Volumen der Atmosphäre

@PetersKekse
Sieht mir nach nem Faktor 2 aus. Hast du etwa die mittlere Dichte nicht durch 2 geteilt? ^^

@yakamoz

yakamoz schrieb:Und dann sollte man auch in etwa abschätzen können wieviel Sauerstoff unsere Industrie verbraucht.

einfach zusammenrechnen was so an Kohlenwasserstoffen und Kohle verheizt wird und da dann überschlagen was an Sauerstoff dazu benötigt wird. Musste halt bei Kohlkenwasserstoffen für Flüssig und Gas getrennt machen.
Dazu noch der Kahlschlag an den Wäldern, aber das ist wohl nicht so viel da ja da auch wieder was nach wächst, auch wenns dann eben kein Primärwald mehr ist.

@PetersKekse
"Ich nehme an ich habe bei der mittleren Dichte irgendeinen Denkfehler gehabt."

Der Logarithmus ist eine Konkave Funktion...
Der logarithmus der durchschnittlichen Dichte ist viel groesser als der durchschnitt der Logarithmischen dichten.....

Warum machts du es dir nicht einfacher....
Bodern Druck ist etwas 10 hoch 5 pascal....
Wo kommt der her?
das ist die Gewichtskraft der Luft daruber....
ungefaher 1KG macht ungefaher 10N
also ueber jedem Quadrat meter ungefaher 10 hoch 4 KG Luft

Erdoberflescher
4Pi R^2
etwas 4 mal 3 mal 6,3^2 mal 10^12 m^2

Also Summasummarum

4 mal 10^18KG Gas in der Atmoshere...

Ach uberigens ich wuerde nihct davon ausgehend as der Sauerstoff anteil uberall gleich gross waere

Sauerstoff ist schwerer als Stickstoff also ist die sauerstoffkozentration in Bodennaehe groesser....

Kann man auch aus der Baroetrischen Hoehenformale ableiten

JPhys schrieb:Der logarithmus der durchschnittlichen Dichte ist viel groesser als der durchschnitt der Logarithmischen dichten.....

Danke.

JPhys schrieb:Ach uberigens ich wuerde nihct davon ausgehend as der Sauerstoff anteil uberall gleich gross waere

Das steht in dem WikiArtikel anders und der amerikanische Artikel verweist auf folgende Quelle: http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=homosphere

In einem Artikel ( http://deepblue.lib.umich.edu/handle/2027.42/6769?mode=simple ) findet sich folgende Aussage:

"The homosphere is the region characterized by complete mixing, which means that the abundance ratios of the principal constituents remain constant. The region extends from ground level to an altitude of about 85 km. Above this level the composition changes with height, due mainly to dissociation and diffusion, and the region is called the heterosphere.simple"

@yakamoz

Bei dir muss wohl in jedem Fred irgendwas ausgerechnet werden oder wie? ;)


Ich glaube nicht, dass der Sauerstoff durch das CO2 weniger wird.
Immerhin sind noch genügend Bäume, Wälder, Wiesen und Grünzeug vorhanden, um genug Sauerstoff zu produzieren.

Also wieso die Aufregung? ^^



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Jigsaw was here!!!

Stimmt... Es ändert sich nur der Ort wo die Gase sich befinden ;) Ansonsten bleibt so gut wie alles gleich.... Außer die flüchtigen Gase, die es aus der Erdatmosspäre raus schaffen.

Zu der ganzen Problematik gibt es eine nachvollziehbare Berechnung:

Wie lange reicht unser Sauerstoff?
Problem:
Jährlich werden 5 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von fossilen Brennstoffen verbrannt. Zehrt das nicht an unseren Sauerstoffvorräten?

...

Ergebnis:
Wir können festhalten: Das Verbrennen von fossilen Brennstoffen zur Energieumwandlung ist für die Sauerstoffbilanz der Erdatmosphäre ohne Bedeutung.
http://www.chemieunterricht.de/dc2/auto/o2-verbr.htm

Fölix schrieb am 03.01.2016:Zu der ganzen Problematik gibt es eine nachvollziehbare Berechnung:

Zwar kann ich der Argumentation im Link folgen und halte sie auch für korrekt, allerdings stört mich das sich die Berechnungen auf fossile Brennstoffe beschränkt. Ein Fossil ist "jedes Zeugnis vergangenen Lebens der Erdgeschichte, das älter als 10.000 Jahre ist und sich somit einem geologischen Zeitalter vor dem Beginn des Holozäns zuordnen lässt."[1]
Brandrodung und jegliche Abholzung ohne Wiederaufforstung findet folglich keine Berücksichtigung. Das sind aber genau die Pflanzen, welche durch Photosynthese Sauerstoff produzieren. Ich würde also eher vermuten, das wir an einem Ast sägen, auf dem wir sitzen.

[1] Wikipedia: Fossil

Bei jeder Verbrennung von fossilem Brennstoff entsteht CO2 und der Sauerstoffgehalt der Atmosphere wird entprechend reduziert. Der Ast dürfte aber dem CO2 zum Opfer fallen, lange bevor ein Sauerstoffmangel bemerkbar wird.

@Fölix

Fölix schrieb:Der Ast dürfte aber dem CO2 zum Opfer fallen, lange bevor ein Sauerstoffmangel bemerkbar wird.

Leider alles nicht so einfach vorherzusehen, denn CO2 ist "Dünger" für Pflanzen und wird gezielt im Gemüseanbau und z.B. in der Aquaristik eingesetzt. Habe ich selbst schon erlebt: Co2 Düngung auf Basis eines Zucker-Hefe-Gemischs und das Pflanzenwachstum und damit die O2 Produktion ist explodiert.

Dort liegt dann aber auch eher das Problem der Ausbeutung der fossilien Brennstoffe und der Wälder: Das "Gleichgewicht" (gleichgewicht gibt es nicht wirklich, kommt uns nur so vor weil es normalerweise sehr langsam abläuft) wird gestört.

@pluss
Moin...

Möchte bei der Diskussion folgendes zu bedenken geben....

Das Meer erzeugt Sauerstoff und regelt das Klima

Gleichzeitig erzeugen sie nicht nur fast 75 Prozent des Sauerstoffs auf der Erde und sichern Trinkwasser.......Pflanzliches Plankton garantiert frische Atemluft.....

http://suite101.de/article/das-meer-erzeugt-sauerstoff-und-regelt-das-klima-a55846 (Archiv-Version vom 09.03.2016)

..da dies wohl bisher keine Berücksichtigung fand.
NG

stanmarsh schrieb:Leider alles nicht so einfach vorherzusehen

Ich denke, wenn sich der CO2-gehalt der Luft verdoppeln würde, dann dürfte es auf der Erde so warm werden, dass nur noch sehr eingeschränkt Leben möglich wäre. Bei 0.04% CO2 und 21% Sauerstoff in der Luft braucht man eigentlich nicht weiter zu Rechnen um festzustellen, dass dazu nur ein winziger Bruchteil des vorhandenen Luftsauerstoffs nötig ist und damit auch kein spürbarer Sauerstoffmangel entstehen würde. Auch nicht wenn sich der CO2-Gehalt verzehnfachen würde. Als Knackpunkt sehe ich immer nur das CO2.

@Fölix

Fölix schrieb:Ich denke, wenn sich der CO2-gehalt der Luft verdoppeln würde, dann dürfte es auf der Erde so warm werden, dass nur noch sehr eingeschränkt Leben möglich wäre.

Nein, wohl kaum. Der größte Anteil des Weltklimas wird vom Wasserdampf beeinflusst, nicht vom CO2. Man sollte hier zwischen natürlichem Treibhauseffekt und anthropogenem Treibhauseffekt unterscheiden. Der natürliche Treibhauseffekt ist zwingend notwendig dafür, dass überhaupt Leben auf der Erde existieren kann, denn gäbe es ihn nicht, wäre die Erde ein gefrorener Planet. Der natürliche Treibhauseffekt wird durch verschiedenste Treibhausgase verursacht, wobei Wasserdampf wie gesagt den größten Anteil trägt. Aber daneben gibt es auch noch Gase wie Methan, Kohlendioxid und andere.

Der von Menschen verursachte (anthropogene) Treibhauseffekt wird, wie der Name schon gesagt, durch vom Menschen freigesetzte Gase verursacht, allen voran CO2 und CH4. Anteilsmäßig ist er wesentlich schwächer am gesamten Treibhauseffekt beteiligt als der natürliche Treibhauseffekt. Der springende Punkt jedoch ist, dass die Dinge, die er bewirkt, üble Auswirkungen für die Erdenbewohner hat.

Dies liegt nicht etwa daran, dass er so stark wäre, dass die Erde irgendwann überhitzt und unbewohnbar ist, sondern an den veränderten Umweltbedingungen. Durch die gesteigerten Temperaturen schmelzen nämlich die Gletscher und der Meeresspiegel steigt. Da mehrere Milliarden Menschen nahe an der Küste wohnen, sind sie dadurch direkt betroffen und verlieren ihren Lebensraum, wenn dieser überflutet wird. Ebenso werden diverse polarbewohnende Tiere und Pflanzen unter den veränderten Umweltbedingungen leiden.

Die Erde hat in der Vergangenheit schon viele und lang andauernde Zeiten erlaubt, in denen die Pole eisfrei waren. Es ist kaum zu befürchten, dass der Mensch die Erde so zu überhitzen vermag, dass sie unbewohnbar wird. Das Problem besteht in den massiven Umwälzungen in der Umwelt und den daraus resultierenden sozialen, ökologischen und demographischen Folgen.

Mir ging es salopp gesagt eigentlich nur um die Frage ob die Verbrennung von fossilen Brennstoffen zuerst zum Tod durch Sauerstoffmangel oder zuerst zum Hitzetod führt.

Gim schrieb:Der größte Anteil des Weltklimas wird vom Wasserdampf beeinflusst, nicht vom CO2

Bei konstanter Sonneneinstrahlung bleibt der Wasserdampfanteil in der Atmosphäre konstant. Mit steigendem CO2-Gehalt steigt die Temperatur auf der Erde und damit auch der Wasserdampfanteil in der Atmosphäre, was die Temperaturerhöhung dann wieder verstärkt. Letztendlich ist dann doch der CO2-Zuwachs für die zunehmende Erwärmung verantwortlich. Laufende Forschungen deuten auch darauf hin: http://www.deutschlandfunk.de/klimaforschung-wasserdampf-zunahme-in-der-atmosphaere.676.de.html?dram:article_id=293039

Es gibt noch mehr Effekte die verstärkend auf die Temperaturerhöhung in Folge des CO2-Anstiegs wirken oder zumindest große Risiken hinsichtlich einer Verstärkung beherbergen. Wenn die Meere wärmer werden, können die nicht mehr so viel C02 aufnehmen, weil die CO2-Sättigung mit steigender Temperatur abnimmt. Dann noch der Methanausstoß durch steigende Wassertemperaturen im Meer und durch die Temperaturerhöhung in den Permafrostgebieten. Tickende Zeitbomben, die ziemlich schlagartig zur Wirkung kommen können.

Über das was passieren würde, wenn sich der CO2-Gehalt verdoppeln würde, kann man meiner Meinung nach nur spekulieren. Wir hätten einen Zustand, der weit entfernt von allen Zuständen der letzten 400000 Jahre wäre ( Wikipedia: Keeling-Kurve ) . Ich denke, dass uns dann die resultierenden Wetterkapriolen am stärksten zu schaffen würden. Vielleicht gäbe es dann überhaupt keine Jahreszeiten mehr, sondern nur noch chaotisches Wettergeschehen.

Hallo!
Hatte auch schon mal diese Überlegung angestellt und bin nicht ganz der Meinung, dass der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre bis 100km ca 21% betrüge.
Habe mit großzügigen 10km gerechnet und nur Autos (PKW`s) in die Rechnung mit einbezogen.

Wenn alle Verbrennermotoren zur gleichen Zeit liefen, wie lange benötigten sie um den gesamten Sauerstoff der Erdatmosphäre verbraucht zu haben?

Wir vernachlässigen dabei mal Kohle- atom- oder ölbetriebene Kraftwerke, Flugzeugtriebwerke, Schiffsmotoren, Großbrände in Urwäldern usw. und der "nachwachsende" durch Pflanzen erzeugte Sauerstoff...

Gehen wir davon aus, dass es sich in dieser Betrachtung um einen Otto-Motor handelt.
Rechnen wir vereinfacht mit einer Oktanzahl von 100. (Normalbenzin hat 91, Superbenzin 95 bis 98 ROZ/MOZ)
Im realen Benzin liegt ein Gemisch von verschiedenen Alkan-Ketten vor.
Wir rechnen so, als ob nur Oktan zur Verbrennung genutzt wird, also C8H18.
(Zahlen NACH den chemischen Elementsymbolen seien untergestellt)
Rechnen wir so, dass das Oktan mit Sauerstoff (vollständig) zu CO2 und H2O verbrennt.

Stellen wir folgende Gleichung auf:
C8H18 + 12,5 O2 --> 8 CO2 + 9 H2O

Wir vernachlässigen dabei, dass ein gewisser Anteil an C nur unvollständig zu CO verbrannt wird.
Wir vernachlässigen dabei, dass ein gewisser Anteil an C zu CxHy (andere Kohlenwasserstoffe) umgesetzt wird.
Wir vernachlässigen dabei, dass ein gewisser Anteil an C zu NOx und SOx (Stick- und Schwefeloxide) umgesetzt wird.
Betrachten wir die Gleichung für die Edukte, seien diese Vereinfachungen für eine grobe Abschätzung unerheblich.

Für das Oktan erhalten wir 114 g/Mol, für den Sauerstoff 400g/12,5Mol.
Dann erhalten wir: Um einen Liter Oktan zu verbrennen, benötigen wir 3,5 Liter Sauerstoff.
Nun ist in unserer Umgebungsluft Sauerstoff zu etwa 20% enthalten.
Um 3,5 Liter Sauerstoff aus der Umgebungsluft zur Verfügung zu stellen, werden also 17,5 Liter Luft benötigt.
Ein Liter Benzin verbrennt demnach mit etwa 17,5 Litern Luft.
Nehmen wir an, ein Auto braucht 7 Liter Benzin auf 100 km, so werden auf diesen 100 km etwa 122,5 Liter Luft mit ca. 25 Litern Sauerstoff verbraucht...
Dann verbrauchen 1.000.000.000 Autos 122,5 Milliarden Liter Luft, bzw. 25000000000 Liter, also 0.025 km³ Sauerstoff in etwa einer Stunde... Verhältnis : 1 km³ = 1.000.000.000.000 l
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Hier, wie bei Peters Kekse, nur mit 10km!
"Der Logarithmus der Dichte der Luft verläuft bis in eine Höhe von mehr als 10km fast linear"
Als nächstes benötigt: das Volumen der Kugel, die unsere Erde genähert darstellt. Dazu berechne das Volumen der Erdkugel+10 km Atmosphäre und subtrahiere davon das Volumen der Erde.
r(Erde, von Pol zu Pol)~6375km
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V(Kugel) = 4/3 x pi x r³
4/3 (1,3333333) x pi (3,14159...) = 4,1887902047863909846168578443727 x r³ (259083984375 km) = 1.085.248.455.967 km³
V(Erde) ~ 1085248455967 km³
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V(Erde+10) ~ 1090363522775 km³
4/3 (1,3333333) x pi (3,14159...) = 4,1887902047863909846168578443727 x r³ (260305116625 km) = 1090363522775 km³
V(Erde+10) ~ 1090363522775 km³ - V(Erde) ~ 1085248455967 km³ = Rauminhalt Atmosphäre ~ 5115066808 km³ mit einem Sauerstoffvolumenanteil von rund 21%, ~ 1074164029,68 km³
1074164029,68 km³ Sauerstoff stehen nun im Verhältnis zu einem Verbrauch: 0.025 km³ in etwa einer Stunde
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1997 waren es etwa 640 Millionen PKW auf den Straßen der Welt.
Anfang 2008 waren es 942 Millionen PKW`s.
Bis 2020 soll sich die Anzahl der Autos auf über 1,3 Milliarden erhöhen, besonders im asiatischen Raum

Auf jeden Dall vielen Dank an @PetersKekse und @Anonym!
Beim Suchen im Netz für eine schon fertige Berechnung des Atmosphärenvolumens bin ich dann auf Euch gestoßen!
Vielleicht hat jemand Lust noch den Rest auszurechnen:
Wenn der Verbrauch an Sauerstoff: 0.025 km³ in etwa einer Stunde ist und ~ 1074164030 km³ zur Verfügung stehen, wie lange dauert es, bis alles, wegen Sauerstoffmangels zum Stillstand kommt?

Wie kommt man denn darauf, dass sich der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre verändern könnte? Es gibt zig Messungen zum Sauerstoffgehalt und die Werte lagen IMMER zwischen 20,8 und 21 Volumenprozent.
Selbst in Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte und viel Industrie ist bisher kein Rückgang von Sauerstoff fest gestellt worden.
Bücher über die Klimatologie können da mehr Auskunft zu geben...

Hallo @AthleticBilbao!
Die Verbrennung oder der Verbrauch von Sauerstoff bei Kohle- atom- oder ölbetriebene Kraftwerken, Flugzeugtriebwerken, Aoto- LkW- und Schiffsmotoren, Großbränden in Urwäldern usw. ist enorm und wenn man den "nachwachsenden" durch Pflanzen erzeugte Sauerstoff, ob im Meer oder in Wäldern außer acht ließe, also so, wie der Suicid-Kandidat mit dem Auto/Moped in der Garage...würde sich der Sauerstoffgehalt wie in der Erdatmosphäre verändern, bis 0

@ezekielscherub

Waldbrände und so weiter haben einen Einfluss auf den Aerosol- und CO2gehalt der Atmosphäre (und somit auch auf die Albedo / Strahlenbilanz und Temperatur), aber nicht auf den Sauerstoffgehalt. Und der Suizidkandidat stirbt auch eher an einer Kohlenmonoxidvergiftung, denn an Ermangelung von Sauerstoff - des Weiteren kann man den Luftgehalt in der Garage nicht mit dem der Atmosphäre vergleichen.
Zu dem Szenario gänzlich ohne Wälder und Meer kann ich zwar nichts genaueres sagen, aber bisher jedenfalls ist so, dass egal wo auf der Welt der Sauerstoffgehalt unveränderlich geblieben ist - auch da, wo es kaum oder wenig Pflanzen gibt und viel Industrie.

Ist ja alles richtig!
Nur dass die Atmosphäre endlich ist, dem mußt Du mir zustimmen.
Wie schon oben erwähnt ca 1074164029,68 km³ Sauerstoff, was natürlich etwas mehr ist, als in einer Garage! ;-)
In eine Garage passen ja auch keine 1300000000 Pkw`s!
Den im Wasser befindlichen, der aber weitgehend unerheblich für Verbrennungsvorgänge in der Erdatmosphäre ist, ist dabei natürlich nicht mit eingeschlossen.
Ist ja auch nur ein Zahlengedanke! Muß ihn nur noch ausrechnen, da keiner sonst Lust hat, es zu machen!