Was ist eine Kohlenstoffsenke

Eine Kohlenstoffsenke kann natürlich oder künstlich sein. Sie ist ein Element, das aktiv CO2 aus der Atmosphäre zieht und unbegrenzt speichert. Kohlenstoffsenken spielen eine entscheidende Rolle bei der Begrenzung der globalen Erwärmung, indem sie Jahr für Jahr einen erheblichen Teil unserer Kohlenstoffemissionen absorbieren. Tatsächlich wurden seit 1959 etwa 350 Milliarden Tonnen Kohlenstoff von Menschen in die Atmosphäre emittiert, von denen etwa 55 Prozent in verschiedenen Kohlenstoffsenken gespeichert wurden. Weltweit sind die beiden wichtigsten Kohlenstoffsenken die Vegetation und der Ozean.

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Jüngste Studien haben gezeigt, dass Kohlenstoffsenken mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen, wenn dessen Konzentration steigt. Andere Studien zeigen jedoch, dass dies nicht ohne Nebenwirkungen geschieht, und je mehr Kohlenstoff die Senken speichern, desto mehr Druck wird auf sie ausgeübt. Daher glauben Wissenschaftler nicht, dass dieser Trend des „Schritthaltens“ unbegrenzt anhalten wird, da wir weiterhin enorme Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre emittieren.

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Wie dieses Diagramm zeigt, waren Kohlenstoffsenken entscheidend, um die globale Erwärmung zu begrenzen, obwohl unsere Emissionen himmelhoch sind. Viele natürliche Kohlenstoffsenken sind jedoch durch menschliche Aktivitäten gefährdet (z. B. Abholzung, industrielle Landwirtschaft und Ozeanversauerung). Wir werden sehen, dass wir keine andere Wahl haben, als die Natur und allgemein das Leben zu schützen, um Netto-Null zu erreichen.

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Der Kohlenstoffkreislauf erklärt

Kohlenstoff ist der Kern des Lebens. Wir sprechen oft nur über Kohlenstoff im Spektrum der CO2-Emissionen. Dieses chemische Element bildet jedoch die Grundlage des Lebens.

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Wie alle anderen Tiere auf der Erde stellen wir einen Kohlenstoffvorrat dar. Tatsächlich bestehen 18 % unseres menschlichen Körpers daraus. Die gesamte menschliche Bevölkerung speichert etwa 0,06 Gtonnen Kohlenstoff in ihren Milliarden Körpern. Die gesamte Tierpopulation selbst speichert etwa 2 Gtonnen. Aber wir machen nur einen kleinen Anteil im Vergleich zum globalen Leben aus.

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All diese Lebewesen speichern Kohlenstoff nicht unbegrenzt aus der Atmosphäre. Im Gegenteil, Kohlenstoff fließt in unsere Körper hinein und wieder heraus. Er stammt aus dem Verzehr anderer Tiere oder Pflanzen, die ihn gespeichert haben, um wieder in die Atmosphäre ausgeatmet zu werden. Pflanzen hingegen nutzen die Photosynthese, um CO2 aus der Atmosphäre aufzunehmen und es dann durch die Zellatmung freizusetzen.

Die Vegetation ist daher die Grundlage des terrestrischen Kohlenstoffkreislaufs, und die Photosynthese ist tatsächlich das größte biologische Kohlenstoffabsorptionsphänomen. Das folgende NASA-Video zeigt, dass sich die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre mit den Vegetationszyklen ändert.

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Saisonale Vegetation und ihre Wirkung auf die Erde - NASA

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Im Frühjahr und Frühsommer sammelt sich Kohlendioxid in der Atmosphäre an, da Kohlenstoff durch die Zellatmung der Pflanzen freigesetzt wird, was ihnen Wachstum ermöglicht. Wenn wir in die zweite Phase des Jahres eintreten (die Schrumpfungsphase), absorbiert die Vegetation mehr Kohlendioxid.

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Darüber hinaus fangen die Ozeane ständig enorme Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre ein. Wie bei jedem anderen Gas wird ein Teil davon, wenn er die Oberfläche eines Gewässers erreicht, im Wasser gelöst. Wenn der Gasdruck in der Atmosphäre steigt, wird der Ozean mehr von diesem Gas aufnehmen, um den Druck auszugleichen. Das bedeutet, dass wir möglicherweise einen Rückgang der Kohlenstoffaufnahme aus dem Ozean erleben, wenn die Emissionen zu sinken beginnen. Dennoch wäre es zu 100 % vorteilhaft.

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Diese Wechselwirkungen bilden das, was Wissenschaftler den „schnellen Kohlenstoffkreislauf“ nennen. Wie wir in einem kürzlichen LinkedIn-Post erklärt haben, führt das von uns heute emittierte Kohlendioxid nicht zu zukünftigen Temperaturerhöhungen im Klimasystem. Das bedeutet, dass wir jetzt drastisch beginnen können, die Emissionen zu reduzieren, schnell Netto-Null erreichen und die globale Erwärmung fast sofort stoppen können.

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Verschiedene Arten von Kohlenstoffsenken

Wald

Jeder weiß, dass Bäume Kohlendioxid aus der Atmosphäre absorbieren. Massive Aufforstungsprojekte werden oft als einfache Lösung für den Klimawandel angepriesen. In den Vereinigten Staaten sequestrierten Wälder im Jahr 2004 etwa 10 % der jährlichen Kohlendioxidemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe.

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Obwohl Wälder eine wichtige Kohlenstoffsenke darstellen und eine Gelegenheit bieten, uns im Kampf gegen die Klimakrise zu helfen, stehen sie auch unter zunehmendem Druck. Angesichts der anhaltenden massiven Abholzung befürchten Wissenschaftler, dass Wälder in Zukunft zu einer Kohlenstoffquelle werden könnten (mehr Kohlendioxid emittieren, als sie aufnehmen).

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Als Reaktion auf die Abholzung und die Nachfrage der Unternehmen nach „Kohlenstoffkompensationen“ sind viele industrielle Aufforstungsprojekte entstanden, die versprechen, die Erde wieder aufzuforsten und Millionen Tonnen Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu absorbieren. Um Bäume in industriellem Maßstab zu pflanzen, verwenden Projektkoordinatoren Monokulturen und Populationen nicht einheimischer Arten, um die Waldfläche so schnell wie möglich zu maximieren, wobei die grundlegenden Prinzipien der Kohlenstoffsequestrierung von Wäldern ignoriert werden.

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Indem sie sich auf schnell wachsende, nicht einheimische Bäume in Monokultursystemen verlassen, fehlt diesen „Wäldern“ die gesunde Vegetationsschicht, die notwendig ist, um ein reiches und widerstandsfähiges Ökosystem zu entwickeln. Bodenflora, Zwischenstadien, Totholz und reiche Fauna sind notwendig, um einen Wald zu schaffen, der massiv Kohlenstoff aufnimmt, nach 3 Jahren nicht brennt und biologischen Krankheiten widersteht.

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Noch schlimmer, einige Studien haben gezeigt, dass schlecht verwaltete Aufforstungsprojekte im Laufe der Jahre zu zusätzlichen Kohlenstoffemissionen führten.

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Dennoch ist das Pflanzen von Bäumen entscheidend, damit unsere Gesellschaft ein Netto-Null-Emissionsniveau erreicht. Erstens, um die Verluste durch Abholzung auszugleichen, die gestoppt werden müssen. Zweitens, weil wir mehr Kohlendioxid absorbieren müssen, als wir produzieren, um den Klimawandel umzukehren und so schnell wie möglich zur Normalität zurückzukehren. Aus diesem Grund muss die Aufforstung so durchgeführt werden, dass alle Teile eines Waldes verbessert werden, von den Bäumen über die kleine Vegetation bis hin zur Streu und dem Boden, und die Entwicklung eines reichen Lebens innerhalb des Waldes ermöglicht wird, um Kohlenstoff zu speichern und den Wald zu schützen.

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Ozean

Etwa 70 % der Erde sind mit Wasser bedeckt, das riesige Mengen Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufnimmt. Dies ist „blauer Kohlenstoff“, d. h. Kohlenstoff, der von Ozean- und Küstenökosystemen aufgenommen wird. Die Ozeane speichern derzeit 38.000 Gtonnen Kohlenstoff, während die Atmosphäre nur 750 Gtonnen enthält. Darüber hinaus haben die Ozeane 38 % des gesamten Kohlenstoffs aufgenommen, den wir in den letzten 200 Jahren emittiert haben, und absorbieren weiterhin jährlich 7 Gtonnen Kohlendioxid.

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Wie jede andere Senke nehmen die Ozeane Kohlenstoff aus der Atmosphäre auf und geben auch eine gewisse Menge ab, einatmen, ausatmen. Theoretisch müssen die Ozeane ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des Kohlenstoffs in der Atmosphäre und in den Gewässern der Erde halten. Daher sollten die Ozeane, während wir den Kohlenstoffvorrat in der Atmosphäre weiter erhöhen, mehr Kohlendioxid aufnehmen. Wenn es absorbiert wird, wird Kohlendioxid entweder im Wasser gelöst und bildet andere Moleküle oder wird von pflanzenähnlichen Organismen durch Photosynthese genutzt.

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Jüngste Studien zeigen jedoch, dass es möglicherweise nicht so einfach ist. Tatsächlich sagt der Wissenschaftler Sarmiento „Ich denke, es ist möglich, dass die Senke des Südlichen Ozeans langsamer wird“. Ozeanökosysteme stehen unter Druck. Auch Ozeanwälder leiden unter Abholzung und absorbieren daher weniger Kohlenstoff. Beispielsweise enthält Seegras 10 % des Kohlenstoffvorrats der Ozeane, verliert jedoch jährlich 1,5 % seines Lebensraums und verschwindet schneller als Regenwälder. Eine Studie zeigte auch, dass Mangroven enorme Mengen Kohlenstoff speichern und durch ihre Auslöschung von der Erde enorme Mengen Kohlenstoff in die Atmosphäre freisetzen. Zwischen 2000 und 2015 wurden durch den Verlust von Mangrovenwäldern bis zu 122 Millionen Tonnen dieses Kohlenstoffs freigesetzt – etwa so viel wie die jährlichen Emissionen Brasiliens.

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Disruptive Studien zeigen auch, dass Ozeane möglicherweise auf verschiedene biologische und klimatische Faktoren zur Kohlenstoffsequestrierung angewiesen sind.

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Boden

Boden besteht hauptsächlich aus organischer Substanz. Organische Substanz von Vegetation über dem Boden, die durch Photosynthese Kohlenstoff aus der Atmosphäre aufnimmt, stirbt und sich langsam im Boden zersetzt. Daher enthalten Böden auf der ganzen Welt erstaunliche Mengen an Kohlenstoff. Tatsächlich speichert der Boden weltweit 2.500 Gtonnen Kohlenstoff.

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Änderungen der Landnutzung in den letzten hundert Jahren (hauptsächlich durch landwirtschaftliche Praktiken) haben Böden auf der ganzen Welt degradiert, was zur Freisetzung von 110 Milliarden Tonnen Kohlenstoff führte, was 80 Jahren der heutigen US-Emissionen entspricht. Etwa die Hälfte des gesamten Kohlenstoffvorrats im Boden liegt im ersten Meter, was ihn extrem anfällig für menschliche Aktivitäten macht.

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Industrielle landwirtschaftliche Praktiken wie intensive Bodenbearbeitung, übermäßiger Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln setzen Kohlenstoff aus dem Boden frei und mindern seine Aufnahmekapazitäten.

Intuitiv bedeutet dies, dass eine Änderung unserer landwirtschaftlichen Praktiken dazu führen könnte, dass viel zusätzliches Kohlendioxid sequestriert wird. Wissenschaftler haben geschätzt, dass Böden, wenn sie richtig behandelt werden, jedes Jahr 1 Gtonne zusätzliches Kohlendioxid aufnehmen könnten. Um dies ins Verhältnis zu setzen: Dies entspricht über einem Viertel der jährlichen Kohlenstoffemissionen, ohne Sequestrierung durch Kohlenstoffsenken. Regenerative Landwirtschaft wird notwendig sein, damit unsere Gesellschaft Netto-Null erreicht. Mehr als nur Kohlenstoff zu speichern, würde es auch unser Lebensmittelsystem widerstandsfähiger gegen den Klimawandel und Dürren machen, weniger abhängig von fossilen Brennstoffen und Pestiziden und enorme gesundheitliche Vorteile bringen.