Die wichtigste chemische Reaktion dieser Welt
Als ich im letzten Sommer auf einer Bank im Wald saß, kam mir der folgende Gedanke in den Kopf:
Um mich herum lief die größte und wichtigste chemischen Reaktion der Welt ab!
Nicht die Erzeugung von Stahl oder von Kunstdünger sind für uns Menschen existentiell wichtig. Die beiden Stoffe, ohne die wir nicht überleben könnten sind Sauerstoff und Kohlehydrate.
Während ich im Schatten döste, synthetisierten um mich herum Millionen von Blätter diese beiden Stoffe.
Und gleichzeitig lief in Milliarden meiner Körperzellen die gleiche Reaktion –nur umgekehrt- ab.
So steht es im Bio-Lehrbuch:
Die Pflanzen synthetisieren (mit Hilfe des Chlorophylls) aus Kohlendioxid und Wasser mit Hilfe des Sonnenlichtes Kohlehydrate und Sauerstoff
Vereinfacht:
n CO2 + x H2O + Energie >>>>> Cn(H2O)x + n O2
z.B. läuft die Synthese von Traubenzucker so ab:
6 CO2 + 6 H2O + Energie >>>> C6H12O6 + 6 O2
(es sei bemerkt, dass der Sauerstoff nicht aus dem CO2, sondern aus dem Wasser kommt!)
Wie man leicht nachrechnen kann, werden zur Bildung von 1 kg Kohlehydrate ca. 800 Liter bzw. 1,5 kg Kohlendioxid „verbaut“.
1,5 kg CO2 >>>>>>> 1 kg Kohlehydrate
Analog werden nicht nur die Kohlehydrate, sondern praktisch die gesamte Gerüstsubstanz der Pflanzen (Holz, Getreide, Gras, Gemüse usw.) synthetisiert.
Und sozusagen als Nebenprodukt entsteht Sauerstoff.
D.h. ohne diese Photosynthese könnten wir nicht leben.
Einmal, weil wir nichts zu essen hätten (kein Getreide, kein Gras für die Kühe usw.) und zum anderen weil wir keinen Sauerstoff zum Atmen hätten.
Die dafür notwendige Energie liefert unsere Sonne. Und diese Energie ist groß. Sie wird bei der rückläufigen Reaktion wieder frei. Das merke ich,
wenn ich vor meinem Kaminofen sitze und den Flammen zuschaue. Im Holz ist die gute Sonne gespeichert und wird beim Verbrennen wieder freigesetzt: Wärme und Licht. Mein Stück Holz ist ein
"Sonnen-Speicher"!
Sehr treffend und lyrisch hat der amerikanische Physiker Richard Feynman das ganze Wunder beschrieben:
"Bäume bestehen hauptsächlich aus Luft. Verbrennt man sie, werden sie wieder zu Luft, und in der lodernden Glut wird die lodernde Glut der Sonne freigesetzt die mitwirkte, um die Luft in den Baum zu verwandeln. Und in der Asche finden wir den kleinen Überrest des Anteils, der nicht aus der Luft, sondern aus der festen Erde kam."
In unserem Körper läuft die rückläufige Reaktion ab: Traubenzucker vom Dünndarm und Sauerstoff von der Lunge werden durch das Blut herangeschafft
und reagieren in den Körperzellen zu CO2 und Wasser, die mit Hilfe des Blutes zur Lunge zurücktransportiert werden.
Von der dabei entstehenden Energie leben wir.
Unser Volksschul-Lehrer beschrieb das so: „Der Magen ist ein Ofen aus Holz und in ihm brennt ein Feuer ohne Flamme“.
Letzten Endes beruht auch der Aufbau der restlichen Grundnahrungs-Stoffe wie Fett und Eiweiß direkt oder indirekt auf die Photo-Synthese.
Wobei wir Menschen Parasiten sind. Wir beherrschen die Photosynthese –im Gegensatz zu den Pflanzen- nicht. Wir können nicht von Luft und Liebe bzw. von Licht und Wasser und Kohlensäure leben. Wir
brauchen als „Treibstoff“ Pflanzen und Tiere (die selbst wieder die Pflanzen als Treibstoff benutzen). Das Gras erzeugt Kohlehydrate aus Sonnenlicht, CO2 und Wasser. Die Kuh frisst
Gras. Der Mensch isst Butter und das Fleisch der Kuh.
Man könnte fast denken, die Pflanzen hätten uns Menschen „erfunden“. Damit sie immer genug CO2 als Nahrung bekommen. Weil die Menschen das CO2 ausatmen bzw. durch ihre gesamte Energie-Erzeugung den Pflanzen wieder zur Verfügung stellen. Und die Pflanzen mussten im Laufe der Evolution-im Gegensatz zu den Tieren- kein Gehirn entwickeln. Weil sie nicht wie die Tiere auf Nahrungssuche gehen müssen. Sie bekommen alles was sie brauchen vorbeigebracht: Sonnenlicht, Wasser, CO2 und ein paar Mineralien als Katalysator.
Und wie gesagt, das Abfall-Produkt der Photo-Synthese ist Sauerstoff, die Grundlage allen irdischen Lebens. Den brauchen wir, um in unserem
Körper aus dem Hauptprodukt der Photo-Synthese -den Kohlehydraten- wieder Energie zu gewinnen.
Ein Mensch braucht etwa 10.000 Blätter, um genügend Luft zu bekommen. Eine einzige Buche erzeugt täglich 8.000 Liter Sauerstoff. Genug, um fünf
Menschen mit Luft zu versorgen!
Übrigens gedeihen die Pflanzen am besten bei einer CO2-Konzentration von 0.2 %. Das ist 5-mal so viel wie die derzeitige Konzentration in der Luft (400 ppm, d.h. 0,04 %).
Wahrscheinlich beschert uns die stattfindende Erd-Erwärmung ein stärkeres Pflanzenwachstum durch höhere Temperaturen und CO2-„Düngung“. Wäre doch gar nicht so schlecht!
Der deutsche Wald erzeugt mit der obigen chemischen Synthese im Mittel etwa 300 Festmeter Holz pro Hektar und Jahr. Das sind ca. 15 - 20 kg pro m2. Bei einem Energie-Inhalt von ca. 4 kWh/kg ergibt das eine Energie-Ausbeute von 60 - 80 kWh/m2 im Jahr.
In Deutschland kommen jedes Jahr durch die Sonne etwa 1000 kWh Strahlungs-Energie pro m2 auf dem Boden an.
D.h. der Wald wandelt die Sonnen-Energie zu 6 - 8 % in Holz-Energie um.
Gar nicht mal so übel!
Und was dazu kommt:
Ein Quadratkilometer Wald erzeugt nicht nur 40 kg Holz , sondern bindet dafür zusätzlich noch etwa die halbe Menge CO2 pro Minute!
Die natürlich -sowohl bei der Verbrennung, als auch bei der Verrottung- wieder freigesetzt werden. Insofern ist es (klimapolitisch) egal, ob der brasialinsche Regenwald abgebrannt wird, ob die Bäume irgendwann absterben oder ob das Holz verarbeitet wird.
Irgendwann entsteht wieder aus 1 Kilo Holz wieder 1,5 Kilo CO2 .
Und erstaunlicherweise wird -sowohl bei der Verbrennung als auch der Verrottung des Holzes- wieder die gleiche Menge Sauerstoff verbraucht, die ursprünglich bei der Foto-Synthese erzeugt wurde.
Der Wald ist also gar nicht der "Spender" des Sauerstoffs, den wir so notwendig brauchen. Er "leiht" ihn uns nur. Und "holt" ihn dann (wenn er verrottet) wieder zurück!
In der Zeitschrift "Stern" (August 2019) habe ich gelesen, dass der deutsche Wald (1/3 von Deutschland ist mit Wald bedeckt!) pro Jahr 62 Millionen Tonnen CO2 bindet.
Das sind pro Einwohner 750 kg.
Durch unseren Stoffwechsel atmet ein Mensch etwa 500 kg CO2 pro Jahr aus. D.h. 3/4 der CO2-Bindung des Waldes werden alleine durch unser "Ausatmen" benötigt.
Erzeugt werden aber etwa 9-10 Tonnen pro Einwohner.
Man müsste daher die 4 -5 fache Fläche Deutschlands mit Wald bepflanzen, um diese Menge zu binden!
Ein Indianisches Sprichwort:
Die Bäume atmen ein, was der Mensch ausatmet und der Mensch atmet ein, was die Bäume ausatmen.