Im Rahmen der Ringvorlesung “Lectures for Future”, zusammen veranstaltet von der Hochschule München und der LMU, hält Axel Kleidon einen Vortrag zu unserem thermodynamischen Erdsystemansatz und was man daraus für Nachhaltigkeit lernen kann. Der Vortrag ist öffentlich und kann über diesen Zoom Link gesehen werden.
Der Vortrag basiert auf dem Festvortrag, den ich am Leibniz Tag 2019 bei der Leibniz Sozietaet in Berlin gehalten habe (die Zusammenfassung ist auf Leibniz-Online als PDF verfügbar). Der Vortrag betrachtet die globalen Herausforderungen wie globalen Klimawandel, Wasserknappheit, den Verlust von Artenvielfalt, die zukünftige Energieversorgung und Ernährung aus dem Blickwinkel der Energie. Genauer gesagt, aus der Sicht der freien Energie – also Energie, die frei ist von Entropie, die frei umgewandelt werden kann und mit der Arbeit verrichtet werden kann. Beispiele für freie Energie sind die Bewegungsenergie der Winde und die chemische Energie, die in Kohlehydraten steckt. Die Erde erzeugt diese freie Energie aus der solaren Einstrahlung, und folgt dabei den zwei Hauptsätzen der Thermodynamik. Mehr oder weniger gibt es zwei Prozesse, die dies leisten: Die Wärmekraftmaschinen der Atmosphäre und die Photosynthese der Biosphäre. Die dabei erzeugte Energie wird dann entweder durch natürliche Prozesse verbraucht, z.B. durch Reibung oder weitere Umwandlungen, oder durch natürliche Nahrungsketten, oder eben durch die Menschheit. Wenn die Menschheit also mehr freie Energie verbraucht, für Ernährung und als Antrieb für sozioökonomische Aktivitäten, geschieht dies zwangsläufig auf Kosten von natürlichen Prozessen. Oder gibt es weitere Möglichkeiten?
Im Vortrag zeige ich auf, dass natürliche Prozesse bei der Erzeugung von freier Energie bereits an ihren Leistungsgrenzen operieren, also an Zuständen maximaler Leistung. Das bedeutet, dass es keine Luft nach oben gibt, sie können nicht mehr freie Energie erzeugen. Es zeigt auch auf, wie sehr die Prozesse im Erdsystem miteinander in Beziehung stehen. Wenn man diese Beziehungen berücksichtigt und mit den thermodynamischen Leistungsgrenzen zusammenbringt, kann man ihre Größenordnung mit einfacher Physik sehr gut abschätzen. Ich diskutiere dann, was dies für eine nachhaltige Zukunft für die Menschheit im Erdsystem bedeutet, insbesondere hinsichtlich der Rolle von Technologie, die neue Optionen für Erdsystemprozesse bietet.
Neugierig geworden? Hier gibts mehr Informationen:
Kleidon, A. (2012). Was leistet die Erde? Physik in unserer Zeit, 43(3), 136-144.
Kleidon, A. (2012). How does the Earth system generate and maintain thermodynamic disequilibrium and what does it imply for the future of the planet? Philosophical Transactions of the Royal Society of London – Series A: Mathematical Physical and Engineering Sciences, 370(1962), 1012-1040.
Kleidon, A. (2019). How the technosphere can make the Earth more active. Technosphere Magazin.
Kleidon, A. (2019). Was leistet die Erde und was trägt die Menschheit dazu bei? Antworten aus der Thermodynamik des Erdsystems. In Leibniz Online.
Kleidon A. (2022) Empowering the Earth System by Technology: Using Thermodynamics of the Earth System to Illustrate a Possible Sustainable Future of the Planet. In: Wilderer P.A., Grambow M., Molls M., Oexle K. (eds) Strategies for Sustainability of the Earth System. Strategies for Sustainability. Springer, Cham. (See also this blogpost).
Meine Homepage am MPI für Biogeochemie.
Earthsystem.org 