CO2 – was nicht untersucht ist

Kürzlich berichtete ich über widersprüchliche Messdaten zur CO2-Konzentration in der Vergangenheit. Widersprüchliche Daten sind unbefriedigend und oft ein Hinweis darauf, dass die Physik nicht korrekt verstanden wird. Deshalb hier ein paar Denkanreize.

Grundlagen

Schon vor längerer Zeit fragte sich der spätere Nobelpreisträger Manfred Eigen, wieso das Leben eigentlich funktioniert. Selbst im zellularen Maßstab sind Diffusionsprozesse viel zu langsam, um die notwendigen Stoffwechselraten zu gewährleisten. Bei der Suche nach dem Trick der Natur stieß er auf die Membransysteme in den Zellen. Werden die Teilnehmer der Stoffwechselvorgänge an eine Membran gebunden, genügt für den nächsten Schritt eine Diffusion auf der Membranoberfläche. Die 3D-Diffusion wird durch eine 2D-Diffusion substituiert, was gleich mehrere Zehnerpotenzen in der Geschwindigkeit erbrachte und das Problem löste.

Ein zweites Problem löste sich durch den Trick ebenfalls. Insekten folgen äußerst schwachen Pheromongradienten in der Luft, um ihre Geschlechspartner zu finden. Auch hier ergab sich aus der Adsorption auf den Fühlerflächen und der damit verbundenen 2D-Diffusion zu den Rezeptoren die notwendige Signalverstärkung, um selbst Gradienten zu erkennen.

Die Oberflächengeometrie spielt bei solchen Prozessen ebenfalls eine Rolle. Schneidegeräte werden beispielsweise nach dem Schleifen elektrolytisch poliert und geschärft, weil die Mikrobedingungen das Verschwinden von Graten fördern.

Anwendung – Transfer der Grundlagen

CO2-Messungen im historischen Maßstab erfolgen an Lufteinschlüssen antarktischer Gletscher. Wie sich herausgestellt hat, handelt es sich dabei um Mikroporensysteme, die bis zu mehr als 2000 Jahre offen bleiben. Daraus ergibt sich ein verfälschender Mittelungseffekt, wenn man reine 3D-Diffusion unterstellt und Mikroeffekte ausschließt.

In Mikroporensystemen ist das Verhältnis Oberfläche/Volumen recht groß, CO2 andererseits ein Spurengas. Findet eine Adsorption an der Oberfläche statt, werden signifikante Mengen gebunden und die Volumenkonzentration erniedrigt. 2D-Diffusion ist effizienter als 3D-Diffusion, d.h. über die Oberflächenverbindungen kann CO2 effektiver mit der Umgebung ausgetauscht werden als durch reine Volumendiffusion. Nimmt man nun an, dass die Oberflächengeometrie im Inneren der Porensystem sich von der an der Grenzfläche zur Atmosphäre unterscheidet und dort CO2 leichter abdiffundieren kann, so wird die Konzentration im Systeminneren systematisch deutlich zu niedrig sein, insbesondere wenn man die langen Zeiträume von 2000 Jahren unterstellt.

Das ist zunächst ein Modell, dass es zu untersuchen gilt. Da durchaus vergleichbare Effekte bereits bekannt sind, ist ein Beseiteschieben als Hirngespinst sträflicher Leichtsinn. Mir ist nicht bekannt, ob solche Effekte bereits untersucht worden sind, aber vermutlich nicht (als Pensionär fehlen mir die Ressourcen, dem intensiv nachzugehen oder Untersuchungen anzustellen).

Implikationen

Die vordergündig wichtigste Implikation wäre die Beseitigung der Widersprüche in den Messdaten, bei denen man heute auf Annahmen und Vermutungen angewiesen ist, die letztlich zu Meinungen führen. Meinungen haben in der Physik allerdings nichts zu suchen.

Die bedeutendere Implikation betrifft allerdings das CO2-Klimamodell. Das beruht in wesentlichen Teilen darauf, dass die Messungen aus arktischen Gletschern korrekt sind und CO2 außer in der heutigen Zeit immer ein Nischendasein geführt hat. Das IPCC-Modell unterstellt, dass früher andere Mechanismen einer Erwärmung am Werk gewesen sind als heute und heute ausschließlich CO2 für Erwärmungseffekt verantwortlich ist. Stellen sich diese Daten als systematisch falsch heraus, bricht das IPCC-Modell komplett in sich zusammen, und damit auch der ganze Klimawahnsinn, der sich derzeit in D abspielt.

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