Der Urknall war der Anfang von Raum und Zeit vor ca.13,7 Milliarden Jahren. Die Erde hingegen entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Eine Milliarde Jahre später gab es das erste Leben (Einzeller) auf der Erde. Im Erdaltertum (Paläozoikum) spielte sich das Leben nur in den Ozeanen ab. Pflanzen wuchsen auf der Erdoberfläche, Amphibien und Reptilien entwickelten sich. Das Erdmittelalter (Mesozoikum) war das Zeitalter der Dinosaurier, die fast 200 Millionen Jahre lang die Erde beherrschten.

Durch Umweltkatastrophen (Einschläge von Meteoriten) starben immer wieder Lebewesen aus und das Klima und die Lebensverhältnisse änderten sich. Das Leben passte sich dabei immer wieder neu den Gegebenheiten an. Vor sechs Millionen Jahren gab es erste Vorläufer des Menschen auf unserem Planeten. Auch in dieser Zeit zwangen natürliche Klimaveränderungen, Vulkanausbrüchen und wechselnde Umwelteinflüsse den Menschen immer wieder zur Anpassung. Vor 70 000 Jahren kam es durch diese Umwelteinflüsse zu einer Reduzierung auf wenige tausend Menschen (Homo sapiens). Im Laufe der Entwicklung des Menschen kamen auch anthropogene Einflüsse (durch den Menschen verursachte) hinzu, die unsere Welt maßgeblich verändert haben.

Vor allem die letzten 150 Jahre der Industrialisierung, des technischen Fortschrittes und der starken Zunahme der Bevölkerung (90 % der Bevölkerung lebt derzeit auf der Nordhalbkugel) haben unserer Erde stark zugesetzt und bedrohen unseren Lebensraum für die Zukunft. 8 Milliarden Menschen leben derzeit auf unserem Planeten, im Jahre 2100 werden es laut Prognosen ca. 11 Milliarden sein.

Folgende Probleme gilt es so rasch als möglich zu lösen

Kohlenstoffdioxid Ausstoß

Der Kohlenstoffdioxid (CO₂₎ Ausstoß trägt zum Treibhauseffekt und damit verbundenen Klimawandel bei. China, USA, Indien und Russland produzieren bei weitem die meisten CO₂ Gase weltweit. Im Jahr 2018 betrugen die CO₂-Emissionen Österreichs 79,0 Millionen Tonnen. Demnach liegt der Anteil von Österreich am weltweiten CO₂-Fußabdruck bei rund 0,22%. Im Pro Kopf Verbrauch hingegen liegt Österreich mit einem jährlichen CO₂-Ausstoß von 7,24 Tonnen pro Kopf sogar vor China. Die Energieerzeugung produziert die meisten Emissionen, gefolgt von der Industrie, dem Verkehr, der Gebäudewirtschaft und der Landwirtschaft. Im privaten Bereich des Menschen sind Konsum, Mobilität, Ernährung, Heizen und Strom zu nennen. Berechne jetzt die Nachhaltigkeit deines Lebensstils und erfahre, was du ganz leicht mit dem CO₂-Rechner verändern kannst!

Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist ein natürlicher Prozess, der die Temperatur auf der Erde bestimmt und verändert. Ohne ihn würde die Erdoberfläche stark abkühlen. Der Effekt wird durch Treibhausgase ausgelöst, die die Wärmestrahlung (IR) der Erde in der Nacht reflektieren. Es gibt natürliche und anthropogene Treibhausgase, wobei die letzteren durch menschliche Aktivitäten verursacht werden. Eine erhöhte Konzentration von Treibhausgasen (CO₂ + CH₄ Methan) führt zur globalen - unerwünschten Erderwärmung. Ziel für die nahe Zukunft ist es, diesem Temperaturanstieg entgegenzuwirken. Mit dem 2-Grad-Ziel soll eine Erwärmung der globalen Mitteltemperatur über das vorindustrielle Niveau hinaus bis zum Jahre 2100 verhindert werden. Derzeit liegen wir bereits bei einem Plus von 1,1 Grad Celsius. Der Weltklimarat rechnet damit, dass die 1,5-Grad-Grenze (ein gesetztes Ziel das wir wahrscheinlich nicht erreichen werden) bereits im Zeitraum 2030 bis 2035 erreicht wird. Die Folgen der Erderwärmung sind erschreckend.

Die Weltmeere waren noch nie so warm wie heute. Im April 2023 wurden durchschnittlich 21,1 Grad Celsius gemessen. Die Meere sind eigentlich ein Puffer für den menschengemachten Klimawandel, sie wirken dämpfend und nehmen viel Kohlendioxid (CO₂) aus unseren Emissionen auf und speichern auch mehr als 90 Prozent der zusätzlichen Energie des Klimawandels. Dass sich neben dem Land auch die Meere erwärmen, war zu erwarten, aber nicht mit diesem raschen Anstieg. Dieser Effekt dürfte auch mit dem El Nino zusammenhängen, einem Klimaphänomen, das durchschnittlich alle 4 Jahre auftritt. El Nino ist eine Veränderung der Luft- und Meeresströmungen im Pazifik mit Auswirkungen auf das Wetter in vielen Teilen der Erde. El Nino-Jahre sind global gesehen sehr warme Jahre, daher ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass das kommende Jahr 2024 das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen wird. Abweichungen von bis zu 1,5 Grad sind möglich.

Die Folgen sind fatal: Wärmeres Wasser nimmt weniger CO₂ auf als kaltes Wasser, dieser natürlicher CO₂-Puffer der Meere wird daher kleiner. Wärmeres Wasser dehnt sich stärker aus als kaltes, daher steigt der Meeresspiegel und Überschwemmungen drohen. Wärmeres Wasser erwärmt die darüber liegende Luft und liefert Energie und Feuchtigkeit für zerstörerische Wirbelstürme. Der Lebensraum für Pflanzen und Tiere verändert sich erheblich. Die Erwärmung der Meere gefährdet die Artenvielfalt, die Nahrungsketten und trägt zum Korallensterben bei.

Neben den Wäldern und den Weltmeeren können auch Moore, Salz- und Seegraswiesen sowie Mangrovenwälder CO₂ speichern. Ihre enorme CO₂ - Speicherkapazität übersteigt die von Ozeanen um ein Vielfaches. Im Vergleich zu Wäldern sind sie fünfmal so effizient.

 

Klimawandel

Das Wetter bezieht sich auf die aktuellen atmosphärischen Bedingungen an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit. Das Klima zeichnet hingegen langfristige Wetterereignisse in einer bestimmten Region auf. Das Klima hat sich im Laufe der Millionen Jahre in Österreich immer wieder natürlich (auch durch Veränderungen der Sonnenaktivität) verändert. Der Mensch verstärkt und beschleunigt durch sein fehlendes Umweltbewusstsein (anthropogener Anteil des Klimawandels)  diesen raschen Klimawandeln deutlich. Hitze, Dürre, Überschwemmungen und fehlender Niederschlag in Zentraleuropa (und damit auch in Österreich) gehören zu den Auswirkungen des Klimawandels und Temperaturanstieges. 

Ernährung

Da immer mehr Menschen (über 8 Milliarden) auf der Erde leben, müssen auch immer mehr Menschen ausreichend ernährt werden. Tierische Produkte haben einen größeren ökologischen Fußabdruck als pflanzliche. Tiere benötigen während ihres Wachstums selbst mehr Nahrung, als sie uns am Ende ihres Lebens in Form von Fleisch liefern. Außerdem produzieren sie zusätzliche Treibhausgase (CO₂ und CH₄). Eine pflanzliche Ernährung kann den Ressourcenverbrauch und die Umweltbelastung reduzieren. Weitgehend vegetarisch oder gar vegan zu leben wird kein Trend, sondern eine Notwendigkeit in den nächsten Jahren sein, Insekten und Algen stehen heute schon auf unserem Speiseplan.Die richtige Verteilung der Lebensmittel und deren nachhaltige Produktion sind weitere wichtige Themen der Zukunft. Wir haben darüber berichtet. Die Themen Lebensmittel retten - wir kochen, was der Eiskasten hergibt und Sind E-Stoffe gefährlich für den Menschen sind als eigenständige Artikel verfügbar.

 

Trinkwasserversorgung

Die Trinkwasserversorgung ist in vielen Ländern der Erde aus verschiedenen Gründen ein großes Problem. Einer der Hauptgründe ist der Klimawandel, der zu Dürren und Wasserknappheit führen kann. In einigen Regionen gibt es auch Probleme mit der Wasserqualität aufgrund der Verschmutzung durch industrielle Abfälle und menschliche Abwässer. Darüber hinaus fehlt es in vielen Ländern an geeigneter Infrastruktur und Investitionen, um eine zuverlässige Wasserversorgung zu gewährleisten. Auch Faktoren wie Armut und Kriege können den Zugang zu sauberem Wasser erschweren. Trinkwasserknappheit hat auch Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlergehen der Menschen sowie auf die wirtschaftliche Entwicklung und Stabilität der Länder.

Wasserverschmutzung

Die Verschmutzung von Flüssen und Meeren ist ein ernstes Umweltproblem. Die häufigsten Verschmutzungsursachen sind Industrieabfälle, Düngemittel aus der Landwirtschaft, Abwässer und Ölverschmutzungen. Die Verschmutzung kann die Wasserqualität beeinträchtigen und eine Bedrohung für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen. In Flüssen kann die Verschmutzung das Ökosystem beeinträchtigen, indem sie das Leben von Fischen und anderen Wasserlebewesen bedroht. In den Meeren kommt die Verschmutzung durch Kunststoffmüll hinzu. Laut einer Studie gelangen jährlich bis zu 23 Millionen Tonnen Kunststoffmüll in die Weltmeere. Im Jahr 2050 werden mehr Tonnen Plastik als Fische in unseren Meeren schwimmen.

Luftverschmutzung

Luftverschmutzung entsteht durch die Emission von Schadstoffen. Zu den häufigsten Ursachen der Luftverschmutzung gehören die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken, Industrie und Verkehr, aber die Landwirtschaft und die Abfallverbrennung tragen dazu bei. Verschmutzte Luft kann zu Gesundheitsproblemen wie Atemwegserkrankungen, Krebs und Asthma führen. Luftverschmutzung hat auch Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt. Sie trägt zum Klimawandel bei, indem Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO₂) in die Atmosphäre gelangen. Um die Luftverschmutzung zu reduzieren, können Regierungen und Unternehmen Maßnahmen ergreifen wie die Nutzung erneuerbarer Energien, die Verbesserung der Energieeffizienz, die Förderung des öffentlichen Verkehrs und die Entwicklung emissionsarmer Technologien (Elektroauto). Auch die Förderung eines umweltbewussten Verhaltens, wie z.B. Radfahren oder der Kauf regionaler Produkte, kann zur Verringerung der Luftverschmutzung beitragen.

Wiederverwertung von Rohstoffen - Mülltrennung

Die Abfalltrennung ist wichtig, da sie eine umweltfreundliche und nachhaltige Abfallentsorgung ermöglicht. Die Trennung der verschiedenen Abfallarten wie Papier, Glas, Kunststoffe, Metalle und organische Abfälle erleichtert auch den Recyclingprozess (Wiederverwertung). Dadurch wird die Verschwendung wertvoller Rohstoffe vermieden und gleichzeitig der Bedarf an neuen Rohstoffen reduziert. Außerdem kann die richtige Abfalltrennung dazu beitragen, die Menge der auf Deponien entsorgten Abfälle und die damit verbundenen Probleme wie Luftverschmutzung, Bodenverunreinigungen und Klimawandel zu verringern. Einige Abfälle können sogar zur Energieerzeugung genutzt werden, was den Bedarf an fossilen Brennstoffen verringert. Die App Digi-Cycle (Android / iOS) unterstützt dich bei der richtigen Mülltrennung.

Energieversorgung - Stromerzeugung

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Strom zu erzeugen:

a) Fossile Brennstoffe: Kohle, Erdöl und Erdgas werden verbrannt, um Strom zu erzeugen. Diese Methode hat jedoch negative Auswirkungen auf die Umwelt, da Treibhausgase und andere Schadstoffe freigesetzt werden. Darüber hinaus sind die Vorräte an fossilen Brennstoffen begrenzt. Das bedeutet, dass Kohle, Erdöl und Erdgas nach maximal 200 Jahren aufgebraucht sein werden.

b) Kernenergie - Atomenergie: Die Kernspaltung von dem Element Uran wird zur Stromerzeugung genutzt. Diese Methode erzeugt keine Treibhausgase, birgt aber andere Risiken, wie die Möglichkeit eines Austritts von Radioaktivität. Zudem entsteht Atommüll, der nicht richtig bzw. endgültig entsorgt werden kann.

c) Erneuerbare Energien: Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft, Erdwärme und Biomasse werden zur Stromerzeugung genutzt. Diese Methoden sind sauberer und haben weniger Auswirkungen auf die Umwelt als fossile Brennstoffe oder die Kernenergie. Erneuerbare Energien werden so genannt, weil sie aus Energiequellen kommen, die sich immer wieder erneuern können, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die endlich sind. Sinnvoll ist eine eigene Photovoltaikanlage (PV) am Dach des Hauses. Eine autonome - autarke Stromversorgung (unabhängig von einem öffentlichen Stromanbieter den eigenen Strom selbst erzeugen) ein wesentliches Ziel der kommenden Jahre,

d) Brennstoffzellen: Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff und Sauerstoff in Elektrizität und Wasser um. Diese Methode erzeugt keine schädlichen Emissionen und kann auch als Energiequelle für Fahrzeuge genutzt werden.

 

Fossile Brennstoffe

Fossile Brennstoffe sind Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas, die aus organischem Material bestehen und im Laufe von Jahrmillionen durch Druck und Hitze in der Erde entstanden sind. Fossile Brennstoffe sind seit langem eine wichtige Energiequelle und werden zur Stromerzeugung, zum Heizen und in Automotoren eingesetzt. Fossile Brennstoffe haben jedoch erhebliche negative Auswirkungen auf die Umwelt, insbesondere durch die Emission von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO₂), die zur globalen Erwärmung beitragen. Darüber hinaus haben sie negative Auswirkungen auf die Luft- und Wasserqualität und tragen zur Umweltverschmutzung bei. Erneuerbare Energien wie Sonnen-, Wind- und Wasserkraft können statt dessen genutzt werden, ohne dabei schädliche Emissionen zu produzieren.

Ozonlöcher

Ozonlöcher sind Bereiche in der Ozonschicht der Erdatmosphäre, in denen der Ozongehalt deutlich abnimmt. Die Ozonschicht ist eine Gasschicht in der oberen Atmosphäre, die das Leben auf der Erde vor der schädlichen UV-Strahlung der Sonne schützt. Der Ozonabbau wird durch die Freisetzung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) und anderen ozonabbauenden Chemikalien verursacht. Diese Chemikalien wurden früher in vielen Anwendungen wie Kühlschränken, Klimaanlagen und Spraydosen verwendet. Das Ozonloch hat schwerwiegende Folgen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Die harte UV-Strahlung, die durch die Löcher in die Atmosphäre eindringt, kann die Haut und Augen schädigen und das Immunsystem schwächen. Das Verwenden einer Sonnencreme bei intensiver Sonneneinstrahlung ist genauso wichtig, wie das Tragen einer guten Sonnenbrile. Die harte UV-Strahlung kann aber auch das Pflanzenwachstum beeinträchtigen und den Lebensraum von Tieren und Pflanzen maßgeblich stören.

Webnachlese

Synthetische Biologie als Lösungsansatz

Ö3 - Beitrag zur synthetischen Biologie