Die Erde - ein sehr komplexes System
Wieso die Erwärmung der Ozeane ein Problem für das Klima ist? Diese Frage ist gar nicht so leicht zu beantworten. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, dass die Erde ein besonders kompliziertes zusammenhängendes System ist. Kleine Veränderungen in einem Bereich der Erde können sich auf andere Bereiche auswirken, welche auf dem ersten Blick vielleicht gar nichts miteinander zu tun haben. So verhält es sich auch in Klimafragen. Der Anstieg des \text{CO}_2 Gehaltes der Luft wirkt sich nicht nur unmittelbar auf die Temperatur der Atmosphäre aus, sondern auch auf andere Bereiche wie dem Abschmelzen von Gletschern, dem Anstieg der Meerestemperatur oder der Abschwächung des Golfstromes. Dadurch kann der eigentliche Effekt des Temperaturanstieges zusätzlich verstärkt werden, sodass eine unaufhaltsame Dynamik entstehen kann, welche zu einem neuen und unter Umständen unumkehrbaren Zustand führt. In der Klimaphysik spricht man in diesem Zusammenhang von sog. Kippelementen (engl. Tipping Element). Dies bedeutet, dass kleine Veränderungen durch Rückkoppelungen unser System Erde sehr schnell in einen neuen Zustand versetzt, welcher zu (gesellschaftlichen, ökonomischen, …) Problemen führen kann.
Kippelement: Erwärmung der Ozeane
Ein solches Kippelement stellt die Erwärmung der Ozeane dar. Durch den im Rahmen der industriellen Revolution in Gang gesetzten Anstieg der \text{CO}_2 Konzentration hat sich die sowohl die Atmosphäre als auch Teile der Hydrosphäre (Ozeane, Seen, …) erwärmt. Nun können wir auf die Ausgangsfrage zurückkehren: Wieso stellt nun die Erwärmung der Ozeane ein Problem für das Klima dar und wieso sollte diese Tatsache ein Kippelement sein?
Wasserlöslichkeit von \text{CO}_2
Dazu sehen wir uns das folgende Experiment an, welcher jeder/ jede zu Hause nachmachen kann. Wir benötigen für das Experiment
- zwei durchsichtige Zylinder (z.B.: Messzylinder),
- zwei Wannen,
- Brausetabletten und
- warmes und kaltes Wasser.
- Fülle beide Zylinder mit gleich viel Wasser, wobei ein Zylinder mit kaltem und der andere mit warmem Wasser gefüllt wird.
- Fülle die beiden Wannen ein paar Zentimeter hoch mit Wasser. Eine Wanne mit kaltem und die andere Wanne mit warmem Wasser.
- Nimm dir ein Blatt Papier zu Hilfe, lege es auf die Öffnung des Zylinders und drehe den Zylinder um. (Durch das Blatt Papier strömt kein Wasser aus den Zylindern.) Stelle die Zylinder anschließend umgedreht in die Wannen. (“kalter Zylinder” in die “kalte Wanne” und “warmer Zylinder” in die “warme Wanne”)
- Hebe die Zylinder nun leicht an, sodass kein Wasser auströmt und schiebe nun jeweils zügig eine Brausetablette unter die Öffnungen der Zylinder. Stelle den Zylinder anschließend wieder in die Wanne und beobachte, was passiert.
Warmes Wasser kann wesentlich weniger \text{CO}_2 speichern
Da der Wasserspiegel des warmen Wassers wesentlich tiefer liegt, befindet sich im Zylinder mehr Gas in Form von \text{CO}_2 . Dies bedeutet, dass sich das \text{CO}_2 in warmem Wasser nicht so gut (auf)löst. Für unsere Erde hat dies zur Folge, dass durch die Erwärmung die Ozeane weniger Kohlenstoffdioxid ( \text{CO}_2 ) speichern können und dadurch mehr Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, sodass die Temperaturen weiter ansteigen und die Ozeane sich noch weiter erwärmen und noch weniger \text{CO}_2 speichern können. Dies verdeutlicht auch die Eigenschaften des Kippelementes. Einmal in Gang gesetzt, ist dieser Prozess nur sehr schwer oder gar nicht aufzuhalten. Aus diesem Grund ist es sicherlich notwendig geeignete Schritte in die Wege zu leiten, damit ein kippen eines Kippelementes verhindert wird. Nun wissen wir also, wieso es wichtig ist, dass die Erwärmung der Ozeane unbedingt verhindert werden soll.
