Auf unserem Planeten ist ein chemischer Thermostat aktiv, der seit ewigen Zeiten dafür sorgt, dass die natürlichen Schwankungen des Klimas nicht allzu groß werden. Wie wir gesehen haben, sind diese zwar in Wahrheit trotzdem ausgeprägt gewesen und decken das Spektrum vom „Schneeball Erde“ bis hin zum extremen Treibhausklima der Kreide zeit ab (siehe: Natürliche Klimaschwankungen). Jedoch gab es immer flüssiges Wasser, sodass eine wichtige Grundvoraussetzung erfüllt blieb.

Der Thermostat basiert auf dem Prozess der chemischen Verwitterung (Erosion) von Silikat-Gestein (z.B. Granit). Dieses Gestein reagiert atmosphärischem CO₂ und wird dabei zur Senke des Treibhausgases. Besonders gut funktioniert der Prozess im Hochgebirge, wo das Gestein direkten Kontakt mit der Atmosphäre hat. Sind hingegen Vegetation und Humus vorhanden, ist das Gestein geschützt und der Prozess ist nur sehr langsam.

So läuft der chemische Prozess

Es gibt natürlich sehr viele verschiedene Silikat-Gesteine. Hier sei der Prozess an einem chemisch sehr einfachen Silikat-Mineral gezeigt, dem Wollastonit, CaSiO₃. Das CO₂ aus der Atmosphäre liegt hier in Wasser gelöst als Kohlensäure vor (CO₂ + H₂O –> H₂CO₃)

CaSiO₃ + H₂CO₃ –> CaCO₃ + H₂O + SiO₂

Das Mineral wird also aufgelöst, als Nebenprodukt entsteht Kalkstein, CaCO₃. Innerhalb des Kohlenstoff-Kreislaufs ist dieser Prozess der bedeutendste, um Kohlenstoff aus der Atmosphäre in Kohlenstoff in Gesteinsform zu transformieren.

Thermostat für globales Klima

Wie funktioniert nun dieser chemische Prozess als Thermostat? Im Grunde ist es ganz einfach: In Zeiten, in denen der CO₂ Gehalt der Atmosphäre hoch ist, ist es grundsätzlich wärmer. Dadurch sind die Ozeane wärmer, es gibt mehr Verdunstung und mehr Niederschlag. Mehr Niederschlag und höhere Temperaturen beschleunigen den chemischen Prozess: Höhere Temperatur beschleunigt jeden chemischen Prozess und mehr Niederschlag bedeutet mehr Wasser und der Prozess kann nur mit Wasser stattfinden. Also folgt auch aus dem Mehr an Niederschlag eine stärke Verwitterung. Wenn aber der Prozess der schneller stattfindet, wird gleichzeitig auch mehr CO₂ aus der Atmosphäre entfernt. Dann kühlt es global ab, weniger CO₂ wird entfernt und das Klima stabilisiert sich wieder.

In Zeiten, in denen die vulkanische Aktivität erhöht ist, gelangt mehr CO₂ in die Atmosphäre, denn Vulkane sind große CO₂ Schleudern. Jetzt wird es also wärmer. Der hier beschriebene Prozess kann das wieder ausgleichen und verhindert, dass das Klima zu extrem wird.

Auswirkung auf die jetzige Situation

Wer jetzt denkt, dass die chemische Verwitterung auch die jetzige durch Menschen verursachte Klimakrise lösen wird, den muss ich leider enttäuschen. Theoretisch stimmt das zwar, aber der Thermostat funktioniert nur sehr langsam in Zeiträumen von Millionen von Jahren. Damit besteht überhaupt keine Chance, den extrem schnellen Anstieg von CO₂ in der Atmosphäre von 280 auf 420 ppm, damit zu bremsen. Immerhin, denken wir in geologischen Zeiträumen von Millionen von Jahren, ist davon auszugehen, dass mit der chemischen Verwitterung ein Gleichgewicht wieder hergestellt wird.