Umwelt

2.3

Boden und Relief

Der Erdboden ist der lockere, oberste Bereich der Erdkruste, der durch verwittertes Gestein, Wasser, Luft und organische Bestandteile gebildet wird. In der Bodenschicht (der Pedosphäre) überschneiden sich vier Bereiche der Natur: die Lithosphäre (Georelief), die Hydrosphäre (Wasser), die Atmosphäre (Luft) und die Biosphäre (lebende Pflanzen und Tiere sowie abgestorbenes organisches Material). Durch die Einwirkung und Tätigkeit dieser Bereiche entstehen – gesteuert durch den Faktor Zeit – Böden. Jeder Boden befindet sich, so wie wir ihn heute vorfinden, in einem vorübergehenden Stadium und wird sich weiterentwickeln.

2.4

Biotische Umwelt

Von allen diesen Faktoren hängen Pflanzen, Tiere und Menschen ab. Pflanzen benötigen Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht, um durch Photosynthese Ausgangsstoffe in Kohlenhydrate umwandeln zu können. Tiere wiederum sind von Pflanzen abhängig und bilden mit ihnen die untereinander vielfältig verwobenen Nahrungsnetze.

2.5

Entwicklung

Die biotischen und abiotischen Bestandteile der Umwelt unterlagen im Laufe der Erdgeschichte vielen Veränderungen. Das Klima wechselte von warmen zu kalten Perioden, Lebensformen traten auf und verschwanden wieder – je nach den Bedingungen der sich wandelnden Umwelt. Kontinentale Verschiebungen (Folge der Plattentektonik) trennten Landmassen, Meere drangen vor und zogen sich wieder zurück, Gebirge türmten sich auf und wurden abgetragen. Die letzten großen Ereignisse der Erdgeschichte fanden im Pleistozän (Eiszeitalter; 2,5 Millionen bis 10 000 Jahre vor heute) statt: Nachdem das subtropische Klima des Tertiärs auf der nördlichen Hemisphäre zu Ende gegangen war, bedeckten wiederholt gewaltige Eismassen weite Teile Nordamerikas und Nordeuropas, beeinflussten das Leben der Pflanzen und Tiere und formten große Teile der heutigen Landschaften. Seit dem Beginn des Holozäns (Neuzeit, Postglazial), vor 10 000 Jahren, sind die Umweltbedingungen auf der Erde mehr oder weniger stabil geblieben.

Die Spezies Homo sapiens, der Mensch, erscheint erst spät in der Erdgeschichte. Die ältesten Hominidenfunde sind über zwei Millionen Jahre alt und stammen aus Süd- und Ostafrika. Vor etwa 500 000 Jahren begann der Mensch, in die gemäßigteren Zonen Eurasiens einzuwandern. Aufgrund seiner einzigartigen geistigen und körperlichen Fähigkeiten konnte der Mensch flexibler auf Umweltänderungen reagieren, die anderen Arten starke Beschränkungen auferlegten, und die Umwelt seinen Bedürfnissen gemäß verändern.

Die Fähigkeit, Feuer kontrolliert einzusetzen, erlaubte dem Menschen einen neuen Umgang mit der Vegetation, bis hin zur Brandrodung. Die Haltung von Weidetieren führte im Laufe der Zeit zur Überweidung bestimmter Gebiete und zur Bodenerosion. Die Kultivierung von Nutzpflanzen hatte ebenfalls die Zerstörung der natürlichen Vegetation zur Folge: Um Platz für größere Ernten zu schaffen und Feuerholz zu gewinnen, wurden Berghänge und Wälder gerodet. Wildtiere wurden nicht nur getötet, um sich von ihnen zu ernähren, sondern auch weil man sie als Konkurrenten oder als Gefahr ansah.

3

Umweltprobleme

Der Mensch ist das einzige Lebewesen, das die Umwelt auf der Erde aktiv und in größerem Umfang verändert. Solange die Bevölkerungszahlen klein waren und die technischen Mittel bescheiden blieben, waren die Wirkungen des Menschen auf die Umwelt lokal begrenzt. Als jedoch das Bevölkerungswachstum zunahm und die Technik sich verbesserte, entstanden gravierendere Probleme. Die raschen technologischen Fortschritte nach dem Mittelalter kulminierten in der industriellen Revolution: Sie führten u. a. zum Abbau und zur Nutzung fossiler Brennstoffe und anderer Bodenschätze im großen Maßstab. Mit der industriellen Revolution begannen die Menschen das Antlitz der Erde ebenso nachhaltig zu verändern wie die Zusammensetzung der Atmosphäre und die Qualität des Wassers. Heute stellen die schnell anwachsende Weltbevölkerung und die fortschreitende Industrialisierung in unvorhergesehenem Ausmaß Belastungen für die Umwelt dar.

3.1

Luftverschmutzung

Luftverschmutzung ist eines der gravierendsten globalen Umweltprobleme. Atmosphärische Strömungen können verschmutzte Luft in jeden Winkel der Erde transportieren. Die wichtigsten Emissionsquellen sind Kraftfahrzeuge, Erdölraffinerien sowie Kohlekraftwerke, die Energie für Industrie und Haushalte bereitstellen. Schadstoffe werden in die Luft geblasen und wirken sich negativ auf das Klima sowie auf die Gesundheit von Lebewesen aus: Sie sind für die Entstehung von saurem Regen und die globale Erwärmung verantwortlich und bauen in der Atmosphäre die Ozonschicht ab, die die Erde vor aggressiver UV-Strahlung schützt. Hauptverursacher der Luftverschmutzung sind die Industriebetriebe Nordamerikas, Europas und Asiens. Beispielsweise erzeugt die USA, bei einem Anteil an der Weltbevölkerung von nur 5 Prozent, 22 Prozent der industriell bedingten Kohlendioxidemissionen und 19 Prozent aller Treibhausgase.

Saure Niederschläge (saurer Regen und saurer Nebel) entstehen, wenn Schwefeldioxid- und Stickoxidemissionen aus Fahrzeugen und Kraftwerken, die fossile Brennstoffe verheizen, den pH-Wert der Niederschläge massiv senken. Sie gelten als eine der Hauptursachen des Waldsterbens. Durch das Niederschlagswasser werden Säuren in den Boden eingetragen, der Boden versauert und wichtige Nährstoffe werden ausgewaschen. Dies führt zu einer Mangelernährung der Bäume und zur Freisetzung von Metallionen (hauptsächlich Aluminiumionen), die als starkes Zellgift toxisch für viele Pflanzenwurzeln wirken. Säurehaltige Niederschläge bewirken zudem eine starke Beeinträchtigung von Flora und Fauna in Süßwasserseen, Ernte- und Waldschäden sowie Korrosionsschäden an Gebäuden.

Luftverschmutzungen bewirken zudem eine globale Erwärmung der Erdatmosphäre. Als Hauptursachen dafür werden hohe Konzentrationen von Kohlendioxid, Methan, Stickstoffoxiden und Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) angesehen. Diese Substanzen werden Treibhausgase genannt, weil sie eine Art Schutzschild in der oberen Atmosphäre aufbauen, der bewirkt, dass die Wärmestrahlung der Erde nur noch in verringertem Ausmaß in das Weltall entweichen kann und sich die Erdatmosphäre aufheizt (siehe Treibhauseffekt). Die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre ist vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe seit 1800 um 25 Prozent gestiegen. Die zehn wärmsten Jahre seit Beginn der Temperaturaufzeichnungen liegen alle nach 1983; 2005 war das Jahr mit der bis dahin höchsten Durchschnittstemperatur. Bei anhaltend starken Emissionen von Treibhausgasen werden die Durchschnittstemperaturen weltweit bis zum Jahr 2050 zwischen 1 und 3 °C ansteigen. Dadurch könnten Gletscher und polare Eiskappen schmelzen, der Meeresspiegel ansteigen, zahlreiche Küstenstädte überflutet werden. Tief gelegene Inselstaaten, wie die Malediven, würden vollständig verschwinden, fruchtbares Ackerland würde sich in Wüste verwandeln.

Ein anderes, mit der Luftverschmutzung einhergehendes Problem ist das Ausdünnen der Ozonschicht, die das Eindringen gefährlicher ultravioletter Strahlung in die Atmosphäre verhindert. Seitdem in den achtziger Jahren das Ozonloch über der Antarktis belegt werden konnte, wurde auch über anderen Gebieten der Erde ein Rückgang der Ozonkonzentration festgestellt. Abgebaut werden Ozonmoleküle von Fluorchlorkohlenwasserstoffen. Bei diesen Substanzen handelt es sich um Chemikalien, die u. a. in Kühlschränken und Spraydosen zum Einsatz kommen. Wenn sie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden, steigen sie in die obersten Atmosphärenschichten auf; Schätzungen zufolge sind bereits 60 Prozent der Ozonschicht durch den Eintrag von Schadstoffen zerstört worden. Bei Verzicht auf weitere Verwendung, könnten die in der Atmosphäre bereits vorhandenen FCKW innerhalb von etwa 80 Jahren abgebaut werden. Zunehmende ultraviolette Bestrahlung der Erde führt bei Menschen zu vermehrtem Hautkrebs, grauem Star und schwächt das Immunsystem, sie stört die Photosynthese der Pflanzen und beeinträchtigt das Wachstum des Phytoplanktons in den Meeren. Im September 2006 erreichte die Größe des Ozonlochs über der Antarktis mit rund 29,5 Millionen Quadratkilometern den höchsten bis dahin gemessenen Wert.

Der Smog, eine besondere Form der Luftverunreinigung, kann bei austauscharmen Wetterlagen (Inversionen) in Städten auftreten. Oft begünstigt durch die Lage in Talkesseln, sammelt sich mit Industrie- und Autoabgasen verunreinigte Luft, schädigt die Atemwege von Mensch und Tier und wirkt toxisch auf Pflanzen.