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Konrad Fischer: Altbauten kostengünstig sanieren Konrad Fischer
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KLIMAFAKTEN UND KLIMALÜGEN 48
Zum Ökoterrorismus durch Energiesparzwang und Klimaschutzerpressung
(aktualisiert 29.04.08)
Inhalt

1 Einleitung: ein Mailwechsel mit einem anonymen Klimaterroristen
2 Geht es um Energiesparen? Umweltschutz?? CO2??? Welterlösung????
3-7 Medienmanipulation 1 2 3 4 5
8-10 Versiegende Energiequellen? 1 2 3
11-39 Vergebliche Liebesmüh besorgter Bürger aus dem Ökowiderstand 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
40-51 Dipl.- Met. Dr. Wolfgang Thüne gegen den Treibhausschwindel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
52-54 Dämmtechnik - Ökologie und Ökonomie 1 2 3
55-59 Wer ist schuld am Klimawandel? 1 2 3 4 5
60-62 CO2-Emissions-Zertifikathandelsterror 1 2 3 (mit INFAS/FAQ-Bundestagsumfrage)
63 Das Klimaschutz-Quiz
64 Aus dem Brennstoffspiegel
65 Rückversicherung und Klimapropaganda
66-67 Ökos Pro Atomkraft 1 2
68-73 Ökoterrorismus - Die Grüne Bewegung 1 2 3 4 5 6


48 Ökoterrorismus - Dipl.-Met. Dr. Thüne gegen den Treibhausschwindel 9

Fortsetzung von hier - Ist CO2 ein Umweltgift?

Synthese:

Im Jahre 1800 zerlegte Herrschel das Sonnenlicht in seine Spektralfarben und maß die dazugehörigen Temperaturen. Dabei stellte er fest, dass jenseits des Rot, im Ultra- oder Infrarot, die höchsten Temperaturen auftraten. Herrschel entdeckte über 0,8 mm hinaus die unsichtbare "Wärmestrahlung" der Sonne. Der Begriff "Temperatur- oder Wärmestrahlung" hat sich eingebürgert nach dem Effekt, den diese unsichtbare elektromagnetische Strahlung in Körpern hervorruft.

Mit Entwicklung der Infrarotthermographie und -photographie ist es möglich geworden, diese unsichtbare elektromagnetische Strahlung "sichtbar" zu machen und somit berührungslose Temperaturmessungen von strahlenden Körpern zu machen. Seit Mitte der siebziger Jahre des 20. Jahrhunderts sind alle Wettersatelliten neben den Tageslichtkameras zusätzlich mit Infrarotkameras ausgerüstet, um auch nachts die Temperaturverteilung an der Erdoberfläche messen zu können. Die berührungslose Temperaturmessung ist nicht nur möglich, weil sich die IR-Strahlung auch mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, sondern auch, weil sie als Signal beim Rezeptor in 400, 800 oder 36.000 km Höhe ankommt.

In dem Fachbuch "Satellitenmeteorologie" (1987) schreibt Zwatz-Meise: "Feste und flüssige Körper, z., B. die Erdoberfläche, emittieren ein sogenanntes kontinuierliches Spektrum, das heißt, alle Wellenlängen des eben erwähnten Spektrums. Gase, die in der Erdatmosphäre enthalten sind, können dies nicht; sie senden elektromagnetische Strahlung nur schmaler Wellenlängenbereiche aus, die jedoch für das jeweilige Gas typisch sind. Die Intensität der ausgesandten Strahlung hängt von der Temperatur des emittierenden Körpers ab... Betrachtet man einige wesentliche in der Atmosphäre vorhandene Gase bezüglich ihres Absorptionsvermögens,... so erkennt man auch Wellenlängenbereiche, wo keines der Gase eine Absorptionsbande hat,... Das ist z. B. zwischen 10 und 12 µm der Fall... Anders ausgedrückt: der Satellit "sieht" durch die Atmosphäre zu der strahlenden Oberfläche hindurch wie durch ein Fenster. Man spricht daher auch von Fenstermessungen."

In dem Fachbuch "Bildverarbeitung und optische Messtechnik in der industriellen Praxis" von 1993 schreibt Breuckmann, dass es drei atmosphärische Fenster gibt: das I. Fenster im nahen Infrarot (1-2 µm), das II. Fenster im mittleren Infrarot (3-5 µm) und das III. Fenster im fernen Infrarot (8-14 µm). Auch die Enquete-Kommission stellt in ihrem Ersten Zwischenbericht fest, dass es ein "stets offenes atmosphärisches Strahlungsfenster" zwischen 7 und 13 µm gibt, durch das ständig 70 bis 90 % der Wärmestrahlung der Erde ins Weltall entweichen. Sie fügt zudem an, dass dieses bei Oberflächentemperaturen von etwa -50 °C bis über +100 °C offene "Fenster" weder durch eine Zunahme des Wasserdampf- noch des Kohlendioxidgehaltes der Atmosphäre geschlossen werden kann, schon gar nicht mit den CO2-Absorptionsbanden bei 15 µm.

Konzediert man als Tatsache die Existenz der "Strahlungsfenster", dann ist es unmöglich anzunehmen, die Erde sei ein im infraroten Spektralbereich "abgeschlossenes System", das keine Wärmestrahlung ins Weltall passieren lässt. Alle Annahmen von der Erde als sich selbst aufheizendes "Treibhaus" entbehren jeglicher physikalischer Grundlage und sind daher pure Scheinannahmen oder durch nichts bewiesene Hypothesen. Mit jeder Infrarotaufnahme der Temperaturverteilung der Erdoberfläche widerlegt die Natur höchstpersönlich die als wahr behauptete "Konsensmeinung" der IPCC-Experten.

Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger:

Die von den durch die beteiligten Staaten in das IPCC entsandten "Klimaexperten" verbreitete "Konsensmeinung", dass die Erde einem "Treibhaus" vergleichbar" sei, das sich selbst mittels eines "natürlichen Treibhauseffektes" erwärmen könne und durch den zusätzlichen anthropogenen Treibhauseffekt weiter aufgeheizt werden können, entbehrt jeglicher naturwissenschaftlicher Grundlage. Der jeweils zum Sommer hin abfallende und zum Winter hin ansteigende CO2-Gehalt hat nichts mit dem chaotischen Wettergeschehen auf der Erde zu tun, übt keinerlei Einfluss auf das Wetter aus, wie die mittlere Jahrestemperatur von etwa -30 °C über der Antarktis oder von circa +27 °C über den Tropen zeigen möge.

Ist keinen Einfluss auf das Wetter gegeben, so ist auch kein Einfluss auf das vom Wetter statistisch abgeleitete "Klima" als "mittlerem Wettergeschehen" an einem Ort über eine 30-jährige Periode gegeben. Wenn sich das "Klima" lokal nicht schützen lässt, dann erst recht nicht global. Alle Bemühungen sind umsonst, ja utopisch, weil unmöglich. Sinnvoller wäre ein verbesserter Wetterschutz, als Schutz vor dem Wetter und seinen Extremen. Ob das "Kioto-Protokoll" ratifiziert wird oder auch nicht, am Wetter und damit auch am "Klima" wird sich nichts ändern.

Das UN-Vorhaben "Schutz des Globalklimas" mit dem Ziel, den "Klimawandel" zu stoppen, sollte sofort eingestellt werden, nicht aus Mangel an Beweisen, sondern wegen erwiesener Unmöglichkeit.

Oppenheim, dem 20. März 2003

Dipl.-Met. Dr. phil. Wolfgang Thüne

WfW - Werkstatt für Wetterkunde (D-55276 Oppenheim, Bädergasse 67)

Das Kohlendioxid hat eine Absorptionsbande bei 15 Mikrometern und läßt daher zwangsläufig die Wärmestrahlung der Erdoberfläche durch das stets offene "Strahlungsfenster" zwischen etwa 7 und 13 Mikrometern ungehindert passieren.

Auch durch Verdreifachung des Kohlendioxidgehaltes der Atmosphäre könnte das "Fenster" nicht geschlossenen werden.

Eine aus Milliarden kleinster Wassertröpfchen bestehende Wolke ist ein "schwarzer" flüssiger Körper und damit undurchsichtig.

Eine kompakte Wolke absorbiert die gesamte Wärmestrahlung der Erde, strahlt natürlich auch selbst Energie ab und mindert damit die nächtliche Abkühlung der Erde.

Wolken sind mit einer Bettdecke vergleichbar!


Zur Rolle des Kohlendioxyds im Naturhaushalt

Wolfgang Thüne

Kein anderes Gas in der Atmosphäre erfährt in Politik und Öffentlichkeit eine derart große Aufmerksamkeit wie das Kohlendioxyd, kurz CO2. Meist fokussiert sich die Aufmerksamkeit auf seine Rolle als Klimagas, das mit zur Erderwärmung beitrage, die bei weiterer Zunahme des CO2-Gehaltes der Luft in naher Zukunft zur Klimakatastrophe führe. Die Gefahr wird für so groß angesehen, dass man erwägt, dieses Gas bei seiner Entstehung zu sequestrieren und somit unschädlich zu machen. Trotz dieser sehr dramatischen Situation soll die Rolle des CO2 als Klimakiller im Folgenden nicht interessieren.  

Kohlendioxyd wird häufig pauschal als „Umweltgift“ bezeichnet, insbesondere in Warnungen von Umweltverbandsaktivisten. Aber auch die Politik warnt vor diesem Umweltgift und fordert eine schrittweise Dekarbonisierung der Energieerzeugung. Allein mit Sonne, Wind und Biomasse wolle man die Industriegesellschaft mit hinreichend Energie, insbesondere Strom versorgen.  Bis dahin sei es ein Ziel, sofort nach der Verbrennung fossiler Rohstoffe das notwendigerweise emittierte Verbrennungsprodukt CO2 einzufangen und dann zu sequestrieren, sei es in irdischen Bergwerkshöhlen einzulagern oder dauerhaft tief im Meere zu versenken. Doch mit welcher Berechtigung kann man  Kohlendioxyd einfach als Umweltgift bezeichnen?

Die Beantwortung dieser Frage ist von elementarem Interesse und sollte zutiefst jeden Menschen interessieren, der nicht nur die Blumenpracht liebt, sondern dem die Erhaltung und Schonung der Natur an sich am Herzen liegt. Es sei zur Einstimmung wie zur Sensibilisierung ein Satz vorangestellt, den zu lesen und zu verinnerlichen sich sehr empfiehlt. Dieser kurze Satz lautet: „Hab Ehrfurcht vor der Pflanze, alles lebt durch sie!“ Er findet sich am Eingangsportal des Botanischen Gartens in Berlin.

Bei der Entstehung der Lebewesen spielte nach Peter Fabian der Kohlenstoff in Form des überreichlich in der Atmosphäre enthaltenen Kohlendioxyds eine ganz entscheidende Rolle. Danach benutzten die ersten Autotrophen, auch Chemoautotrophen genannt, vermutlich Kohlendioxyds als Elektronenakzeptor und Wasserstoff als Elektronenspender. Methan-Bakterien sind beispielsweise Autotrophen, die Energie aus der Reaktion

 CO2 + 4 H2 ->  CH4 + 2 H2O

gewinnen. Die Ausbreitung der Chemoautotrophen blieb aber begrenzt durch das Angebot an Wasserstoff, der fast ausschließlich durch vulkanische Aktivität nachgeliefert werden musste. Eine weitere Steigerung der biologischen Aktivität erforderte daher die Erschließung einer ergiebigeren Energiequelle, der Sonnenenergie, und so war vermutlich der nächste Entwicklungsschritt die Photosynthese.

Um die Tragweite des Satzes „Hab Ehrfurcht vor der Pflanze, alles lebt durch sie!“ zu erfassen, sind zuerst die Fragen zu beantworten: welche Stoffe benötigen Pflanzen zum Leben und woher stammt die Antriebsenergie? Ein Blick ins Biologiebuch zeigt, wie die „chemische Fabrik“ Pflanze funktioniert. Den Hinweis auf die notwendigen Rohstoffe gibt die bekannte Photosynthesegleichung. Sie lautet:

6 CO2 + 6 H2O  -> C6H12O6 + 6 O2

Diese nackte chemische Formel besagt nichts anderes als ein Kochrezept. Man nehme 6 Moleküle Kohlendioxyd und 6 Wasser-Moleküle und erhält ein Zuckermolekül und 6 Moleküle Sauerstoff. Bei der Photosynthese entstehen aus zwei energetisch wertlosen Stoffen –CO2 ist die energieärmste aller Kohlenstoffverbindungen- Kohlehydrate wie Zucker mit hoher freier Energie. Aus anorganischen Molekülen wird eine organische chemische Verbindung aufgebaut, die unverzichtbar für alles andere Leben auf Erden ist. Die Pflanzen werden daher völlig zu Recht als Primärproduzenten bezeichnet. Mit dem Auftreten der photosynthetisierenden Organismen entstand ein völlig neues Produkt, der Sauerstoff. Der Anstieg des atmosphärischen O2-Gehalts erfolgte zunächst sehr langsam, da der freigesetzte Sauerstoff zur Oxidation reduzierender Bestandteile der Erdkruste und der alten Atmosphäre verbraucht wurde. Erst fast 2 Milliarden Jahre, für uns schnelllebige Menschen sind 100 Jahre fast eine Ewigkeit, nach Beginn der Photosynthese dürfte der atmosphärische Sauerstoff-Gehalt merklich über der Urey-Pegel von 0,001 PAL angestiegen sein. Mit der Photosynthese setzte nicht nur ein gigantischer Produktionsprozess für Biomasse ein, die Existenz freien Sauerstoffs ermöglichte es den photosynthetisierenden Organismen erstmalig, die in den Kohlehydraten gespeicherte Sonnenenergie durch „Verbrennung“ vollständig wieder freizusetzen. Als Bemessungsgrundlage für die Leistung der Photosynthese dient daher als Maß für die Menge des freigesetzten, leicht nachweisbaren und messbaren Sauerstoffs.  

Die Photosynthese ist nicht nur qualitativ ein überaus wichtiger Prozess. Jedes Jahr werden nach Dieter Heß rund 200 bis 500 Billionen Tonnen Kohlenstoff über die Photosynthese assimiliert und der Biomasse zugeführt. Damit wird die Photosynthese auch quantitativ zu einem ausschlaggebenden Vorgang. Beim Kreislauf des Kohlenstoffs, der mit der Fixierung des CO2 während der Photosynthese beginnt, handelt es sich mengenmäßig um den wichtigsten chemischen und den zweitwichtigsten aller Prozesse auf der Erde überhaupt. Im Mengenumsatz wird er nur noch vom Kreislauf des Wassers übertroffen. Rund ein Drittel der gesamten Sonnenenergie dienen allein der Aufrechterhaltung des Wasserkreislaufs und werden damit der Erwärmung des Erdbodens entzogen. Wenn immer wieder in Kurzform gesagt wird, „Wasser ist Leben“, so gilt mit gleicher Berechtigung ebenso der Satz „Kohlendioxyd ist Leben“. Das Zuckermolekül als „Lebensmolekül“ benötigt für seine Bildung zu gleichen Teilen CO2 und H2O. Bekommt die Pflanze aus der Luft kein Kohlendioxyd, dann verhungert sie, bekommt sie über die Wurzeln kein Wasser, dann verdurstet sie. Die Luft muss also immer Kohlendioxyd enthalten, damit die grünen Pflanzen sich als Primärproduzenten betätigen und die notwendige Nahrung für tierisches wie menschliches Leben bereitstellen können.

Mit den Kohlendioxyd-Konzentrationen, -Flüssen und –Bilanzen in einem Fichtenhochwald hat sich im Rahmen einer Dissertation im Fachbereich Forstwissenschaften der Ludwigs-Maximilians-Universität zu München unter Prof. Dr. Albert Baumgarten Herbert Hager im Rahmen des Internationalen Biologischen Programms (IBP) beschäftigt. Das Ergebnis der im Ebersberger Forst im Jahre 1972 erhobenen Daten: „Das CO2 ist in der Troposphäre in einer Konzentration von ca. 300 vppm zu finden und zeigt lokale und zeitliche Minima bis zu 200 vppm und Maxima bis zu 700 vppm.“ Die Energie für die Reduktion des CO2 bei der Photosynthese wird durch die Absorption solarer Strahlung im Wellenlängenbereich von 420 bis 650 nm durch die photosynthetisch wirksamen Pigmente der Pflanze geliefert. Photosynthese kann daher nur ablaufen, solange solare Energiequanten in dem erwähnten Spektralbereich auf die Pigmentmoleküle auftreffen. Im umgekehrten Sinn läuft die Photosynthesegleichung beim Prozess der Photolyse und Respiration ab, und zwar nicht nur in den Assimilationsorganen, sondern in allen lebendigen Zellen des pflanzlichen Organismus. Der Prozess der Photolyse ist ein kontinuierlicher und setzt Energie und Kohlenhydratspaltprodukte für den Stoffumsatz und das aktive Wachstum der Pflanze frei. Es wird dabei Kohlendioxyd von der Pflanze wieder abgegeben. Die Differenz zwischen Brutto-Photosynthese und Respiration ist die Nettoassimilationsrate (NAR). Die NAR quantifiziert die Produktion des Pflanzensystems und lässt sich anhand der Breite der Baumringe abschätzen. Jedenfalls ergibt die Differenz von CO2-Zuflüssen und CO2-Abflüssen einen charakteristischen Tagesgang des CO2-Gehaltes der Luft, wie er aus den Daten der Monate Juli bis September 1972 abzulesen ist. Für das Jahr 1972 wurde insgesamt über die CO2-Bilanz der Kronenschicht eine Trockensubstanzproduktion von 15.973 to ha-1 errechnet. Dies stimmt mit Daten aus dem Jahre 1969 mit 15.51 to ha-1 von Droste zu Hülfshoff gut überein.

Da das Wasserangebot auf der Erde sehr unterschiedlich ist und auch die Temperaturen stark schwanken, haben sich neben den C3- auch C4-Pflanzen entwickelt. Die C4-Pflanzen gehen mit dem knappen CO2 sehr haushälterisch um und sind zudem an wesentlich höhere Temperaturen adaptiert als die C3-Pflanzen. Das Optimum der CO2-Fixierung liegt bei den C3-Pflanzen bei 15 bis 20° C, bei C4-Pflanzen bei 30 bis 40° C. Letztere benötigen wenig, vorübergehend sogar überhaupt kein CO2 von außen, denn sie können auf die CO2-Speichersubstanzen Malat oder auch Asparat zurückgreifen. Ihre Spaltöffnungen können für einige Zeit weitgehend oder ganz geschlossen werden, ohne dass die Photosynthese beeinträchtigt wird. Mehr oder weniger stark geschlossene Spaltöffnungen, das bedeutet aber auch eine Einschränkung der Wasserverluste über die stomatäre Transpiration. Hinzu kommt das hohe Temperaturoptimum der CO2-Assimilation. Kein Wunder, dass sich der C4-Dicarabonsäureweg häufig bei Arten der Tropen und Subtropen findet, die zumindest zeitweise gegen Hitze und Wassermangel ankämpfen müssen. Zu den C3-Pflanzen gehören Hafer, Reis, Roggen, Weizen und zu den C4-Pflanzen Mais, Mohrenhirse, Rispenhirse, Zuckerrohr.  

Schaut man sich die Zusammensetzung des Gasgemisches Atmosphäre an, so setzt sich diese zu 78 Prozent aus Stickstoff (N2), zu 21 Prozent aus Sauerstoff (O2) und zu 0,9 Prozent aus dem Edelgas Argon zusammen. Daneben gibt es noch eine Reihe von Spurenstoffen, zu denen Kohlendioxyd mit Werten zwischen 0,03 und 0,04 Prozent und Wasserdampf mit 0 bis 4 Prozent gehören. Wo kein Wasser ist, wie in der Wüste, oder wo Wasser zu Eis erstarrt ist, da wachsen keine Pflanzen, trotz genügend CO2 in der Luft. Dieser Hinweis möge auch zeigen, dass zwischen dem Kohlendioxydgehalt der Luft und den Temperaturen der Luft keinerlei Beziehung besteht, insbesondere keine Kausalität, indem der CO2-Gehalt  das Auf und Ab der Temperatur verursacht, wie es fälschlicherweise  Svante Arrhenius im Jahre 1896 postuliert hat.

Während der CO2-Gehalt der Luft einen sehr gleichmäßigen Tagesgang aufweist, sind die Temperaturen extrem wechselhaft und hängen in hohem Maße von der Großwetterlage wie den Strömungsverhältnissen ab. Die Temperaturen werden neben der Solarstrahlung zu jeder Jahreszeit von den jeweils einströmenden Luftmassen bestimmt, deren Charakter wiederum von den Jahreszeiten abhängig ist. Atlantische Meeresluft verursacht in Mitteleuropa im Juli kühles und regnerisches, im Januar dagegen angenehm mildes und regenreiches Wetter. Luft aus dem osteuropäisch-asiatischen Raum ist im Winter trocken und eisig kalt, im Sommer trocken und heiß. Es gibt keinerlei Beziehung zwischen den Temperaturen und dem CO2-Gehalt der Luft. Walter Hesse berichtet in seinem Lehrbuch „Grundlagen der Meteorologie“ von Messungen des CO2Gehaltes über einem Kartoffelfeld bei München im Sommer 1952 in 0,5m, 18 und 100 m Höhe. Es ergab sich ein besonders stark ausgeprägter Tagesgang in Bodennähe. In 0,5 m Höhe tritt das Maximum mit über 0,04 % gegen 3 Uhr frühmorgens und das Minimum mit etwa 0,03 % nachmittags gegen 15 Uhr auf. Dies hängt mit der vom Tag-Nacht-Rhythmus gesteuerten Tätigkeit der chemischen Fabrik Pflanze ab. Weil das Kohlendioxyd für die Pflanze lebensnotwendig ist, ist CO2 bei einem Litergewicht von 1,977 g deutlich schwerer als Luft. Das bei der Bodenatmung freigesetzte schwere CO2 bleibt daher unmittelbar über dem Boden, wo es von den Pflanzen nach Sonnenaufgang assimiliert werden kann. Freiwillig steigt das Kohlendioxyd gegen die Schwerkraft nicht empor, es sei denn, es wird über die Konvektion zusammen mit ganzen Luftpaketen in die Höhe gerissen.  

Um optimal arbeiten zu können, benötigt die „chemische Fabrik“ Pflanze insbesondere eine stete Energiezufuhr von der Sonne. Fehlt diese, wie in der dunklen Nacht, dann funktioniert die Photosynthesegleichung nicht, dann findet keine CO2-Assimilation statt. Die hierfür notwendige Energie bezieht die Pflanze einzig von der Sonne, so dass die Fabrik nur an den Tages- oder Lichtstunden arbeiten und Zuckermoleküle herstellen kann. Doch selbst das reicht immer noch nicht  für den Betrieb, die Nahrungsproduktion. Es bedarf noch eines „Katalysators“, der die Energie des Sonnenlichtes einfängt. Dieser zwingend notwendige Katalysator oder Rezeptor ist der grüne Farbstoff namens Chlorophyll, das die Blattfarbe bestimmende Blattgrün. Das antennenartig gebaute Chlorophyll-Molekül ist unverzichtbar, um die Energie des Sonnenlichtes einzufangen und diese in feinen Abstufungen auf jenen chemischen Grundprozess zu übertragen, der aus 6 Molekülen Kohlendioxyd und 6 Molekülen Wasser ein Zuckermolekül, also eine organische Verbindung, aufbaut und dabei 6 Moleküle Sauerstoff abgibt. Bezieht man die Sauerstoffproduktion auf die vorhandene Chlorophyllmenge, erhält man die Rate der so genannten Assimilation: freigesetzte Menge an Sauerstoff in Gramm pro Stunde im Verhältnis zur vorhandenen Menge Chlorophyll in Gramm.

Nach Berechnungen von Josef H. Reichholf zeigt sich ein höchst überraschender Befund. Während die Assimilationsrate in Wäldern Werte von 0,4 bis 4 annimmt, steigt sie in den hochproduktiven Meeren auf über 10 an. Das heißt, dass in den Meeren viel mehr Sauerstoff, rund doppelt soviel wie im tropischen Regenwald, pro Stunde und Flächeneinheit produziert wird. Obgleich die Chlorophyll-Dichte pro Flächeneinheit in den tropischen Regenwäldern mit Temperaturen um 25°C am höchsten ist, ist die Assimilations- und mit ihr die Sauerstoffproduktionsrate in den kalten Meeresgebieten mit Temperaturen um 4°C am höchsten. Dies ist nach der vant’Hoffschen Regel, nach der die Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen von der Temperatur abhängt, nicht zu erwarten.  Nach dieser Regel müsste die Primärproduktion der immergrünen feuchten tropischen Regenwälder pro Flächeneinheit das Dreißigfache derjenigen der produktivsten kalten Meeresgebiete betragen. Aber auch hier zeigt sich wieder, dass der Temperatur nicht die überragende Rolle zufällt, die ihr theoretisch nachgesagt wird.

Wasser und Nährsalze sind notwendige Bestandteile jeder lebenden Zelle. Von nicht geringerer Bedeutung für den Aufbau der Organismen sind aber die eigentlichen Bausteine und Produkte des Protoplasmas, wie die Kohlenhydrate, Fette und Eisweißkörper. Die Kohlenhydrate stehen im Mittelpunkt des Stoffwechselgeschehens: Sie sind bei der Pflanze sowohl wie beim Tier das wichtigste Atmungsmaterial, dessen Verbrennung im Betriebsstoffwechsel die Energie für die Aufrechterhaltung des Lebens liefert. Wenn eine höhere grüne Pflanze, deren Wurzeln in einer rein anorganischen Nährlösung eintauchen, zu stattlicher Größe heranwächst, so ist es ohne weiteres klar, dass der Kohlenstoff nur aus dem in der Luft enthaltenen Kohlendioxyd stammen kann. Diese wichtige Entdeckung wurde 1779 von dem niederländischen Arzt Ingen-Housz gemacht.  

Die anfänglich dargestellte Photosynthesegleichung entspricht aber immer noch nicht ganz der Realität. Zur Bildung eines Moleküls C6H12O6 müssen jeweils 6 Moleküle CO2 verarbeitet werden. Nimmt man an, dass der dazu benötigte Wasserstoff dem in den assimilierenden Zellen stets vorhandenen Wasser entnommen wird, so muss der Bedarf an Wasser verdoppelt werden. Diese Annahme ist notwendig, nachdem man erkannt hatte, dass der bei der Photosynthese freigesetzte Sauerstoff ausschließlich aus der Spaltung des H2O herrührt. Somit kommt neu auf der Produktions-Seite die Verdunstung hinzu:

6 CO2 + 12 H2O  ->  C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Die Bauernregel „Mai kühl und nass, füllt dem Bauern Scheun’ und Fass“ findet hier ihre Bestätigung: zum Wachstum bedarf es eines genügenden Wasserangebotes. Ebenso wird der wiederholte Hinweis beekräftigt, dass die Temperatur bei der Assimilation des CO2 eine in gewissen Bereichen optimierende, aber keine dominante Rolle spielt. Doch selbst diese Formel spiegelt nicht die wirklichen Reaktionen wider. Wie die Verbrennungswärme des Zuckers zeigt, ist in einem Glukosemolekül eine beträchtliche Energiemenge gebunden. Bei der völligen Verbrennung von einem Mol Glukose (=180g) zu CO2 und H2O werden 657 kg-Kalorien oder 2825 KJ Energie frei, die Reaktion ist exotherm. Dieser Energiebetrag muss also umgekehrt dem System zugeführt werden, wenn eine Synthese von Zucker aus den Grundbausteinen CO2 und H2O erfolgen soll. Dies ist ganz offensichtlich der Grund, warum bei der CO2-Assimilation der grünen Pflanzen überhaupt Licht benötigt wird. Denn einzig das Licht kann die Energie liefern, die bei der endothermen Zuckersynthese durch die Pflanze benötigt wird:

6 Mol CO2 + 12 Mol H2O + 675 Kal ->  1 Mol C6H12O6 + 6 Mol O2 + 6 Mol H2O
     264 g                216 g                                 180 g                    192 g           108 g

Unter all diesen Gesichtspunkten enthüllt sich erst das eigentliche Wesen der pflanzlichen Photosynthese: Es wird hier in den Pflanzen nicht nur in einzigartiger Weise aus einfachen anorganischen Grundstoffen organischer Zucker gebildet, ohne den ein Leben auf unserer Erde gar nicht möglich wäre. Es werden außerdem aus dem breiten Spektrum an Sonnenenergie spezielle Lichtquanten aufgefangen und in Form von chemischer Energie gespeichert, um später wieder den verschiedenen Zwecken des Lebens dienstbar gemacht zu werden.

Die Photosynthese der grünen Pflanzen ist der einzige Vorgang, bei dem auf der Erde in großem Maße Sonnenenergie aufgefangen und gespeichert wird. Wir Menschen sind sprichwörtlich „Kinder der Sonne“! Jahr für Jahr nehmen allein die Landpflanzen etwa 1018 Kalorien an Sonnenenergie auf. Von dieser Energie aber zehrt alles Lebendige, Tiere sowohl wie Pflanzen, wenn sie einen Teil des selbst produzierten Zuckers wieder beim eigenen Atmungsstoffwechsel verbrennen und die dabei frei werdende Energie zum Betrieb ihrer Lebensvorgänge verwenden. Wenn alles Leben von den winzigen Mengen von Kohlendioxyd in der Luft anhängt, mit welcher Berechtigung wird undifferenziert dieses lebensnotwendige Molekül als „Umweltgift“ bezeichnet? Aus botanischer, zoologischer wie anthropologischer Sicht ist dieses Urteil schlicht und einfach falsch.

Bei dem sehr geringen CO2-Gehalt der Luft von circa 0,03 Volumprozent, das sind etwa 0,5-0,6 mg CO2 pro Liter Luft, müsste der Luftvorrat rasch erschöpft sein, so dass ein dauernder Aufbau der Pflanzenwelt aus der Luftkohlensäure nur dann möglich ist, wenn ständig CO2-Quellen vorhanden sind. Hierzu werden in dem Lehrbuch der Botanik folgende Überlegungen angestellt:

„Erstaunlicherweise sorgt nun das Leben selbst auf unserer Erde für eine dauernde Rückbildung von CO2 in größtem Umfang. Es ist ja ein Charakteristikum der Lebewesen, dass sie zur Aufrechterhaltung ihres Daseins in einer Weise,…, atmen und hierbei in der Mehrzahl der Fälle u. a. CO2 ausscheiden. Ein erwachsener Mensch atmet im Ruhezustand in 24 Stunden rund 1 kg CO2 aus, und in der gleichen Größenordnung liegt auch die Atmungsintensität des Tieres wie auch der höheren Pflanze. Einschließlich des Exhalation der Vulkane und der Tätigkeit unserer Industrie wären jedoch Menschen, Tiere und höhere Pflanzen immer noch nicht imstande, die beachtliche Konstanz des Luftkohlensäuregehaltes aufrecht zu erhalten, wenn nicht neben ihnen noch das große Heer der sog. niederen Organismen, insbesondere der Bodenbakterien, lebte und atmete, mit einer CO2-Produktion, die ganz ungeheuer ist. Man hat in einem einzigen Kubikzentimeter eines guten Ackerbodens schon mehrere Milliarden Bakterien gefunden und schätzt die stündliche CO2-Entwicklung aus 1 ha auf 2-5 kg CO2, bei Waldboden auf wesentlich mehr. Das ergibt pro Jahr derartige Mengen an CO2, dass man wohl verstehen kann, dass gerade diese Mikroorganismen bei der Bilanz des CO2-Gehaltes unserer Lufthülle eine entscheidende Rolle spielen. Auf sie und ihre CO2-Produktion geht es auch zurück, wenn der CO2-Gehalt der Luft dicht über dem Erdboden die höchsten Werte erreicht.“

Die Intensität der Photosynthese wird, wie das für Lebensvorgänge ganz natürlich ist, von den verschiedensten Faktoren in äußerst komplizierter Weise beeinflusst. Der Entwicklungszustand der Pflanze, die Wasserversorgung, der Öffnungszustand der Spaltöffnungen, die Beleuchtung, die Temperatur und die CO2-Versorgung spielen eine Rolle. Hier, wie überhaupt bei allen physiologischen Vorgängen, die von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden, macht man die Beobachtung, dass unter den verschiedenen Wirkungsfaktoren der jeweils im Minimum vorhandene den Gang des gesamten Prozesses entscheidend bestimmt, ganz nach dem „Gesetz der begrenzenden Faktoren“, dem „Liebig’schen Minimumgesetz“. Bei ungenügender CO2-Versorgung können selbst die günstigsten Licht- und Temperaturverhältnisse nicht optimal ausgenützt werden, da die CO2-Assimilation nur so schnell vonstatten gehen kann, wie es die verringerte CO2-Zufuhr über die Stomata erlaubt. Der Gang der Assimilation ist daher unter natürlichen Bedingungen nicht gleichförmig. Folglich zeigt auch der CO2-Gehalt erhebliche geographische Unterschiede. Dies vor allem widerlegt insbesondere für die Behauptung, dass der in circa 3000 m Höhe an den Flanken des Hawaii-Vulkans Mauna Loa seit 1958 gemessene CO2-Gehalt der Luft repräsentativ für die gesamte Erde, sozusagen ubiquitär sei.

Nach Richard Harder kann unter allgemein günstigen Umständen als Anhaltspunkt angenommen werden, dass ein Quadratmeter grüner Blattfläche in der Stunde 0,5-1,5 g Glukose zu erzeugen vermag. Das entspricht ungefähr der CO2-Menge, die in 3 m3 Luft vorhanden ist. Eine kräftige Sonnenblume kann im Laufe eines Tages die gesamte CO2-Menge aus einem Raum binden, der bei 25 m2 Grundfläche 4 m Höhe besitzt. Dies erklärt, warum Gewächshäuser ständig gut be- und durchlüftet werden müssen. Da die in der Atmosphäre vorhandene Kohlensäurekonzentration für die photosynthetische Leistungsfähigkeit der zu züchtenden Pflanzen suboptimal, ja ungenügend ist, ist man dazu übergegangen, bei Gewächshauskulturen durch künstliche Begasung mit Kohlendioxyd den Ernteertrag auf das Dreifache zu erhöhen. Bei Tomaten und Gurken erreicht man dies, indem man den CO2-Gehalt um das Dreifache von 0,03 auf etwa 0,1 Volumprozent erhöht.  

Es lässt sich generell festhalten: Die Tiere können ihr Leben nur dadurch erhalten, dass sie pflanzliche und tierische Nahrung verzehren. Die Konsumenten wie auch die Destruenten sind auf die Pflanzen als Primärproduzenten zwingend angewiesen. Nur über die Pflanzen erhalten sie die Energie, die für ihr Leben notwendig und unverzichtbar ist. In letzter Linie sind also alle, auch wir Menschen, auf photosynthetisch erzeugten Pflanzennährstoffe angewiesen. Dies gilt gleichermaßen für die Landtiere und für die Wassertiere. Deren wichtigste Nahrungsquelle sind die grünen Algen, die ebenso den Sauerstoff liefern, um bei der Atmung die bei der Assimilation chemisch in der Glukose gebundene Sonnenenergie in Lebensenergie umzuwandeln. Der Freilegung dieser im Zuckermolekül gebundenen potentiellen Energie dient der ganze, höchst verwickelte Atmungsmechanismus, in dem bei Pflanzen und Tieren in grundsätzlich gleicher oder doch ähnlicher Weise Zucker wieder bis zu den Grundbausteinen CO2 und H2O zerlegt wird. Die Atmungsgleichung ist nahezu eine Umkehrung der Photosynthesegleichung:

1 Mol C6H12O6 + 6 Mol O2  ->  6 Mol CO2 + 6 Mol H2O + 675 Kal.

Was ist dennoch der Unterschied zwischen Assimilation und Atmung bei den grünen Pflanzen? Die Assimilation findet nur am Tage und nur in den grünen Pflanzenorganen statt. Dabei wird Kohlendioxyd verbraucht und Sauerstoff ausgeschieden. Die Atmung dagegen findet bei Tag und Nacht und bei allen Pflanzen mit allen Organen statt. Dabei wird Sauerstoff verbraucht und ausgeschieden wird Kohlendioxyd. Zieht man von der Bruttophotosyntheseleistung der Pflanzen die Eigenatmung ab, so ergibt sich die Nettophotosyntheseleistung. Sie manifestiert sich im tatsächlichen Wachstum der Pflanzen und ihrer in den jährlichen Baumringen sichtbaren Massenzunahme. Anhand der Breite und Dichte der Baumringe kann man gute und weniger gute Wachstumsjahre unterscheiden, wobei das Wachstum immer nur während der etwa halbjährigen Vegetationsperiode stattfindet und wesentlich von der Bodenfeuchte und damit dem Niederschlagsangebot abhängt. Heiße und trockene Sommer behindern das Wachstum nicht unerheblich.

In der Natur findet also ein gewaltiger Kreislauf der beiden Gase statt. Alle Lebewesen atmen Kohlendioxyd aus, das die grüne Pflanze zur Ernährung braucht, und der Sauerstoff, der von den grünen Pflanzen bei der Assimilation ausgeschieden wird, ist für die Atmung unentbehrlich. Da für die Kohlenstoffassimilation wiederum Licht und Blattgrün unentbehrlich sind, gewinnt der Satz „Hab’ Ehrfurcht vor der Pflanze, alles lebt durch sie!“ den Charakter eines ethischen wie moralischen Imperativs. Nicht durch etwas mehr oder weniger CO2-Emissionen gefährden wir das Leben, sondern durch die zunehmende Zerstörung des „Grüns“ als natürlichem Kleid der Erde und als ständiger CO2-Senke.

Voraussetzung für eine intensive CO2-Assimilation ist ein reger Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Blattinnern durch die Spaltöffnungen. Ein wichtiger Gradmesser ist hierfür die Transpiration, denn Assimilation und Transpiration sind aufs engste miteinander gekoppelt, wie die Photosynthesegleichung bezeugt. Eine Sonnenblume verdunstet an einem klaren Tag etwa 1 Liter Wasser. Speziell der Transpirationskoeffizient gibt an, wie viel Wasser eine Pflanze verbraucht, um 1 kg Trockenmasse zu bilden.

In gemäßigt kontinentalem Klima benötigt die Hirse 293 Liter, Mais 368 Liter, Rüben 397 Liter, Weizen 435 Liter, Sonnenblumen 569 Liter, Kartoffeln 636 Liter, Roggen 685 Liter, Luzerne 844 Liter und Flachs 905 Liter.  Der Boden muss also immer hinreichend feucht sein. Aber auch die Bodenatmung spielt eine wichtige Rolle, insbesondere bei der Versorgung der Pflanzen mit genügend CO2. Als Beispiel für den CO2-Beitrag der Bodenatmung führt Heinrich Walter folgende Werte pro m2 Bodenfläche und Stunde an:

Sandboden………………………...…2 g CO2
Lehmboden…………………………..4 g CO2
Humoser Boden (Buchenwald) 15 –  22  g  CO2

Diese Zahlen schwanken je nach Feuchtigkeits- und auch Temperaturverhältnissen sehr stark. Der weitaus größte Anteil an Kohlendioxyd entfällt dabei auf die Tätigkeit der Bodenorganismen, namentlich der Bakterien und Pilze.

Betrachtet man die Zahlenangaben über die CO2-Gehalte der Luft, so wird zwar in der Regel ein konstanter Wert von 0,03 Volumprozent angegeben, es wird allerdings auch darauf hingewiesen, dass er je nach örtlichen Verhältnissen Schwankungen unterliegt. Walter verweist auf Messungen in der Großstadt Stockholm, die einen wesentlich höheren CO2-Gehalt (0,0508%) als das Schärengebiet außerhalb der Stadt (0,0293%) hat. In London mache sich sogar ein Unterschied zwischen Werktagen mit der großen Ansammlung von Menschen in der City und Feiertagen, an denen das Geschäftsleben ruht, bemerkbar. Solche Unterschiede machen sich besonders im Winter während der Heizperiode bemerkbar, wenn zudem die CO2-Assimilation der Vegetation ruht.

Und da die CO2-Assimilation nur am Tage vor sich geht, während die Atmung der Organismen sowohl tags als auch nachts verläuft, lassen sich auch Tagesschwankungen des Luft-Kohlensäuregehaltes feststellen. Schon um 18 Uhr war in einem Rübenfeld die CO2-Konzentration um 10 % höher als um 12 Uhr. Die Tagesmittel liegen im Allgemeinen 12 % niedriger als die Nachtmittel. Nirgendwo ließen sich Verbindungen zwischen dem Tagesgang der Temperatur und dem Tagesgang der Kohlensäuregehaltes feststellen. Dies gilt ebenso für den Jahresgang beider Elemente, wie klar die sägezahnähnliche Kurve von Mauna Loa auf Hawaii zeigt. Immer wenn auf der Nordhalbkugel der Winter einbricht, dann sinken die Lufttemperaturen, doch der Kohlendioxydgehalt steigt. Im Frühjahr vollzieht sich der umgekehrte Prozess. Mit dem Frühjahr beginnen die Temperaturen zu steigen, doch der CO2-Gehalt sinkt mit Start der Vegetationsperiode und damit der CO2-Assimilation.

Welchen Aspekt man auch betrachtet, es ist naturwissenschaftlich unerklärlich, warum das absolut lebensnotwendige Kohlendioxyd als „Umweltgift“ gebrandmarkt und der Ächtung unterworfen wird, bis hin zu der angestrebten Sequestrierung. Man hat sich auch die Frage gestellt, ob nicht für die Landwirtschaft eine direkte Düngung der bodennahen Luftschichten mit CO2  in Frage käme. Dies wurde jedoch als zu kostspielig verworfen, umso mehr, da ja der Wind CO2 leicht verweht. Deshalb düngte man nur in geschlossenen Gewächshäusern, und zwar dann, wenn CO2 kostenlos zur Verfügung stand, wie z. B. beim Torfkraftwerk Wiesmohr in Ostfriesland. Walter beschreibt auch, dass man in den lichtarmen Wintern, wenn die Pflanzen in den Gewächshäusern der Botanischen Gärten sich in einem Hungerzustand befinden, gerne Öfchen mit glühenden Holzkohlen aufstellt, weniger um Wärme zu erzeugen, als um den CO2-Gehalt der Luft im Gewächshaus zu erhöhen und damit die Assimilation anzuregen. Gehen in einem luftdicht abgeschlossenen Raum die Menschen an Sauerstoffmangel zugrunde, so die Pflanzen an Kohlendioxydmangel.

Die Antwort auf die Frage „Ist CO2 ein Umweltgift? ist eindeutig und klar: Nein!

Dr. Wolfgang Thüne
Oppenheimer Werkstatt für Wetterkunde

Literatur:

1. Fabian, Peter: Atmosphäre und Umwelt; Berlin Heidelberg 1984.
2. Heß, Dieter: Pflanzenphysiologie, 9. Auflage, Stuttgart 1991.
3. Hager, Herbert: Kohlendioxyd –Konzentrationen, -Flüsse und –Bilanzen in einem Fichtenhochwald; Universität München – Meteorologisches Institut, Wissenschaftliche Mitteilung Nr. 26, München 1975.
4. Hesse, Walter: Grundlagen der Meteorologie für Landwirtschaft, Gartenbau und Forstwirtschaft, Leipzig 1966.
5. Russel, Sir John: Boden und Pflanze, Dresden 1936.
6. Reichholf, Josef H.: Der Tropische Regenwald, Die Ökobiologie des artenreichsten Naturraums der Erde, München 1990.
7. Schmeil, Otto: Pflanzenkunde, Heidelberg 1964.
8. Harder, Richard u. a.: Lehrbuch der Botanik für Hochschulen, Stuttgart 1958.
9. Walter, Heinrich: Grundlagen des Pflanzenlebens. Einführung in die allgemeine Botanik für Studierende der Hochschulen, Stuttgart 1950.
P.S.: Wer sich eingehender mit dem Calvin-Zyklen befassen will, kann dies bei Wikipedia tun oder unter http://suomenhirvi.piranho.de.

Manuskript fertig gestellt am 25. Januar 2008

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Martin Durkin: The Great Global Warming Swindle, CD mit dem sensationellen Klimaschocker-Film, der die mediale Aufklärung rund um den Ökoterrorismus kräftig anfeuerte.

Empfohlene und weiterführende Literatur der Ökokritiker / Klimaleugner / Klimaschutzskeptiker:






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