Molekulare Wegweiser Albert Koehler Worms, den 17. Juli, 2020 Die Aufgaben von Wasser und Kohlendioxid ergeben sich aus den spezifischen Eigenschaften der beiden grundverschiedenen Moleküle. Das Wassermolekül, H-O-H, zwei leichte Wasserstoffatome schwingen um das schwere Sauerstoff-Atom und haben Resonanzen im gesamten Infrarot-Bereich, auch wegen der einfachen Bindung. So bestimmen einerseits die aus Wasser (Eis-Partikel) bestehenden, vom Weltraum aus gesehen blendend weissen Wolken der obersten Atmosphäre, auch Albedo genannt, wieviel der ankommenden, kurzwelligeren Strahlung tagsüber sofort wieder zurück gestrahlt wird. Der Rest gelangt zum Boden und erwärmt die Erdoberfläche. Nachts wird diese Wärme als Infrarot-Strahlung grösstenteils in den sehr kalten Weltraum wieder abgestrahlt. Ein kleiner Teil wird von der bodennahen Bewölkung zurück gehalten, in sehr geringem Mass (s.u.) auch vom Kohlendioxid. Beim Kohlendioxid-Molekül O=C=O schwingen zwei schwerere Sauerstoff-Atome mit dem Atomgewicht 16 mit jeweils doppelter Bindung schwach um das leichtere Kohlenstoff-Atom (12) sodass es kaum Resonanzen im Infrarot hat, im Vergleich zum Wasserdampf unbedeutend, im Verhältnis von grob etwa 1:1000. Die Aufgabe des Kohlendioxids ist in der Natur nämlich eine völlig andere. Es zeichnet sich durch eine aussergewöhnlich lange Verweildauer in der Atmosphäre aus, und ist so in der Lage, von seiner Quelle, den Meeren, bis ins Innere aller Kontinente zu gelangen, wo es von der Vegetation gebraucht wird, tagsüber mit Hilfe der Sonnenstrahlung und Blattgrün per Photosynthese Kohlehydrate herzustellen. Dazu wird nur das Kohlenstoffatom verwendet, während der Sauerstoff, sozusagen als `Abfall` (aber den gibt es in der Natur nicht), an die Biosphäre abgegeben wird, damit atmende Geschöpfe leben können, und dabei den („verbrannten“) Kohlenstoff der Kohlehydrate unserer Ernährung als CO2 wieder ausatmen. Es dient also als Kohlentransport-Zyklus zwischen verschiedenen Lebenssphären, mit dem Wirkungsgrad 100%. Dieser sinnvollen Aufteilung lebensnotwendiger Aufgaben beider Stoffe verdanken wir also die gut funktionierende Klimaanlage des Planeten durch den Wasserdampf; und unsere Versorgung mit pflanzlicher Nahrung durch das Kohlendioxid. Beide sind also lebensnotwendig. Die Natur, deren Gesetze wir längst noch nicht gut genug kennen, merkte dann ganz „natürlich“, dass sie in kurzer Zeit mehr Erdbewohner (deren Zahl sich in gut hundert Jahren fast verzehnfachte) versorgen musste, und stellte dann der Vegetation mehr Kohlendioxid aus dem unerschöpflichen Vorrat im Meer zur Verfügung. Es will uns nicht vergiften oder verbrennen, sondern ernähren, „droht“ aber, beim Energieverbrauch äusserste Zurückhaltung walten zu lassen. Hier müssen wir noch sehr viel besser werden. Wenn man sich diese Tatsachen vor Augen und einen Moment inne hält, kann man sich über den beschriebenen, so einfachen, Zusammenhang doch nur freuen. Wie sagte schon …
…Leonardo da Vinci?: „Einfachheit ist die höchste Stufe der Vollendung“.
Albert Köhler MSc.
Worms, 17.7.2020