Der pH-Wert des Planeten Erde – Versauerung und Artenvielfalt

Wörter: 1360; Linkslevel: -1 Nichtlinke ; Version: 1.1

— Projekt zur Rettung der Biosphäre —

 

Ein mit Schlußfolgerungen aufgemotzter Ausflug in die Schulchemie; Ein im Text enthaltener Level +4 – Link verstößt gegen die Philosophie der Schule und sollte von den meisten noch nicht beachtet werden.
 

Der Planet Erde besteht aus Sternenstaub. Das bedeutet, daß er im Gegensatz zur meisten sichtbaren Materie nicht nur aus Wasserstoff und Helium besteht,sondern aus einer Mischung höherer Elemente, wie sie durch verschiedene Arten der Kernfusion in den Sternen entsteht und ausgestoßen wird. Einige der Materiekrümel erreichen innerhalb der Akkretionsscheibe neuer Sternsysteme die Größe von Planeten.
Die Verteilung der Elemente im Universum nimmt etwa eine für das Alter und die Größe der zugehörigen Galaxie, sowie für den Abstand von ihrem Zentrum und für weitere Parameter der galaktischen Sternbildung typische Zusammensetzung an.

Betrachten wir die Erde! Es fällt auf, daß zwar in unterseeischen Vulkankratern oder in der Nähe von Geysiren oder von schwarzen Rauchern starke Abweichungen des pH-Wertes vom Neutralwert 7 zu finden sein können, der Großteil der Gewässer (Binnen – und Salz-Gewässer) jedoch im wesentlichen neutral sind.
Je größer die Gewässer, desto neutraler sind sie.
Daraus ergeben sich zwei wichtige Fragen:

  1. Warum ist das so?“
    und
  2. Was wäre, wenn das nicht so wäre?“

.
Zunächst können wir sagen, daß pH-Werte durch Mischen unterschiedlicher Konzentrationen von Basen und Säuren eine Konzentration annehmen, die planetar (hier also „global“) das Zentrum (den Schwerpunkt) einer Gaußverteilung annimmt. Für den pH-Wert, der ein Logarithmus davon ist, bedeutet das, daß sich ein kleiner Wert ergibt, der wenig von 7 abweicht. Jedoch kann er je nach Zusammensetzung des Planeten auch stark abweichen.
Dies bedeutet jedoch, für uns, daß die rezent vorgefundene Zusammensetzung der Erdkruste (zufällig?) gerade so ist, daß der pH-Wert gerade ziemlich neutral ist.
Der Planet Erde ist ein relativ pH-neutraler Planet.

 

Exovergleich

Was wäre, wenn der Planet sauer wäre?

Auf einem sauren Planeten Erde würde sich das extrem häufige Element Aluminium im Wasser lösen. Höheres Leben, wie wir es kennen, könnte nicht existieren, da Aluminium z. B. neurotoxisch ist. Metalle könnten nicht als solche genutzt werden. Es gäbe keinen Kalk und somit keinen Beton und keinen Marmor. Die Atmosphäre wäre voller CO2.

 

Was wäre, wenn der Planet basisch wäre?

Auf einem basischen Planeten würde aller oxidierter Kohlenstoff, aber auch aller oxidierter Schwefel in Salzen gebunden sein. Es gäbe keinen organischen Phosphor. Alles wäre anorganisch. In einer sauerstoffreichen Atmosphäre gäbe es kein höheres Leben.

 

Der freie Sauerstoff

Auf der Erde stammt der freie Sauerstoff aus dem Kohlendioxid, von welchem er durch Photosynthese abgetrennt wurde. Der Sauerstoff wird also durch die Natur leichter von den Elementen höherer Elektronegativität, als von denen niedriger Elektronegativität abgespalten. Durch die lang andauernde ständige Abspaltung des Sauerstoffs sind einige wasserunlösliche reduzierte Elemente in dieser reduzierter Form in der höheren Erdkruste verschwunden. Dazu gehören Kohlenstoff und Schwefel. Diese Elemente findet man in reduzierter Form in von der Luft abgeschlossenen Lagerstätten. Durch Eröffnung der Lagerstätten schafft man Kontakt mit der Atmosphäre.
Auf einem basischen Planeten würde zusätzlicher Sauerstoff in so einem Falle zur Versauerung beitragen.

 

Die chemischen Kosten

Der Prozeß Sauerstoff abzuspalten, kostet Energie. In einem mit Wasser bedeckten Moor wird nur ein kleiner Teil des umgesetzten Kohlenstoffes in reduzierter Form (zunächst als Kohlenhydrat) gespeichert. Daraus entsteht sehr langsam Kohlenstoff. Viele Moore und Ur-Wälder waren nötig, um den heutigen Zustand herbeizuführen. Als die Menschheit entstand, gab es die höchste Biodiversität, die es je auf diesem Planten gegeben hat.
Dieser Zustand ist vom Leben selbst herbeigeführt worden. Leider haben die Menschen den Kapitalismus entwickelt, der sie selbst zwingt, diesen in hunderten Millionen Jahren aufgebauten Schatz in einem Dutzend Jahrzehnte zu zerstören.
Dadurch versauert die Biosphäre rasant. Gücklicherweise ist die Biosphäre so leistungsfähig, daß sie zu Lande und zu Wasser mit Hochdruck an der Resorption von Kohlenstoff arbeitet. Leider jedoch hat die Menschheit den Kampf mit der belebten Natur aufgenommen. Mit größter Systematik vernichtet sie die Waldbestände des Planeten, mit größter Systematik erschließt sie neue kohlenstoffhaltige Lagerstätten, um zusätzlichen Kohlenstoff und zusätzlichen Schwefel in die Atmosphäre zu entlassen. Viele der natürlichen Regenerationssysteme stehen daher vor dem Kollaps. Ein drohender Klimawandel könnte großen Teilen der Biosphäre auf dem Land das notwendige Wasser entziehen, was nachfolgend eine zusätzliche Oxidation des in ihr gebundenen Kohlenstoffes zur Folge hätte.
Die chemischen Kosten sind natürlich energetische Kosten. Oxidation bringt Energie, Reduktion kostet Energie.
Die Menschheit entläßt, um Energie zu gewinnen, große Mengen Kohlendioxid und Schwefeldioxid in die Atmosphäre. Durch ineffiziente1 Verbrennung entstehen außerdem noch Stickoxide. Neben den vielfach diskutierten Wirkungen als Treibhausgase, entsteht eine Säurewirkung.
Der Prozeß der künstlichen Oxidation zur Energiegewinnung ist dem der natürlichen Reduktion genau entgegengesetzt. Die Kosten wurden Jahrmillionen angespart.

 

Was genau macht die Natur mit dem pH-Wert?

Der Unterschied zwischen Sauerstoff-Salzen und nicht-Sauerstoff-Salzen

Der pH-Wert hängt von der Verfügbarkeit wasserlöslicher Ionen ab. Wir haben festgestellt, daß die belebte Natur tendenziell Sauerstoff aus Nichtmetalloxiden freisetzt. – Warum wird aber kein Metall freigesetzt?
Es gibt Salze, die Sauerstoff enthalten und solche, die keinen Sauerstoff enthalten. Warum ist das wichtig? In »Planetostatische Nachhaltgkeit« (LL = +4) wird festgestellt, daß der Planet Erde bei weitem nicht durchoxidiert ist (so daß er jeden freien Sauerstoff restlos absorbieren würde) und daß der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre einzig auf die belebte Natur zurückzuführen ist. Betrachten wir nun die Anionen der Salze, so stellen wir fest, daß die Sauerstoffhaltigen (wenn man von fluorhaltigen absieht), eine stärkere Bindungskraft (Assozialtionsenergie) besitzen, als die nicht sauerstoffhaltigen. Sie können die anderen Anionen meist aus ihren Verbindungen vertreiben. Dabei gibt es eine Ausnahme nämlich das Karbonation. Obwohl das Karbonation diese Eigenschaft auch hat, ist es außerdem im Lösungszustand sehr zersetzlich. (Das führt dazu, daß in einer sogenannten Kohlensäurelösung der größte Teil des CO2 physikalisch im Wasser gelöst ist.) Weil es ein Gleichgewicht gibt, CO2 jedoch auch ausgast, perlt Kohlendioxid aus sauren und neutralen Lösungen aus. Kohlenstoffspeicherung gelingt deswegen in oxidierter Form nur in stark basischem Milieu.
Die Nichtmetalle können (z. B.) durch Oxidation in Salzen gebunden werden. Im Wasser kann diese Oxidation verhindert werden. Metalle, sollten sie von der Natur freigesetzt werden, würden auch im Wasser oxidiert werden. Die lebendige Natur produziert erst gar keine reinen Metalle2 . Sauerstoff in Salzen vermehrt also die Anionen, während die Zahl der Kationen (und in der Regel auch ihre Wertigkeit) unverändert bleibt.

 

Die irdische Art der Energiespeicherung

Deswegen speichert die belebte Natur Energie in Form reduzierter Nichtmetalle. Die irdische Speicherungsform bevorzugt, Kohlenhydrate, Fette, Lignin, Eiweiße, Aminosäuren und diverse organische Stoffe, wie Polyphenole, Porphyrine, Glykoside u.v.a.
Was folgt aus dem ganzen?
Die belebte Natur schafft reduzierte Nichtmetalle als Energiespeicher. Diese könne bei Oxidation Energie freisetzen. Ein Energieverlust bei Hin- und Rückumwandlung muß in Kauf genommen werden. Ein Teil dieser gespeicherten Energie geht durch Tod und Unfälle verloren, wodurch reduzierte Nichtmetalle in anaeroben Milieus der Erdkruste gespeichert werden.

Da nichtoxidierte Nichtmetalle (außer den fluiden Halogenen) eher reaktionsträge sind, führt also ihre Oxidation zur Versauerung und Salzbildung und ihre reduzierte Form zur Speicherung. Die oxidierte Form der Nichtmetalle kann auch durch Sedimentation gespeichert werden. Dann jedoch wird mit jedem Anion auch ein Wertigkeitsäquivalent an Kationen aus dem Verkehr gezogen, was den pH-Wert in Abhängigkeit von den jeweiligen Löslichkeitskonstanten der beteiligten Ionen beeinflußt.
 

Vergleicht man also die Bilanz der Metalloxide und Nichtmetalloxide, führt das Aus-dem-Verkehr-ziehen der Nichtmetalle durch Reduzierung zu einer höheren Basizität der Gewässer, als vorher.
Die lebendige Natur erhöht tendenziell den planetaren Biosphären-pH-Wert.
Es sieht dabei so aus, als wenn die Artenvielfalt des Quartiärs eine Folge seines Biosphären-pH-Wertes war.
Leider verringert menschliche Tätigkeit den planetaren Biosphären-pH-Wert.
Die Natur puffert diese Veränderung chemisch und biologisch ab.

 

Ökologisches

Da dieser Prozeß sehr langsam abläuft, ist die jeweilige rezente Artenvielfalt eines Zeitalters an den jeweiligen planetaren Biosphären-pH-Wert angepaßt. Dieser pH-Wert, der sich vor allem als pH-Wert der Ozeane messen läßt, ist daher von allergrößter Bedeutung. Seine künstliche Veränderung läßt katastrophale Auswirkungen erwarten.
Die Verbrennung von Nichtmetallen zur Energiegewinnung führt durch Versauerung zum Artensterben.

 

Politisches

Sollte der pH-Wert aus Versehen verstellt worden sein, ist es daher notwendig, ihn schnellstmöglich zurückzustellen.

Die Verbrennung reduzierter Kohlenstoffverbindungen zur Energiegewinnung ist daher kurzfristig zu unterlassen und mittelfristig global zu verbieten, sowie langfristig rückgängig zu machen.
Die Öffnung von Lagerstätten kohlenstoffhaltiger Verbindungen (künstlicher Aufschluß) ist unter Strafe zu stellen.
Die Beschädigung von abdichtenden Erdschichten über diesen Lagerstätten, wie sie z. B. beim Fracking erfolgt, ist strafbewehrt zu verbieten.
[Evariste]

 

1 Der Verbrennungsmotor an sich ist so ineffizient, daß man gern die Verbrennungstemperatur erhöht, um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Dadurch entstehen Stickoxide.
2 – zumindest keine unedlen Metalle

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