Jeder, der schon einmal ein Holzscheit auf ein Lagerfeuer geworfen hat, hat gesehen, wie Energie ihre Form verändert, von toter organischer Materie zu Wärme.
Egal, ob Sie einen Lichtstrahl durch eine Lupe, Äste oder einen Spritzer Benzin verwenden, der Treibstoff Ihres Lagerfeuers stammt technisch gesehen von der Sonne.
Der entscheidende Unterschied besteht jedoch darin, dass all diese Energiequellen auf sehr unterschiedlichen geologischen Pfaden entstanden sind, was unterschiedliche Konsequenzen für ihre Nutzung mit sich bringt.
Was sind fossile Brennstoffe?
Im Falle eines fossilen Brennstoffs – typischerweise Kohle, Öl und Erdgas – dauerte es zig Millionen Jahre, bis er seine Form annahm.
Das liegt daran, dass alle drei dieser versteinerten Elemente einst prähistorische Pflanzen oder andere lebende organische Materie waren. Sie wuchsen auf, absorbierten die Energie der Sonne, starben dann und begannen zu zerfallen.
Während diese Art von Materie oft auf natürliche Weise verbrennt oder sich in der Nähe der Erdoberfläche zersetzt und langsam Kohlendioxid (CO2) wieder in die Erde freisetzt natürlichen Kohlenstoffkreislauf – manchmal und zu bestimmten Zeiten wurde diese tote Materie begraben.
Ob unter Ozeanen, Sümpfen, Erde oder einer anderen Naturgewalt, ausreichende Verdichtung und immenser Druck hielten Kohlenstoff in den Gesteinsschichten der Erde fest.
In Kombination mit Hitze und Millionen von Jahren verwandelte dies den fossilen Kohlenstoff in Öl, Erdgas und Kohle, die unterirdisch gespeichert wurden.
Nicht erneuerbare Ressource
Wie jedes kostbare Gut, das altern muss, gibt es das ein begrenztes Angebot dieser biologischen Ressourcen – ganz zu schweigen von den schlimmen Bedrohungen, wenn sie missbraucht werden.
Dies steht im Gegensatz zu erneuerbaren Brennstoffen wie Sonne oder Wind, die direkter aus der Sonne oder anderen reichlich vorhandenen natürlichen Elementen erzeugt werden.
Um ein Gefühl für die Zeitspanne und die einzigartigen Umstände hinter den fossilen Brennstoffen zu bekommen, betrachten Sie einfach die alten Ursprünge des Großteils der weltweiten Kohle.
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300 Millionen Jahre in der Entstehung
Zehn Millionen Jahre vor den Dinosaurierndichte Regenwälder mit hoch aufragenden Bäumen und Sumpfvegetation bedeckten einen Großteil der Landmasse der Erde.
Moderne Wissenschaftler haben diese Zeitspanne (vor 359 bis 299 Millionen Jahren) treffend die Karbonperiode genannt.
Angesichts der Fülle an prähistorischer Pflanzenwelt lag der Sauerstoffgehalt der Luft bei etwa 35 Prozent, verglichen mit 21 Prozent heute. Tausendfüßler wurden bis zu sechs Fuß lang. Und die Flügelspannweite von taubengroßen Libellen überstieg zwei Fuß.
Dann, relativ plötzlich (in geologischer Hinsicht), eine Reihe von Ereignissen verursachte ein großes Sterben die vor etwa 300 Millionen Jahren begann.
Dies war kurz bevor tektonische Aktivitäten das Land und die Ozeane des Planeten verschoben, um die zu bilden Superkontinent Pangäadie sich später in unsere modernen Kontinente auflöste.
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Freisetzen von eingeschlossenem Kohlenstoff
Als die Regenwälder zusammenbrachen, entstand eine unergründliche Menge toter organischer Materie, von der sich ein Großteil unter Sümpfen, Ozeanen und Erde ablagerte.
Als sich die Landmassen verschoben und sich Druck und Hitze ansammelten, wurde diese zerfallende Materie von der Luft darüber abgeriegelt. Unterirdisch im Gestein eingeschlossen, nahmen viele dieser Kohlenstoffspeicher nach und nach die Form von Kohle an.
Heute, mehr als 300 Millionen Jahre nach dem kleinen Aussterben, wird dieser vergrabene Kohlenstoff mit hoher Geschwindigkeit freigesetzt, wenn Menschen die Ressource extrahieren und Kohle zur Energiegewinnung verbrennen. Die spezifischen Kohleflöze aus der Karbonzeit bilden immer noch die Hauptquelle von Kohle weltweit.
Andere Vorräte an fossilem Rohöl und Erdgas sind aus ähnlichen geologischen Ereignissen entstanden, die vor mindestens 60 Millionen Jahren und früher stattfanden.
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Größter Beitrag zum Klimawandel
Das Problem ist, dass das Leben über der Erdoberfläche nicht daran gewöhnt ist, dass so viel CO2 in der Atmosphäre zirkuliert.
Obwohl Menschen erst seit ein paar hundert Jahren fossile Brennstoffe im industriellen Maßstab abbauen und verbrennen, zeigen aktuelle Klimadaten, was Die NASA ruft an ein plötzlicher und „unerbittlicher Anstieg von Kohlendioxid“, was a Top-Beitrag zum Klimawandel.
Anders ausgedrückt: „Die jährliche Anstiegsrate des atmosphärischen CO2 in den letzten 60 Jahren war etwa 100-mal schneller als frühere natürliche Anstiege“, einschließlich der Rückverfolgung bis zum Ende der letzten Eiszeit, so die Aussage NOAA Global Monitoring Labor.
Dies ist jetzt ein bekannter Beitrag zu dem, was einige Forscher nennen das sechste Massensterbendie sich derzeit auf der Erde entfaltet.
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Knapp vermiedener „Schneeball-Erdzustand“
Eine Studie aus dem Jahr 2017, veröffentlicht in Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften unterstreicht den dramatischen Effekt, Kohlenstoff gespeichert zu halten – anstatt ihn in die Atmosphäre freizusetzen.
Diese Arbeit verwendete mehrere Klimamodelle, um einen Blick auf das Ende der Karbonzeit zu werfen und die atmosphärischen Werte während dieses Übergangs zu lesen.
Im Wesentlichen fanden die Forscher einen umgekehrten Treibhauseffekt, bei dem ein erheblicher Rückgang des atmosphärischen Kohlenstoffs fast zu „einem vollständig vergletscherten Schneeball-Erdzustand“ führte.
„Ironischerweise bildete sich der Großteil dieser Kohlereserven während des späten Paläozoikums [which includes the Carboniferous period] hat die Erde nahe an die Schwelle der globalen Vereisung gebracht“, schreiben die Autoren in der Forschungsartikel.
Atmosphärischer CO2-Gehalt
Ihre Berechnungen schätzen, dass der atmosphärische CO2-Gehalt unmittelbar nach der Karbonperiode bei weniger als 180 Teilen pro Million gemessen wurde.
Im Gegensatz dazu steigt die Erde stetig an Ebenen heute liegen sie über 420 ppm, was jede andere Marke in der aufgezeichneten Geschichte übertrifft.
Mit dieser Art von Daten über die Bücher, die US-Umweltschutzbehörde jetzt erkennt dass die Verbrennung fossiler Brennstoffe die größte Quelle der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen des Landes ist, weshalb der Übergang zu alternativen Energiequellen eine hohe Priorität hat.
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