursprünglichen Kohlendioxids, aber schon deutlich weniger als in den Kalkgebirgen, ist schließlich noch in den Meeren selbst eingelagert: Das Meerwasser kann CO2 in ganz erheblichem Umfang speichern und somit aus dem atmosphärischem Kreislauf entfernen. Dieser Prozeß des "schleichenden Entzuges" von CO2 aus der Atmosphäre ist jedoch keine Einbahnstraße.

 Konvektionsströmung im Erdmantel
Konvektionsströmung im Erdmantel
© MMCD
Auch hier liegt der Schlüssel zum Verständnis wesentlicher Unterschiede zwischen den terrestrischen Planeten in der Plattentektonik: Die Karbonat-Sedimentstapel wandern nämlich wie auf gigantischen Förderbändern mit Geschwindigkeiten von wenigen Zentimetern pro Jahr den Plattenrändern entgegen. Das Transportmittel für die Ozean- und Kontinentplatten sind die Konvektionszellen im Erdmantel: Heißeres Material aus der Tiefe steigt auf, vermindert seine Temperatur an der Unterseite der "kühlen" Erdkruste und wandert bis zu der Stelle, wo die Zelle an eine Nachbarzelle grenzt. Dort taucht das silikatische Förderband, deutlich abgekühlt, wieder in den Mantel hinab und heizt sich wieder auf.

Subduktion an Plattengrenzen 
Subduktion an Plattengrenzen
© MMCD
An den Nahtstellen zweier Konvektionszellen wird die auf dem Mantel "schwimmende" ozeanische Erdkruste zum Teil mit in die Tiefe gezogen. Dort verliert sie durch die zunehmende Hitze zunächst ihr Wasser und - in größerer Tiefe - auch das Kohlendioxid, ehe die Gesteine schließlich aufschmelzen. Die mobilisierten Gase steigen zusammen mit Blasen teilgeschmolzenen Gesteins durch den obersten Erdmantel und die Kruste entlang von Schwächezonen auf. Schließlich entweichen Kohlendioxid und Wasserdampf aus den aktiven Vulkanen dieser Gebirge wieder in die Atmosphäre.

Über Hunderte von Millionen Jahren bildete sich so das gegenwärtig herrschende Gleichgewicht zwischen den Gaskonzentrationen in der Atmosphäre, in den Meeren, der Biomasse und den in Gesteinen gespeicherten Gasen. Freilich ist auch dieses Gleichgewicht ein dynamisches, denn stets gab es in der Erdgeschichte signifikante Schwankungen des Kohlendioxidgehalts der Lufthülle, der seit der Erdentstehung kontinuierlich abnahm.

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