Kohlenstoffsenke

Als Kohlenstoffsenke (auch Kohlenstoffdioxidsenke oder CO₂-Senke) wird in den Geowissenschaften ein Reservoir bezeichnet, das zeitweilig oder dauerhaft Kohlenstoff aufnimmt und speichert. Der Begriff ist nicht mit dem des Kohlenstoffspeichers zu verwechseln. Während der Speicher statisch ist, also eine gewisse Menge an CO₂ binden kann, sind die Senken dynamisch, sie sind also Speicher, die an Zuwachs gewinnen (z. B. neubegründete Wälder). Kohlenstoffsenken sind aktuell aufgrund der globalen Erwärmung bedeutsam, weil sie das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus der Atmosphäre aufnehmen und damit der Erderwärmung entgegenwirken.

Diagramm des Kohlenstoffzyklus’. Die schwarzen Zahlen geben an, wie viele Milliarden Tonnen Kohlenstoff (Gt C) in den verschiedenen Reservoiren vorhanden sind. Die blauen Zahlen zeigen an, wie viel Kohlenstoff zwischen den einzelnen Speichern pro Jahr ausgetauscht wird.

In geologischen Zeiträumen ist der wichtigste Kohlenstoffspeicher die Lithosphäre, die 99,8 % des auf der Erde vorkommenden Kohlenstoffs enthält; hauptsächlich als Carbonat wie Kalk. Aus der Lithosphäre gelangen auch keine wesentlichen Mengen Kohlenstoff zurück in den biologischen Kohlenstoffkreislauf. In der Erdkruste existieren sehr große Mengen geeigneter Silikatmineralien, die langfristig durch Umwandlung in Carbonate große Mengen CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre entfernen werden. Jedoch laufen die entsprechenden chemischen Reaktionen derart langsam ab, dass die Lithosphäre für die gegenwärtigen Emissionen von Kohlenstoffdioxid zumindest kurz- bis mittelfristig nicht als Senke fungieren kann. Eine künstliche Beschleunigung dieser Prozesse durch bergmännischen Abbau und Zerkleinerung entsprechender Silikate sowie den Einsatz von Säuren ist zwar theoretisch möglich, erscheint aber im Weltmaßstab aufgrund des zu erwartenden hohen Material-, Energie- und Landschaftsverbrauchs nur mäßig realistisch - so würden von den vermutlich noch am ehesten geeigneten Mineralien der Serpentingruppe über acht Tonnen benötigt, um eine Tonne CO₂ dauerhaft aus der Atmosphäre zu entfernen.

Die wichtigsten aktuellen Kohlenstoffsenken sind Wälder als Teil der Biosphäre (jedoch nur solche, die insgesamt Nettozuwächse bei der Biomasseproduktion verzeichnen) und Ozeane (zugehörig zur Hydrosphäre). Die Wälder nehmen für ihr Wachstum Kohlenstoffdioxid direkt aus der Luft auf und speichern den Kohlenstoff in Biomasse. Die Ozeane nehmen kaum CO₂ aus der Luft auf, sondern erhalten ihre wesentliche Kohlenstoffzufuhr aus eingeschwemmter Biomasse und aus der in den Zuflüssen enthaltenen Atmungskohlensäure der Boden- und Wasserorganismen. Auch Moore binden Kohlenstoffdioxid, solange sie wachsen.^[1]

Wissenschaftliche Untersuchungen mit CO₂-gedüngten Wäldern deuten darauf hin, dass diese zusätzliches CO₂ über die Bodenatmung wieder abgeben.^[2][3] Ein Freilandexperiment der Universität Basel und des Paul Scherrer Instituts stellte bei den untersuchten Bäumen trotz der CO₂-Düngung keinerlei Wachstumsförderung fest.^[3]

Kohlenstoffsenken spielen eine wichtige Rolle im Kohlenstoffzyklus. Ihnen gegenüber stehen Kohlenstoffquellen. Die wichtigste Kohlenstoffquelle ist derzeit der stetig wachsende Verbrauch fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Kohle. Außerdem wird z.B. durch das Abholzen von Wäldern und das Trockenlegen von Mooren Kohlenstoff freigesetzt.