Voraussetzung:  Zusammensetzung des Magmas, der Gesteine, der Sedimente
Die Befürworter eines angeblich durch die anthropogenen Emissionen von CO2 ver­ur­sachten Kli­mawandels bekräftigen ihr Modell (Projekt), das schon auf falschen Annahmen beruht, zusätzlich mit einer Versau­erung der Ozeane. Das Argument hat Karriere machen kön­nen, weil ihren Benut­zern entweder die geo-che­mischen Grund­kenntnisse fehlen oder ihr Zweck ihre Mittel hei­ligt. Die Fakten beweisen jedoch, dass eine Versauerung der Oze­ane durch den Eintrag von CO2 aus der Atmosphäre grundsätzlich nicht möglich ist – die geo-chemischen Voraussetzungen sorgen für ein Übergewicht der basischen Komponen­ten, denn 96,1% der Gesteine der Erdkruste bestehen aus den folgenden acht 8 Elemen­ten, mit Natrium und Ka­lium als Alkali- und Kalzium und Magnesium als Erdalkali-Metalle (Anteile in Gewichtspro­zent):
49,4% Sauerstoff (O)                   
25,8% Silizium (Si)                 
  7,5% Aluminium (Al)                             
  4,7% Eisen (Fe)                                                    
  3,4% Kalzium (Ca)
  2,6% Natrium (Na)   
  2,4% Kalium (K)                   
  2,0% Magnesium (Mg)
Diese Zusammensetzung lässt erkennen, dass die Gesteine überwie­gend aus Silika­ten beste­hen. Je nach den verfügbaren Elementen haben sich meh­rere Gruppen von Sili­kat­mineralen gebildet. Sie bestehen aus ihrer negativ gelade­nen Anionenfamilie (Si­xOy) und den positiv geladenen Kationen Al, Fe, Ca, Na, K und Mg. Ein Ver­treter der Feld­spate ist z.B. der Albit (Na3AlSi3O8), ein Ver­treter der Olivine ist der Fayalith  (Ca2SiO4).
Etwa die Hälfte der Kationen gehört zu den Alkali- und Erdalkalimetallen, und beide Grup­pen sind starke Basenbildner, besonders die Alkalimetalle Kalium und Natrium. Starke Säurebild­ner haben dagegen nur einen sehr kleinen Anteil – zum Beispiel be­trägt er für Chlor nur 0,2% .
Sobald Gesteine an der Oberfläche liegen, verwittern sie. Der dabei entstehende Ge­steins­schutt wird über die Erosion der Flüsse als Kies oder Sand oder Ton in die Meere transportiert und dort abgelagert. Der Gesteinsschutt enthält auch lösliche Minerale. Vom Niederschlags­wasser werden sie aufgelöst und gelangen – oft mit Zwischenstatio­nen im Grundwasser – schließlich über die Flüsse ebenfalls in die Meere.
Verwitterung, Erosion, Transport und Sedimentation sind kontinuierliche Prozesse. Je­des Jahr wer­den weltweit zig Milliarden Tonnen als Schwebfracht oder Geröll oder in gelöster Form flussab­wärts transportiert. Allein beim Mississippi sind es jährlich 341 Mio. Tonnen Schweb­fracht, 130 Tonnen Lösungsfracht und 40 Mio. Tonnen Sand und Geröll. 
In den Ozeanen bilden sich je nach Stoffangebot neue Verbindungen, beispielsweise die Kar­bonate mit der aus CO2 entstandenen Kohlensäure. Ob sie sedimentieren oder gelöst bleiben, richtet sich nach ihrer Löslichkeit:

  • Die Löslichkeit von Kalzium­karbonat (CaCO3 – Kalk) ist mit 0,014 g/l klein, so dass es als chemisches Sediment ausfällt. Deshalb ist in der geologi­schen Vergangenheit sehr viel Kalk entstanden.
  • Die Lös­lich­keit von Natrium­karbonat (Na2CO3 – Soda) ist mit 217 g/l groß, so dass es bei dem durchschnittlichen Salzgehalt des Meerwassers von 35 g/l immer in Lö­sung bleibt.  Die Lösung aus starker Nat­ronlauge und schwacher Kohlensäure ist ba­sisch, hat also einen pH*)-Wert  > 7.

*)     pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. pH-Werte   1 bis 7 kennzeichnen eine saure Lösung, pH-Werte 7  bis 14 eine basische.
 

pH-Wert der Ozeane

Der pH-Wert soll sich in den letzten Jahrzehnten von ca. 8,2 auf 8,1 erniedrigt haben. Diese Ab­nahme wird von den Befürwortern des Klimawan­dels als Zunahme der Versaue­rung ver­standen. Das ist doppelt falsch, denn einmal setzt das vor­aus, dass schon vorher eine Versaue­rung vorgele­gen hat, und zum ande­ren beginnt das saure Milieu erst bei pH < 7. Die Absen­kung von 8,2 nach 8,1 zeigt le­diglich eine geringe Abnahme der Alkalini­tät an, und damit außerdem die Tatsache, dass der pH-Wert der Meere  nicht konstant ist sondern veränderbar. 
Die zeitlichen und regionalen Schwankungen des pH-Wertes werden durch geogene Faktoren ver­ursacht, die nicht beeinflussbar sind:

  • Die Zusammensetzung und die Menge der von den Flüssen angelieferten Ver­witte­rungs­pro­dukte ändern sich, und damit auch die Menge der in Lösung angelieferten Al­kali- und Erd­alkali-Ionen.
  • Mit den Eis- und Warmzeiten variieren die globalen Temperaturen – beide schaf­fen im Meer­wasser jeweils eigene CO2-Kon­zentrationen.
  • Die Biosphäre der Ozeane, die Meeresströmungen und der untermeerische Vulka­nis­mus än­dern sich ebenfalls.

Wegen der Vormacht der basi­schen Elemente bleibt das Meerwasser trotz der Änderun­gen zwangsläufig immer im alkalischen Bereich, also oberhalb von pH = 7. Die Änderun­gen er­folgen zeitlich und regional unterschiedlich. Keiner kann wissen, wie viel höher oder niedri­ger die örtli­chen pH-Werte früher waren bzw. künftig sein werden.

CO2 in der Atmosphäre 

In der Politik und in der veröffentlichten Klimadiskussion wird dem CO2 soviel Beachtung und Wichtigkeit zugemessen, dass der Laie annehmen muss, sein Anteil an der Luft sei groß; selbst Abiturienten schätzen ihn schon mal auf 20%. Das Gegenteil ist der Fall, denn sein Anteil ist win­zig – CO2 ist ein Spurengas. Die Luft besteht zu ca. 78% aus Stickstoff (N), ca. 21% aus Sauerstoff (O), 0,9% aus Argon (Ar), und einem Rest von 0,05%, aus Gasen, an de­nen CO2 mit –  gegenwärtig – 0,04% beteiligt ist. In Diskussionen zum Klimawandel wird sein Anteil meist in ‚ppm’ angegeben, was ‚parts per million’ bedeutet – 0,04% sind 400 ppm.  

CO2 im Meer

CO2 ist im Wasser löslich. Die Löslichkeit wächst mit steigendem Druck und mit abnehmen­der Temperatur – sich erwärmendes Wasser gibt CO2 an die Atmosphäre ab, sich abkühlendes Wasser nimmt CO2 aus der Atmosphäre auf.. Je nach Wirksamkeit der korrigierenden Fakto­ren kann die im Wasser gelöste CO2-Menge seinen pH-Wert in geringem Maße beeinflussen.
Eine kurze Modellrechnung zeigt, dass zumindest die anthropogenen Emissionen keine Ver­änderung des pH-Wertes in den Ozeanen bewirkt haben, wenn er sich denn wirklich um den angeblichen Betrag von 0,1 zur sauren Seite hin verschoben haben sollte. Das ist jedoch unsi­cher, denn die Strömungen im Meer und die dadurch verursachten Durchmischungen beein­trächtigen die Zuverlässigkeit der Messwerte. Es würde bedeuten, dass allein durch den letz­ten Anstieg des CO2 in der Atmosphäre die H-Ionenkonzentration der Meere um ca. 30% zu­genommen hätte. Diese Zahl ergibt sich durch die logarithmische Definition des pH-Wertes
Von den menschengemachten CO2-Emissionen verbleiben vermutlich ca. 50% in der Atmo­sphäre, was pro Jahr zu einem Anstieg von knapp 2 ppm führt. Der Rest wird zu etwa glei­chen Teilen von den Ozeanen und der Biosphäre aufgenommen. Es gelangt also jährlich nicht mehr als 1 ppm CO2 in die Meere. Für die Auflösung des CO2-Eintrages steht mit dem Volu­men der Ozeane ein sehr großer Speicher zur Verfügung. Etwa das 50-fache der in der Luft befindlichen Menge soll sich z.Z. im Wasser befinden. Dies wären bei dem jetzigen CO2-Ge­halt der Luft von 400 ppm etwa 20000 ppm im Meer. Das ist noch nicht alles an CO2, denn zusätzlich treten ständig neue CO2-Mengen aus den CO2-emittierenden Schloten am Boden der Ozeane hinzu. Umgekehrt verbrauchen Algen und alle ande­ren Arten des Phyto-Planktons große Mengen von CO2 zu ihrer Ernährung, was die CO2-Verfüg­barkeit reduziert.
Auf der alkalischen Seite liefern die Flüsse große Mengen an alkali- und erdalka­lireicher Lö­sungs­fracht, und außerdem gibt es aus den unterseeischen Vulkanen die Aus­flüsse von Magma, die ebenfalls geschmolzene Alkali- und Erdalkalimetalle enthalten. Es sind also in großer Menge starke Basenbildner vorhanden, die schließlich die im Meerwasser vorhande­nen H-Ionen neutrali­sieren, und die wegen ihrer stärkeren Alkalinität die saueren Kompo­nenten domi­nie­ren und pH-Werte >7 erzeugen. 
Wer die biologischen, chemischen und physikalischen Grundla­gen berücksichtigt, weiß, dass der zuvor genannte Eintrag von 1 ppm pro Jahr keine Ver­sauerung verursachen kann. Oder kann sich irgend jemand vorstellen, dass in letzter Zeit der Eintrag von 1 ppm pro Jahr gegen­über der gewaltigen Menge an bereits vorhandenem CO2 eine Zunahme der H-Ionenkon­zentration um 30% bewirkt haben soll?

CO2 als biogener Gesteinsbildner

Die wichtige Funktion des im Meerwasser gelösten CO2 als Gesteinsbildner blieb hier unbe­achtet, denn sie wurde bereits in früheren Berichten behandelt, die im EIKE-Archiv zu fin­den sind.  Hier soll der Hinweis reichen, dass während der Hunderte von Millionen Jahren der CO2-Gehalt der At­mosphäre phasenweise sehr viel höher war als heute, was auch immer ei­nen höheren CO2-Gehalt der Ozeane bedingt hat. Der Entwicklung der Biosphäre hat das ge­nützt, beispielsweise mit dem wiederholten Wachstum von gewaltigen Korallenriffen schon vor 400 bis 380 Millionen Jahren in den Meeren der Devon-Zeit; der CO2-Gehalt der Atmo­sphäre betrug damals 2200 ppm – im Ver­gleich zu 400 ppm heute. Diese Riffe bilden die ‚Massenkalke’, die vielerorts in den deutschen Mittelgebirgen vorhanden sind – und für die Gewinnung von Kalk abgebaut werden.

Zusammenfassung

Ausschlaggebend für die stabile Alkalinität des Meerwassers ist folglich die grund­legende Tatsa­che, dass das Magma und die dann daraus entstehenden gesteinsbil­denden Mine­rale als Kationen der Silikate außer Eisen und Aluminium die stark basischen Alkali- und Erd­alkali-Elemente enthalten. Auch sie gelangen in gelöster Form ständig über die Flüsse in die Oze­ane. Die von ihnen bewirkte Alkalinität ist stärker als die Wir­kung der im Meer­was­ser gelös­ten zumeist schwachen Säuren, so dass ein ba­sischer pH-Wert resul­tiert. So­wohl die CO2-Übertritte aus der Atmosphäre in die Ozeane als auch das aus den (Mini-Vul­kan-)Schloten am Meeresboden auf­steigende CO2 sind zu schwach, als dass sie gegen die Menge der starken Basenbildner eine Versauerung der Ozeane er­reichen könn­ten. Die CO2-Lieferanten der Meere haben aber eine intensiv wachsende Biosphäre ermöglicht, die auch große Kalkstein-Vorkommen und Kohlenwasserstoff-Lagerstätten entstehen ließ.
Das Mo­dell einer Versauerung der Ozeane durch hö­here CO2-Konzentrationen der Atmo­sphäre wi­derspricht den naturgegebenen Fakten und sollte auf­gegeben werden.
Der Aufsatz kann auch als pdf aus dem Anhang herunter geladen werden

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