Bilder der einzelnen Stationen und alle Texte

Inhalte der Sonderausstellung CO2
Eingang
Installation "überall ist CO2"
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Beginn Zeitreise (Inhalte Fries siehe "Geschichtsfries zur SA CO2")
Station 1: Der Anfang
Text: CO2 besteht aus den Elementen Kohlenstoff und Sauerstoff.
Diese Elemente sind in Sternen
entstanden. Aus deren Staub bildeten sich die Sonne, die Erde und
die übrigen Planeten und Monde.
Und später natürlich alles, was auf
Erden wächst, schwimmt, kriecht
oder fliegt. Auch wir sind letztlich
aus Sternenstaub entstanden.
Nebengeschichte 1: Der AllendeMeteorit .Dieser Meteorit ist eine Besonderheit – ein kohliger Chondrit. Er enthält echte solare Urmaterie: die weißen Einschlüsse sind 4600 Millionen Jahre alt. Sie sind das früheste
Material unseres Sonnensystems! Der Kohlenstoffanteil liegt bei ca. 0,5 Prozent, der Meteorit
enthält sogar Spuren von Aminosäuren. Er trat am 8. Februar 1969 in die Erdatmosphäre ein
und landete unter Blitz und Donner bei dem kleinen Städtchen Pueblito di Allende im Norden
Mexikos.
Text Nebengeschichte 2: Das Sternbild des Orion zeigt nach der griechischen Mythologie einen
gewaltigen, hünenhaften Jäger. An seinem Gürtel, der von drei Sternen gebildet wird, hängt
ein Schwert. In der Mitte dieses Schwertes ist der Orionnebel. Dort bilden sich, 1500 Lichtjahre entfernt von uns, gerade jetzt neue Sterne und Planetensysteme.
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Station 2: Vulkane
Text: Vulkane schleudern neben
Staub, Lava und Steinen auch
riesige Mengen CO2 in die Luft.
In der Frühgeschichte der Erde
war der Vulkanismus kräftiger als
heute. Vor 3000– 4000 Millionen
Jahren enthielt die Atmosphäre
der Erde nach Schätzungen 30
Prozent Kohlendioxid (heute sind
es etwa 0,038%), aber so gut
wie keinen Sauerstoff. Dieses
CO2 steckt heute in der Biosphäre, in den Kalksteinen und in den
fossilen Brennstoffen.
Station 3: CO2-Fresser im Meer
Text: Vor etwa 3000 Millionen Jahren entdeckten die Bakterien, dass
man mit dem reichlich vorhandenen
CO2 etwas anfangen kann. Sie frassen es einfach.
Als Verdauungsprodukt schieden
sie Sauerstoff (O2) aus. Je mehr
CO2 die Bakterien frassen, desto
mehr Sauerstoff entstand.
In den oberen Luftschichten bildete
sich aus dem Sauerstoff Ozon (O3),
das vor UV-Strahlen schützt. Ohne
Ozon wäre das Leben nicht weit gekommen.
Text Nebengeschichten
Erste „Algen“
Stromatolithen (Schichtsteine) entstehen im flachen Wasser unter dichten Matten von bläulich-grünen
Bakterien. Sie sind die ältesten Zeugnisse von primitiven „Algen“.
Auch heute noch wachsen in entlegenen Gewässern Stromatolithen, etwa in der Shark Bay in Australien oder auch am Toten Meer.
CO2 und Wasser
CO2 löst sich gut in Wasser und wird dabei zu Kohlensäure. Je kühler das Wasser, desto leichter
nimmt es CO2 auf. Es nährt Algen und Wasserpflanzen. Wer schöne Wasserpflanzen will, sollte sie
gut mit CO2 füttern. In professionellen Gewächshäusern werden Tomaten und anderes Gemüse systematisch mit CO2 „gedüngt".
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Station 4 Gebirge verwittern, Meere entstehen
Text: Nicht nur Bakterien und Algen
lieben CO2 – auch Gebirge naschen
es! Es tut ihnen aber nicht gut, sie
zerbröseln davon. Das CO2 der Atmosphäre löst sich im Regenwasser
als Kohlensäure (H2CO3). Dieser
leicht saure Regen tropft auf die
Berge, das Gebirge verwittert. Es
entsteht unter anderem Kalk (CaCO3), der in gelöster Form mit den
Flüssen ins Meer schwimmt. Dort
wird er schon erwartet. Viele Meereslebewesen nutzen den Kalk im
Wasser und bauen ihre Gehäuse
daraus. Riffe sind aus Kalkstein
(CaCO3) erbaute CO2-Speicher
Text Nebengeschichte: Kontinente auf Kollisionskurs
Die Kontinente sind unterwegs. Manche hat es im Laufe der Zeit zerrissen,
andere sind auf ihrer Reise aufeinander- geprallt. Dann stiegen Gebirge auf. Aus Regenwasser, CO2
und dem Gestein der Gebirge bilden sich Ton, Sand und gelöster Kalk, der mit dem Wasser davonschwimmt. In den Meeren wird dieser gelöste Kalk von Lebewesen wieder ausgefällt. So bilden sich
Kalkschichten am Meeresboden. Diese werden in die Tiefe gedrückt und erhitzt. Das gespeicherte
CO2 wird freigesetzt und gelangt über Vulkane wieder in die Atmosphäre.
Station 5: Erste Wälder
Text Stele: Vor über 400 Millionen
Jahren kamen die ersten Pflanzen
aus dem Meer an Land. Etwa 15 Millionen Jahre später bildeten sich die
ersten Wälder. Sie trugen kräftig dazu bei, dass sich der CO2-Gehalt der
Luft weiter senkte und ihre tiefen
Wurzeln beschleunigten die Verwitterung, bei der ebenfalls CO2 gebunden wird. In dem Masse, wie sich
die Vegetationsdecke ausbreitete,
sank der Kohlendioxidgehalt der Luft
und der Sauerstoffgehalt stieg an.
Archaeopteris: Diese Pflanze hatte
Blätter und einen Stamm, der mit
den Jahren dicker wurde. Sie bildete
den Hauptbestandteil der ersten
Wälder. Archaeopteris gilt als erster Baum und ist damit eine ähnliche Besonderheit wie Archaeopteryx, der Urvogel. Das hier gezeigte Fossil ist etwa 370 Millionen Jahre alt.
Text Nebengeschichten:
Böden: Die ersten organischen Böden bildeten sich, als die ersten Pflanzen an Land kamen, also vor
über 400 Millionen Jahren. Vorher gab es überall nur Steine, Kies und Sand. Böden sind bedeutende
CO2-Speicher. Durch Entwaldung setzen wir gegenwärtig CO2 aus den Böden frei.
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Station 6: Karbon
Text: Das Erdzeitalter, von dem wir hier
berichten, trägt den Namen Karbon. Es
ist die Zeit, in der die grossen Steinkohlelagerstätten entstanden. Daher auch
der Name: Karbon = Kohle.
Vor etwa 300 Millionen Jahren ragten
die Baumstämme schon bis zu fünfzig
Meter in die Höhe. Bärlapp und Schachtelhalm, die wir heute nur als unscheinbare Bodengewächse kennen, konnten
damals riesengross werden. Der Sauerstoffgehalt der Luft ist durch die Photosynthese unzähliger Pflanzen auf etwa
30 Prozent angestiegen. Eine reiche,
berauschende Luft!
Steinkohle mit Blattabdrücken
Steinkohle ist hervorgegangen aus Bäumen, deren Holz nicht verweste. Die Stämme versackten in
einem Sumpf, ihre Biomasse wurde konserviert.
Ohne Steinkohle hätte die industrielle Revolution nicht stattgefunden. Ihr hätte der Brennstoff gefehlt.
Station 7: Erdöl
Text Stele: Vor etwa 230 Millionen Jahren brach der Superkontinent Pangäa
auseinander – und in den Spalten bildeten sich neue, nährstoffreiche Meere.
Aus den Überresten winziger Meeresorganismen, speziell der Dinoflagellaten,
entstanden in der Tiefe Faulschlämme,
die zu Ölschiefer wurden. Aus diesen
entstanden später Erdöl und Erdgas.
Text Nebengeschichte Das ist alles Erdöl
Erdöl ist der Grundstoff unseres modernen Lebens. Nicht nur
alle unsere Autos, Flugzeuge, viele Industrieanlagen und
Heizungen wurden und werden damit betrieben – wir laufen
auch über Erdölprodukte, tragen sie, cremen uns mit ihnen
ein, trinken aus ihnen und wir kauen sie sogar. Wären nicht
viele dieser Produkte parfümiert, würden wir riechen wie eine
Tankstelle
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Station 8: Kalkstein
Text : Eine wichtige Form, in der CO2
gespeichert wird, ist Kalkstein (CaCO3). Er bildet sich meist aus winzigen
Schalen von Plankton-Lebewesen. Im
Jura und in der darauffolgenden Kreidezeit gab es wunderbare Bedingungen für die Evolution des kalkigen
Planktons: Es war relativ viel CO2 in
der Luft, es war warm und die Ozeane
füllten sich mit Nährstoffen.
So kam es zu regelrechten Planktonblüten.
Text Nebengeschichte: Kalkstein als
Bote der Vergangenheit und als Ressource
Das Buch der Natur ist auf Kalkstein geschrieben. Fast alles, was wir über frühere Zeiten wissen, ist
auf Kalkstein überliefert – als Abdruck oder Versteinerung. Sogar Regentropfenabdrücke erhalten sich manchmal.
Station 9: Bomben aus dem All
Text : Immer wieder wird die Erde von
Meteoriten getroffen. Ein berühmter
Meteoritenkrater ist das Nördlinger
Ries in Bayern, das vor 14 Millionen
Jahren entstand. Ein noch grösserer
Meteorit schlug vor etwa 65 Millionen
Jahren vor Mexiko ein. Viele Forscher
führen das Aussterben der Dinosaurier auf diesen Meteoriteneinschlag
zurück. Insgesamt gab es in der Geschichte des Lebens fünf Massenextinktionen, bei denen sehr viele Arten
starben.
Meteoriteneinschläge können die lokalen und globalen Kohlenstoffkreisläufe aus den Angeln heben.
Staub und Ruß verdunkeln die Atmosphäre, so dass die Temperatur abstürzt und Photosynthese
unmöglich wird. Diese Kalkplatte, auf der angeschmolzene Kiesel aufgebacken sind, entstand in den
ersten Minuten jenes Einschlags, der das Nördlinger
Ries schuf.
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Station 10: Braunkohle
Text Stele: Durch Methan-Ausgasungen
am Meeresgrund gelangte vor etwa 65
Millionen Jahren viel Treibhausgas in die
Atmosphäre. Riesige, subtropische Wälder entstanden – aus ihnen bildeten sich
die Braunkohlelagerstätten, die wir heute
nutzen. In den Wäldern in Mitteleuropa
lebten Elefanten, Urpferde, Riesenschlangen und Krokodile. Die starke CO2Entnahme der Pflanzen förderte die kontinuierliche Abkühlung des Klimas. Dies
und andere Faktoren führten dazu, dass
es 2,6 Millionen Jahre vor heute zu einer
Eiszeit kam
Texte Nebengeschichten:
Ein Blattrest einer Fächerpalme.
Subtropische Pflanzen gediehen zur Zeit
der Braunkohle vielerorts in Deutschland.
Pflanzenfresser
Die Deinotherien waren Vorläufer der Elefanten. Viele Tierarten dieser Gruppe lebten auch in
Deutschland. Ihre Zähne eigneten sich zum Zerquetschen von Blättern. Heutige Elefanten ernähren
sich hingegen vor allem von Gräsern und haben glatte, geriffelte Mahlzähne.
Auch Zimt gedieh zur Zeit der Braunkohle in Deutschland. Hier ein Zimtbaum.
Station 11: Das Auftauchen des Menschen und das Geschenk des Prometheus
Vor etwa 800.000 Jahren lernten die
Menschen, das Feuer zu beherrschen.
Ein Geschehen, das in vielen Mythen
verarbeitet wurde. Das Feuer erweiterte
die Macht des Menschen ungeheuerlich:
Er lernte, Metalle zu schmelzen und
konnte Nahrungsmittel weicher und geniessbarer machen. Das Feuer wärmt,
mit ihm kann der Mensch Gegenden besiedeln, die sonst zu unwirtlich wären
Feuerspuren
Etwa 5.500 Jahre alte Funde aus der
Jungsteinzeit (Altheimer Kultur), aus der
Nähe von Merching, Bayern. Angebrannte Tierknochen, gebrannte Keramik, mit
Feuer gehärtete Knochenwerkzeuge und
auch Birkenpechreste zeugen vom systematischen Umgang des Menschen mit
dem Feuer.
Feuerstein und Zunderschwamm
Feuermachen mit Pyrit und Feuerstein wie Ötzi: Wenn man die beiden Steine (Pyrit und Flintstein)
seitwärts aneinanderschlägt, bilden sich Funken. Mit einem präparierten Zunderschwamm kann man
sie auffangen und eine Flamme anfachen. Der hier gezeigte Zunderschwamm ist aus Sicherheitsgründen nicht präpariert.
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Station 12: Die industrielle Revolution und das dritte Feuer
Bei der Produktion fast aller Dinge, die
auf dem Markt zu haben sind, wird CO2
freigesetzt. Sogar bei der industriellen
Landwirtschaft, obwohl biologische Prozesse eigentlich CO2 binden sollten.
Bis weit in das 19. Jahrhundert haben die
Menschen vor allem Holz verbrannt. Aber
der steigende Bedarf erschöpfte die Vorräte. Als die eigenen Wälder nicht mehr
reichten, grub man die Wälder der Vergangenheit aus. So entzündeten die
Menschen ein neues Feuer aus fossilen
Energieträgern. Es hat die industrielle
Revolution angetrieben und treibt sie an
bis heute. Bei der Verbrennung wird das
über viele hundert Millionen Jahre abgelagerte CO2 freigesetzt und gelangt in die Atmosphäre. Der menschgemachte Treibhauseffekt, insbesondere die massive Freisetzung von CO2 (Kohlendioxid), sorgt nun zusätzlich für eine deutliche Erwärmung, die das gesamte Klima rasch verändert.
Station 13: An der Zukunft kann man drehen
Was geschieht, wenn es wärmer wird? Das Wasser der Meere dehnt sich aus, dadurch steigt der
Meeresspiegel. Viele Gegenden, die heute noch bewohnt sind, werden überflutet. Wohin sollen die
Menschen gehen, die dort gewohnt haben? Dies ist nur eine Folge des Klimawandels, eine, die niemand bestreitet. Wir leben auf grossem Fusse. Jeder einzelne kann dazu beitragen, dass unser Material- und Energieverbrauch zurückgeht. Dann sinken auch die CO2-Emissionen.
6,4 °C // Unabsehbare Folgen
Wenn in Zukunft alle Menschen unseren ressourcenintensiven Lebensstil
übernehmen, ohne dass die CO2
Emissionen begrenzt werden, kann die
Durchschnittstemperatur nach einer
pessimistischen Rechnung bis 2100
um bis zu 6,4 Grad Celsius ansteigen.
Das wäre eine noch nie dagewesene
Veränderung mit unabsehbaren Folgen.
5,4 °C // Starke Erwärmung
Wenn die Weltbevölkerung kontinuierlich wächst und für die Menschen weiter nur wirtschaftliche Gesichtspunkte
im Vordergrund stehen, kann die
Durchschnittstemperatur bis 2100 um
bis zu 5,4 Grad Celsius ansteigen. Ein
ähnlich grosser Sprung lag zwischen der letzten grossen Eiszeit und unser heutigen Warmzeit.
3,8 °C // Lokale Nachhaltigkeitsstrategien
Wenn die Menschen regional nachhaltige Lebensweisen entwickeln, kann die globale Erwärmung bis
2100 auf unter 3,8 Grad Celsius begrenzt werden. Auch wenn die Weltbevölkerung kontinuierlich
wächst.
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1,1 °C // Weltweites nachhaltiges Handeln
Wenn wir in Zukunft global ressourceneffiziente Technologien entwickeln und verwenden, wenn
Nachhaltigkeit für den Einzelnen und für die Staaten ins Zentrum rückt, dann kann die globale Erwärmung nach einer optimistischen Rechnung auf 1,1 Grad Celsius begrenzt werden. Voraussetzung
ist, dass die Weltbevölkerung ab Mitte des Jahrhunderts abnimmt.
Blick in den Zukunftsraum, (Inhalte siehe "Geschichtsfries zur SA CO2")
Grosstelen mit Hintergrundinformationen (Texte siehe nächste Seite)
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1. 600 Millionen Jahre Erde, Wasser und Luft
Das Gesicht der Erde hat sich im Laufe der Jahrmillionen immer wieder verändert. Die Kontinente sind unterwegs, sie kollidieren und brechen wieder auseinander. Auch die Luft war
nicht immer so, wie wir sie heute atmen. Ihr Sauerstoffgehalt und ihr CO2-Gehalt schwanken.
Starke Schwankungen in kurzer Zeit sind dabei stets mit biologischen Krisen verbunden. Der
Blick in die Vergangenheit lehrt, dass Erde, Wasser und Luft eine Geschichte haben.
Die Weltkarten stammen von Ron Blakey, Northern Arizona University. Die Graphik wurde erstellt nach Vorlagen von Robert
A. Berner, Yale University.
2. CO2 und der Treibhauseffekt
Die Erdatmosphäre enthält sogenannte
Treibhausgase. Die wichtigsten sind
Wasserdampf, CO2, Methan, bodennahes Ozon, Lachgas und Fluorkohlenwasserstoffe.
Diese absorbieren einen Teil der Wärmestrahlung, die sonst in den Weltraum
entweichen würde. Dadurch erhöht sich
die Temperatur. Dieser natürliche Treibhauseffekt ermöglicht das Leben auf der
Erde.
Der menschgemachte Treibhauseffekt,
insbesondere die massive Freisetzung
von CO2 (Kohlendioxid), sorgt nun zusätzlich für eine deutliche Erwärmung,
die das gesamte Klima verändert.
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Die Kohlenstoffkreisläufe und der Mensch
Geozyklus
Neben dem verhältnismäßig schnellen biologischen Kohlenstoffkreislauf gibt es den langsamen geologischen, der eine Umlaufzeit von mehreren Millionen Jahren hat. Er hängt ab von
zwei Dingen: von einer geologisch aktiven Erde und vom Vorhandensein flüssigen Wassers.
Durch die geologische Dynamik der Erde werden organische Sedimente und Kalk in große
Tiefen versenkt. Dort wird durch die Hitze CO2 abgespalten. Es gelangt über Vulkane und
Gesteinsritzen zurück in die Atmosphäre.
Biozyklus
CO2 wird von den Pflanzen (bzw. dem Phytoplankton in den Ozeanen) durch Photosynthese
aufgenommen. An Land wird der Kohlenstoff in Böden abgelagert. Pflanzen werden von
Pflanzenfressern gefressen, die ihrerseits von Fleischfressern vertilgt werden. Tiere aber
auch Pflanzen erzeugen bei der Atmung CO2. Schließlich sterben Pflanzen und Tiere und
werden von Mikroorganismen zerlegt. CO2 wird wieder freigesetzt. Der Biozyklus wird als
„schneller Kohlenstoffkreislauf“ bezeichnet, da die Prozesse im Zeitrahmen von wenigen Tagen bis zu wenigen zehntausend Jahren ablaufen.
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Menschliche Eingriffe
Der Mensch greift seit der Industrialisierung sowohl in den langsamen wie auch in den schnellen Kohlenstoffkreislauf ein. Er baut Kalkstein ab und brennt Zement, wobei CO2 freiwird. Er entnimmt Erdöl,
Erdgas und Stein- oder Braunkohle und verbrennt diese. Nicht zuletzt rodet er Wälder und verhindert
damit die Bindung von CO2. In wenigen Tagen werden dabei Ressourcen verbraucht, deren Enstehung Jahrmillionen gedauert hat.
CO2 in der Atmosphäre
Mancherorts, zum Beispiel in
Gletschereis oder in Bernstein,
haben sich Bläschen mit fossiler
Luft erhalten. Aus solchen Proben
und aus Berechnungen kann man
feststellen, wie sich der CO2- und
der Sauerstoffgehalt der Luft im
Laufe der Zeit verändert hat.
Die Graphiken A und B machen
den Zusammenhang zwischen
CO2-Gehalt der Luft und Klima
deutlich.
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Die dritte Graphik (C) zeigt den raschen Anstieg der CO2-Konzentration seit der Industrialisierung.
CO2 global
Jeder Mensch atmet CO2 aus. Alle paar Sekunden. Nebenher fahren wir auch noch Auto, arbeiten am Computer oder drehen die Heizung an. Fast jeder Knopfdruck in unserer hochtechnisierten, elektrisierten Welt ist mit CO2-Produktion gekoppelt. Weil die meisten Dinge,
die uns umgeben, Energie und Rohstoffe verbrauchen, solange sie funktionieren. Aber nicht
alle Menschen leben auf so großem Fuß wie wir. Die Weltkarte zeigt, wie viel CO2 die Menschen in Deutschland, China, den USA, Australien oder im Tschad pro Kopf erzeugen. Zugleich zeigt die Karte, welche Länder in der Summe die höchsten CO2-Emissionen aufweisen.
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