Die menschengemachte Masse – Darf‘s ein bisschen mehr sein?

 

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Ende des letzten Jahres gingen anlässlich des Erscheinens einer spannenden neuen Studie etliche Meldungen durch die Presse wie „Menschengemachtes Zeug überwiegt jetzt alles Leben auf der Erde“ (Scientific American), „Menschengemachte Materialien wiegen nun mehr als die gesamte Biomasse der Erde“ (The Guardian) oder „Von Menschen produzierte Masse übersteigt 2020 erstmals Biomasse“ (Bayerischer Rundfunk). Tatsächlich trug die neue, in der renommierten Wissenschaftszeitschrift Nature am 9.12.2020 erschienene Studie auch den Titel „Global human-made mass exceeds all living biomass“ (Elhacham et al. 2020).

Zwischenzeitlich wurde ich mehrfach darauf angesprochen, ob die Anthropocene Working Group (AWG) (und damit auch ich) nicht schon Ende 2016 mit ganz anderen, um Größenordnungen höheren Werten für die Masse der „Technosphäre“ aufwarteten und wie dazu diese neuen Studie passt. Solche Fragen, sowie die in meinen letzten Scilogs-Blogposts häufig verwendete Metabolismus-Metapher für den Vergleich von Biosphäre und Technosphäre, aber auch die Erstellung einiger neuer zahlenbasierter Grafiken für Vorlesungen, aktuelle Vorträge sowie ein in Vorbereitung befindliches Paper nehme ich zum Anlass, die verschiedenen Ansätze in diesem Beitrag näher zu vergleichen.

 

1. Menschengemachte Masse sensu Elhaham et al. (2020)

 

 

Die „human made mass“ von Elhacham et al. (2020) listet nur Materialien auf, die aktuell in Gebrauch sind. Die Haupteinheiten sind Beton (bestehend aus Zement und Betonaggregat, also Kies und Sand), sonstige Aggregate (v.a. Kies, Sand), Ziegel, Asphalt, Metalle und Rest (Abb. 1). Zum Rest (der in der Berechnung aber nur gut 2% der Gesamtmasse ausmacht) gehören insbesondere Glas, Plastik und Industrieholz (Rundholz als Maßgröße für verbaute Holzprodukte). Überall wurde nur gezählt, was derzeit in Gebrauch ist, also auch nicht der Plastikmüll, Industrieschutt, abgerissene Häuser, ausrangierte Geräte usw. Im Unterschied zu anderen Technosphären-Ansätzen wurde also nur „unbelebte“, „sichtbare“ und derzeit in Gebrauch befindliche Materialien berücksichtigt. Holzprodukte werden wegen ihres toten Charakters als einziges Produkt der Biosphäre mitberücksichtigt, Nutztiere und lebende Nutzpflanzen jedoch nicht. In einem Anhang werden alternativ auch weitere Berechnungen, etwa unter versuchsweise Einbeziehung von Nutztieren in menschlich veränderte Masse mit verücksichtigt, was aber wegen des geringen Anteils von Wirbeltieren an der Gesamtbiomasse eher vernachlässigbar ist.

Abb. 1: Menschengemachte, derzeit in Gebrauch befindliche Masse, Daten aus Elhacham et al. (2020). aus Leinfelder (2021, im Druck, leicht verändert.

 

2. Globale Biomasse sensu Elhacham et al. (2020) 

Die Zahlen zur Biomasse stammen aus einer ebenfalls bemerkenswerten Studie der eigenen Arbeitsgruppe (Bar-On et al. 2018). Allerdings wurden sie nun im Unterschied zur Arbeit von 2018, welche die Biomasse basierend auf dem Kohlenstoffgehalt berechnete (sog. energetische Biomasse) für das aktuelle Paper in trockene Biomasse umgerechnet. Dazu wurden sie mit einem Konversionsfaktor von 2,25 multipliziert. Zum weiteren Vergleich wurde z.T. auch die Feuchtbiomasse verwendet, wozu ein weiterer Konversionsfaktor dry/wet von eins zu zwei verwendet wurde (zur Berechnung siehe Elhacham et al. 2020). Eine weitere Änderung der Zahlen zur Originalarbeit (Bar-On et al 2018), basiert auf einer Kritik von Flemming & Wuertz (2019), deren Berechtigung überwiegend konzidiert wurde (Bar-On & Milo 2019). Abb. 2 zeigt die kohlenstoffbasierten Biomassezahlen von Bar-On et al. (2018) in dieser korrigierten Form.

Abb. 2: Kohlenstoff-basierte globale Biomasse und ihre Untergliederung nach Organismengruppen. Daten nach Bar-On et al. (2018), korrigiert nach Bar-On & Milo (2019), aus Leinfelder (2021, im Druck).

Damit überschritt die „human made mass“ die trockene Biomasse der gesamten Biosphäre nach der Berechnung der Elhacham-Gruppe nun im Jahr 2020. Unter Zugrundelegung kohlenstoffbasierter Biomassezahlen betrüge das Biomassegewicht allen heutigen Lebens allerdings weniger als die Hälfte der in Gebrauch befindlichen Technikmasse, bei Zugrundelegung des Feuchtgewichts bereits das Doppelte (vgl. Abb. 4d).

 

3. Durch Berg- und Tiefbau anthropogen veränderte Lithosphärenmaterialien sensu Cooper et al. (2018)

Ganz andere Zahlen der menschengemachten Masse ergeben sich unter erweiterten jedoch konsequenten Annahmen, wie sie eine andere Arbeitsgruppe, zu der auch Mitglieder der AWG gehörten. im Jahr 2018 veröffentlichten (Cooper et al. 2018). Sie berücksichtigen folgende Grundkategorien:

  1. Aufsummierte Masse produzierter und verwendeter Technomaterialien über den Zeitraum von 1925-2015;
  2. Masse der zur Rohstoffgewinnung zusätzlich bewegten Materialien wie etwa überlagernde und im Tagebau großflächig abzuräumende Deckgesteine sowie beim Herauslösen der Ressourcen anfallendes, nicht weiter verwendbares Taubgestein. Dies wurde für folgende Mineralstoffe berücksichtigt: Bauxit, Arsen, Asbest, Baryt, Bentonit/Bleicherde, Brom, Cadmium, Chromerze, Diamant, Kieselgur, Feldspat, Flussspat, Graphit, Gips, Jod, Kaolin, Lithiummineralien, Magnesit, Manganerze, Quecksilber, Glimmer, Phosphatgesteine, Selte Erden-Mineralien, Salze, Sillimanit-Mineralien, Talk, Tantal- und Niobmineralien, Titan-Mineralien, Zirkon-Mineralien, Beryll, Borate, Nephelinsyenit, Pottasche, Perlit, Strontium-Mineralien, Vermiculit, Wollastonit, natürliches Natriumkarbonat und die Minenproduktion von Antimon, Wismut, Kobalt, Kupfer, Gold, Blei, Molybdän, Nickel, Platingruppenmetalle, Silber, Zinn, Wolfram, Uran, Vanadium und Zink, sowie Kohle (s.u.).
  3. Berücksichtigung der beim Tiefbau, etwa für Tunnels, U-Bahn-Röhren, Tiefgaragen, Unterkellerungen, Fundierungen etc. abzutransportierenden Materialien.
  4. Masse der zur Gewinnung, Transport, Produktion und Betrieb der technischen Produkte notwendigen fossilen Energieträger (nur Kohle), ohne gasförmige und flüssige Energieträger, also ohne Öl und Gas, hierzu siehe unten Abschnitt 5). 

Insbesondere die Hinzunahme des Abbaugewichts nicht weiter genutzter Materialien zu Erzen/Mineralien und zur Kohlegewinnung fällt gewaltig ins Gewicht. Abb. 3 zeigt einen Extremfall: die Goldgewinnung zur heutigen Zeit. Da frei herumliegende oder leicht aus Gewässern auswaschbare Goldnuggets schon längst eingesammelt sind, müssen heute zur Gewinnung von vier Gramm Gold – dem durchschnittlichen Goldanteil in einem Ehering – 4-12 Tonnen (Schnitt ca. 12 Tonnen)  Gestein abgebaut werden, aus denen 1-4 Tonnen (Schnitt ca. 2,5 Tonnen) goldhaltiges Erz selektiert werden können, welches dann weiter zerkleinert und mit giftigen Chemikalen wie Cyaniden oder Quecksilber sowie gewaltigen Wassermassen die Gewinnung von insgesamt 4 Gramm Gold ermöglichen (Cooper et al. 2018).

Abb. 3. Verhältnisse von Gesamtabbau, goldhaltigem Erzgestein und gewonnenem Gold. Daten aus Cooper et al. 2018, siehe auch Text.

Cooper et al. (2018) summierten all diese Materialien (Kategorien 1-4) über einen Zeitraum von 1925-2015, also etwas mehr als der bisherigen Dauer des Anthropozäns. Hieraus ergab sich eine menschenveränderte Lithosphärenmasse von 7 Teratonnen über diesen Zeitraum (Abb. 4a, also etwa das siebenfache der von Elhacham et al. (2020) errechneten, derzeit in Produktnutzung befindlichen Masse (Abb. 4d). In ihrem Anhang verweisen Elhacham et al. (2020) kurz auf diese Arbeit und konzidieren, dass unter Berücksichtigung des zusätzlichen Abraumanteils das Gewicht der Technosphäre schon 1975 das der Biosphäre überschritten hätte (vgl. Cooper et al. 2018; Colin Waters, mündl. Mitteilung).

Abb. 4: Die überaus verschiedenen Abschätzung der anthropogenen Technikmasse basieren auf sehr unterschiedlichen Ansätzen (vgl. Text). Angaben in Teratonnen (Billionen Tonnen) a) Derzeit in Nutzung befindliche Technomasse (incl. Bauholz, ansonsten abiogene Materialien), ohne Berücksichtigung der durch Abbau, Gewinnung, Aussonderung und Baumaßahmen zusätzlich bewegten Stoffe) (Anthropogenic mass bzw. human-made mass sensu Elhacham et al. 2020). b) Abschätzung der durch Abbau von Bodenschätzen sowie Infrastrukturmaßnahmen bewegten Lithosphärenmasse seit 1925 (anthropogener Sediment-Flux durch Mineralabbau und Civil Engineering, sensu Cooper et al. 2018); c) Abschätzung der Massenanteile aller anthropogener Veränderungen in der unbelebten und belebten Natur (physische Technosphäre sensu Zalasiewicz et al. 2017); d) Massenvergleich der anthropogen veränderten Lithosphäre und Biosphäre. Vor allem die Biosphärenmassen sind um den Faktor 4 unterschiedlich, je nachdem ob kohlenstoffbasierte, trockene oder feuchte Biomasse angegeben wird (vgl. Text). Aus Leinfelder (2021, im Druck).

 

4. Das Gesamttechnosphärengewicht sensu Zalasiewicz et al. (2017)[1].

In dieser auch medial vielbeachteten Arbeit versuchten Mitglieder der AWG das Gesamtgewicht aller vom Menschen durch Kulturtechniken veränderten Naturmaterialien über den gesamten Menschheitszeitraum abzuschätzen. Dazu zählen die Autoren neben den oben bereits genannten Materialien auch Umwandlung von Natursedimenten durch Schleppnetzfischerei, landwirtschaftlicher Bodenveränderung (u.a. durch Pflügen, Setz- und Erntemaschinen sowie Düngerzugabe) und der Generierung anthropogener Sedimente (etwa Stauseesedimente durch Wasserregulierung). Da ebenfalls anthropogen veränderte Materie darstellend, wurden auch Nutztiere, Nutzpflanzen und vom Menschen gepflanzte „Plantagenwälder“ mitberücksichtigt, wobei nur Wälder wegen ihrer hohen Stamm-Biomasse einen detektierbaren Anteil an der Gesamtmasse ausmachen. Auch der gesamte unverrottbare Anteil ausgesonderter Materialien („Technikmüll“) ging in die Berechnungen mit ein[2]. Ziel war, dadurch das quantifizierbare und auch geologisch dokumentierbare Ausmaß der anthropogenen Eingriffe ins Erdsystem zu bewerten und ggf. auch zur Definition des Anthropozäns mitzuverwenden.

Naturgemäß sind aufgrund der unterschiedlichen Ansätze auch die quantitativen Berechnungsmethoden unterschiedlich.

  • Für die derzeit in Gebrauch befindliche Abschätzung der Techomasse verwenden Elhacham et al. (2020) die Produktionszahlen ihrer sechs Grundkategorien ab 1900. Sie schätzen die davon noch in Gebrauch befindlichen Materialien in einer Art sozioökonomischen Lifecycle-Analyse ab (insb. unter Verwendung von Krausmann et al. 2017). Wieviele, insbesondere vor 1900 gebaute, aber noch in Nutzung befindliche Objekte, also insbesondere Gebäude damit unter den Tisch fielen, bleibt etwas unklar – die Autoren berücksichtigten dafür einen Gewicht von etwa 3% der damaligen globalen Biomasse, das wären in etwa  40 Gigatonnen.
  • Cooper et al. (2018) verwenden neben Produktionsdaten insbesondere Daten zum bergmännischen Abbau (Zeitraum 1925-2015), wie sie von nationalen geologischen Diensten zusammengetragen werden.
  • Zalasiewicz et al. (2017) versuchten, basierend auf archäologischen, historischen und städtebaulichen Studien, sowie Zusammenstellungen zu Landnutzungsänderungen sowohl die flächige Ausdehnung, als auch mittlere Dicken (geologisch „Mächtigkeiten“) für vom Menschen veränderte und resedimentierte Materialien abzuschätzen. Verändert meint sowohl „bewegt und wieder abgelagert“ als auch die Abschätzung einer mittleren Dicke des Schutts von theoretisch eingeebneten und resedimentierten Städten. Bei sehr alten Städten, etwa römischen Ursprungs, ist bereits jetzt ein mächtiger Baureliktuntergrund vorhanden, kaum eine dieser Städte zeichnet sich jedoch durch heutige mächtige Hochbauten ab. Im Unterschied dazu sind etwa US-amerikanische Städte jung, d.h. haben kaum Stadtmaterialien im Untergrund, sind dafür jedoch heute besonders von Hochhäusern geprägt. Gemittelten Resedimentationsmächtigkeiten – für Städte im Schnitt ca. 200 cm, für ländliche Siedlungen ca. 100 cm, für Ackerland ca. 15 cm usw. wurde deren flächige Ausdehnung (Stadtregionen ca. 3,7 Millionen km2) sowie mittlere Materialdichten – etwa basierend auf Untersuchungen von Bauschuttdeponien zugeordnet (ca. 1,5 g/cm2), um das Gewicht zu berechnen (näheres hierzu siehe hier und hier in diesem Blog).

Insgesamt ergibt sich aus diesem Proxy-Ansatz ein Gesamtgewicht der Technosphäre von etwa 30 Billionen Tonnen (Abb. 4c), also dem dreißigfachen des von Elhacham et al.(2020) unter anderen Annahmen berechneten Gewicht ihrer human made mass (Abb. 4d). Die Masse der Städte nimmt trotz ihres geringen Flächenanteils von ca. 2,5% der Landoberfläche fast 40% der Technosphärenmasse, nämlich 11,1 Tt ein. Zalasiewicz et al. (2017) weisen darauf hin, dass die 30 Billionen Tonnen vom Menschen bewegter und anderweitig veränderter Naturmaterie nur die Größenordnung der menschlichen Eingriffe angibt, sie sind eher konservativ gewählt, könnten dennoch ohne weiteres auch nur 25 Billionen, vielleicht aber auch 40 Billionen Tonnen betragen, zumal nur durchgängige flächige Anteile des Untergrunds stark menschenbeeinflusster Anthrome, aber keine nur als isolierte Komponenten auftretenden menschengemachten Partikel in Natursedimenten (etwa Plastikpartikel in den Ozeanböden) berücksichtigt wurden.

 

5. Nicht zu vergessen – die benötigte Energie

In zwei früheren Scilog-Beiträgen (hier und hier) habe ich bereits eine weitere aktuelle Arbeit der Anthropocene Working Group thematisiert, zum gigantischen Energieverbrauch der Menschheit vom Ende der letzten Eiszeit bis heute (Syvitski et al. 2021). Wir versuchten hierbei zusammenzutragen, was hierbei an Energieverbrauch zusammenkam. Der Energieverbrauch der frühholozänen Jagd- und beginnenden Agrargesellschaften durch menschliche Muskelkraft und Holzverfeuerung lässt sich auf 6,2 Gigajoule pro Kopf und Jahr abschätzen. Im mittleren Holozän kam die Muskelkraft von Transportnutztieren dazu, die Agrargesellschaften entwickelten sich langsam weiter, der Energieverbrauch stieg auf 7,1 GJ pro Kopf und Jahr. Im späten Holozän wurde zusätzlich Torf, später auch Kohle, Walöl, Wasserkraft und Erdöl genutzt. Die Agrargesellschaften entwickelten sich weiter, später gründeten sich Stadtstaaten, Nationen und imperiale Reiche. Der Energieverbrauch stieg im Schnitt auf 8,3 GJ, im vorindustriellen Zeitraum (ca 1670 – 1850) auf 18,4 GJ, in der Industrialisierung (1850-1950) auf 27,2 GJ pro Kopf und Jahr. Seit dem vorgeschlagenen Beginn des Anthropozäns um 1950 kamen Erdgas, Kernenergie und zu einem noch geringen Anteil auch weitere erneuerbare Energien dazu, der Energieverbrauch stieg auf 61 GJ pro Kopf und Jahr. Insgesamt verbrauchte die Menschheit im Zeitraum des Holozäns 14,6 Zettajoule an Energie, davon allein von 1670 -1950, also in 280 Jahren fast 8 Zettajoule. Seit 1950, also dem postulierten Beginn des Anthropozäns verbrauchte die Menschheit jedoch bereits die unvorstellbare Menge von 22 Zettajoule Energie – in den letzten 70 Jahren also fast das Eineinhalbfache dessen, was die Menschheit in den knapp 12.000 Jahren zuvor insgesamt verbraucht hatte (Abb. 5). Dabei stieg die Produktivität pro Kopf in letzter Zeit sogar noch an (Syvitski et al. 2020).

Abb. 5: Energieaufwand und Abbaudynamik. a) Anthropogener Energieverbrauch seit der letzten Eiszeit (vgl. Text), basierend auf Daten von Syvitski et al. (2020). Angegeben sind die Dauer der stratigraphischen Untereinheiten des Holozäns bis 1950, zusätzlich herausgerechnet sind die informellen Zeiteinheiten vorindustriell und industriell, während denen sich der Energieverbrauch insb. durch die beginnende Industrialisierung und die Verwendung von Kohle rasch steigerte. Dennoch wurden während des danach folgenden Anthropozäns in 70 Jahren das 1,5-fache an Energie verbraucht, als während fast 12.000 Jahre dauernden Epoche des Holozäns. Angaben in Zettajoule (1 ZJ = 1×1021 Joule) . b) Zeitliche Zunahme des Abbaus von Bodenschätzen der Lithosphäre (incl. Abraum, Taubgestein und sonstigem mineralischen Abfall). Zum Vergleich auch die Gesamttechnosphärenmasse (siehe Abb. 4 und Text). Aus Leinfelder (2021, im Druck).

 

6. Fazit

Alle Berechnungsweisen haben ihre Berechtigung und ihre Vorteile und ergänzen sich gegenseitig (Abb 4, 5):

  • So ist es beeindruckend zu sehen, dass die von uns geschaffenen „unbelebten“ Materialien und Produkte, die derzeit von uns verbaut und genutzt werden genausoviel wie die gesamte lebende Biosphäre wiegen.
  • Kaum bedacht wird dabei, wieviel bergmännischen und tiefbaumäßigen Aufwand wir dazu betreiben und welche immensen Massen an Lithosphärenmaterialien dazu bewegt werden, um überhaupt an das zu gelagen, was wir dann tatsächlich nutzen wollen.
  • Noch weniger bekannt ist, wieviel der Erdoberfläche wir dazu sehr stark insgesamt verändern und dadurch auch neue anthropogene Sedimentschichten, die der physischen Technosphäre schaffen.
  • Die Energiezahlen unterstreichen, welchen extremen Energieaufwand wir inzwischen betreiben, um all diese Materialien zu gewinnen, zu verarbeiten und dann als Produkte zu nutzen.

Oder einfacher, und in Analogie mit der Biosphäre ausgedrückt:

  • Das Verhältnis von gewonnener Materie zu tatsächlich genutzten Materialien könnte man als Futterverwertung („feed conversion ratio“) der Technik bezeichnen. Abschätzbar wäre diese ggf. mit 7:1. Zum Vergleich: bei Raubfischen wie dem Lachs beträgt das Futter zu Fleischproduktrate etwa 5:1, bei Rindern meist über 6:1, bei Insekten etwa 1-2:1.
  • Die Gesamttechnosphäre zeigt an, welcher Anteil der natürlichen Litho- und Pedosphäre zu einer anthropogenen Sphäre, der Technosphäre umgewandelt wurde und wie ausgedehnt dieser Prozess ist. Dies kann mit der anthropogenen Landnutzung im biologischen Bereich verglichen werden.
  • Aus all dem haben wir dann unsere kulturtechnischen Helfer erstellt, die uns das Leben nun so sehr erleichtern. Die dafür notwendige Energie zur Gewinnung der Ausgangsmaterialien, zur Erstellung der Gebäude, Maschinen und Geräte, sowie zu deren Betrieb bringen wir aber schon längst nicht mehr selbst mit unserer eigenen Muskelkraft oder der Muskelkraft von Nutztieren auf, sondern holen sie uns – in Form fossiler, endlicher Brennstoffe – ebenfalls aus der Lithosphäre.

Die Evolution und zunehmende Vielfalt der Biosphäre über Milliarden von Jahren ist also ein wunderbares Beispiel und Betriebsanleitung dafür, was alles möglich ist, wenn alle notwendigen Bausteine in einem Kreislaufsystem verbleiben und immer wieder genutzt werden und wenn die zum Wiederzusammenfügen notwendige Energie von der Sonne stammt. Warum lernen wir von diesem wunderbaren Lehrmeister nicht auch für unsere weitere kulturelle Evolution? 

Es bleibt zu hoffen, dass diese diese Zahlenbeispiele ein bisschen dazu beitragen mögen, besser zu verstehen, dass wir nicht nur Probleme (wie Überdüngung, Wasserverbrauch, Insektensterben, Teller-Tank-Konkurrenzen etc) bei nachwachsenden landwirtschaftlichen Ressourcen haben, sondern insbesondere auch bei nicht bei nachwachsenden Ressourcen, was aufgrund der gigantischen Eingriffe in die Natur und dem damit verbundenen Ausstoß von Treibhausgasen nicht weiter vernachlässigt werden darf.

Zitierte Literatur:

Bar-On, Y.M., Phillips, R., Milo, R. (2018): The biomass distribution on Earth. In: Proceedings of the National Academy of Sciences, 115 (25., S. 6506-6511,

Bar-On, Y.M. & Milo, R. (2019): Towards a quantitative view of the global ubiquity of biofilms. Nature Reviews Microbiology, 17, 199-200, doi: 10.1038/s41579-019-0162-0

Cooper, A.H., Brown, T.J., Price, S.J., Ford, J.R. & Waters, C.N. (2018): Humans are the most significant global geomorphological driving force of the 21st century.-The Anthropocene Review 1– 8, doi:10.1177/2053019618800234

Elhacham, E., Ben-Uri, L, Grozovski, J., Bar-On, Y.M. & Milo, R. (2020): Global human-made mass exceeds all living biomass.- Nature, vol. 588, 442-444, doi: 10.1038/s41586-020-3010-5

Flemming, H.-C. & Wuertz, S. (2019): Bacteria and archaea on Earth and their abundance in biofilms. Nature Reviews Microbiology, 17, 247-260, doi:10.1038/s41579-019-0158-9

Krausmann, F. et al. Global socioeconomic material stocks rise 23-fold over the 20th century and require half of annual resource use. Proc. Natl Acad. Sci. USA 114, 1880–1885 (2017).

Leinfelder, R. (2021, im Druck): „Auch Maschinen haben Hunger“ – Biosphäre als Modell für die Technosphäre im Anthropozän (Arbeitstitel).- In: Sippl & Rauscher (eds) „Kulturelle Nachhaltigkeit lernen und lehren“, „Pädagogik für Niederösterreich“ , Innsbruck/Wien (StudienVerlag).

Syvitski, J., Colin N. Waters, John Day, John D. Milliman, Colin Summerhayes, Will Steffen, Jan Zalasiewicz, Alejandro Cearreta, Agnieszka Galuszka, Irka Hajdas, Martin J. Head, Reinhold Leinfelder, John R McNeill, Clement Poirier, Neil Rose, William Shotyk, Michael Wagreich & Mark Williams (2020): Extraordinary human energy consumption and resultant geological impacts beginning around 1950 CE initiated the proposed Anthropocene Epoch. Communications Earth & Environment, doi: 10.1038/s43247-020-00029-y, open access)

Zalasiewicz, J., Williams, M., Waters, C.N., Barnosky, A.D., Palmesino, J., Rönnskog, A.S., Edgeworth, M., Neil, C., Cearreta, A., Crutzen, E., Fairchild, I.J., Grinevald, J., Haff, P., Ivar do Sul, J.A., Jeandel, C., Leinfelder, R., McNeill, J.R., Odada, E., Oreskes, N., Price, S.J., Revkin, A., Steffen, W., Summerhayes, C., Vidas, D., Wing, S., & Wolfe, A.P. (2017 /online first Nov. 28, 2016): Scale and diversity of the physical technosphere: A geological perspective. The Anthropocene Review, 4 (1), 9-22 doi:10.1177/2053019616677743

Fußnoten:

[1] Hinweis: Diese Arbeit erschien online first bereits Ende 2016, so dass sie öfters auch unter diesem Erscheinungsdatum zitiert wird, so auch in Anthropozäniker-Blogbeiträgen, die direkt anlässlich des Erscheinens hier gepostet wurden. Die gedruckte Version erschien dann Anfang 2017, was laut Verlag auch das formelle Erscheinungsdatum darstellt, weswegen sie nun als Zalasiewicz et al. (2017) aufgeführt ist.

[2] Zur Definitition, aus Zalasiewicz et al. 2017 (übersetzt) „… physische Technosphäre, hier definiert als die Summe des materiellen Outputs des zeitgenössischen menschlichen Unternehmens. Sie umfasst aktive urbane, landwirtschaftliche und marine Komponenten, die zur Aufrechterhaltung des Energie- und Materialflusses für das gegenwärtige menschliche Leben verwendet werden, sowie eine wachsende Schicht von Rückständen, welche derzeit nur zu einem kleinen Teil wieder in den aktiv genutzen Teil zurückgeführt wird.“

Version 0: 1st Draft vom 14.3.2021, 22:30 Uhr, Version 1 vom 15.3.2021, 11:15; 
Version 2: kleine Änderungen am 7.6.2021

27. Sep 2021: upload of english version (pdf); cite as: Leinfelder, R. (2021): The human made mass – “Would you like a little more?”. Der Anthropozäniker, 9 pp, http://reinhold-leinfelder.de/pdfs/humanmade.pdf  Also deposited under: https://www.researchgate.net/publication/354866369_The_human-made_mass_-Would_you_like_a_little_more 

 

 

Reinhold Leinfelder ist Geologe, Geobiologe und Paläontologe. Er ist Professor an der Freien Universität zu Berlin (Leiter der Arbeitsgruppe Geobiologie und Anthropozänforschung) sowie (seit Okt 2018) zusätzlich Senior Lecturer am Institut Futur der FU. Seit 2012 ist er Mitglied der Anthropocene Working Group der International Stratigraphic Commission. Von 2006-2010 war er Generaldirektor des Museums für Naturkunde Berlin, von 2008-2013 Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU), von 2011-2014 Research Fellow und affiliate Carson Professor am Rachel Carson Center an der LMU, München, von 2012-2018 Principal Investigator am Exzellenzcluster "Bild-Wissen-Gestaltung" der Humboldt-Universität zu Berlin, von 1. Sept. 2014 bis 15. Sept. 2016 Gründungsdirektor der Futurium gGmbH in Berlin. Seine Forschungs- und Lehrschwerpunkte liegen beim Anthropozän, Korallenriffen, neuen Methoden und Herausforderungen des Wissenstransfers und Museologie | Homepage des Autors | blog in english, via google translate

11 Kommentare

  1. Die URSACHE aller Probleme unseres symptomatischen “Zusammenlebens” ist der nun “freiheitliche” WETTBEWERB

    Solange wir die Ökonomie durch unternehmerische Abwägungen organisieren lassen, solange wird auch die Ökologie in Unwahrheit konfusioniert einem jeglichen Blödsinn in Sisyphos folgen.

  2. … das bedeutet also (oder?), dass der derzeitige Goldpreis von € 46,46 pro g dem Kostenaufwand (plus Gewinnspanne) für den Abbau/die Verarbeitung der 12000 kg Gestein entspricht. Und dass man eigtl. auf den Besitz von Gold verzichten sollte?

    • Ja, ein interessantes Thema, das sich grossenteils im Untergrund abspielt mit kaum beachteten Akteuren wie Zement, Kies, Ton, die das grosse Volumen ausmachen, aber auch hochkarätigeren Akteuren wie Gold und Silber, die Grund genug für unsere Vorfahren waren, ganze Länder zu erobern obwohl dahinter – hinter Gold und Silber – mehr ein symbolischer als ein reeller Wert steckt.

      Kompliment auch für die aussagekräftigen Tortendiagramme, die hier wieder einmal eindrücklich hintereinandergereiht sind und damit an Bilder erinnern, in denen ein Fisch gerade einen Fisch verschluckt, der gerade einen Fisch verschluckt, der ….

      Rohstoffe und alles, was damit zusammenhängt versinnbildlichen eine jüngere Phase der Menschheitsgeschichte, die Phase, in der die Menschheit sich die Erde wirklich untertan gemacht hat, womit sie den biblischen Auftrag dafür schliesslich mit ein oder zweitausend Jahren Verzögerung doch noch erfüllt hat.

      Doch ist der Abbau von Rohstoffen wirklich Geschichte? Befinden wir uns schon in einer postmateriellen Phase? Mitnichten! Was Sand, Zement, Kies und Ton angeht, geht es erst so richtig los, denn die Infrastruktur, die wir hier in den industrialisierten Ländern schon haben, die soll ja jetzt für den Rest der Menschheit erst noch aus dem Boden gestampft werden – und der Rest der Menschheit übertrifft nun mal wie üblich zahlenmässig den Hauptharst deutlich. Ja, man kann wohl mit Bestimmtheit sagen, dass bis jetzt erst 1/3 der Infrastruktur gebaut wurde, welche zwischen dem Beginn der Industrialisierung und dem Jahr 2100 hochgezogen werden wird. Doch wird dieser Rest, also die noch aufzubauende Infrastruktur tatsächlich ebenfalls aus Sand, Zement, Kies und Ton bestehen? Hat es überhaupt genug davon? Wir werden es wohl noch herausfinden.

      Aber ist das postfossile Zeitalter in das wir nun eintreten nicht wirklich ein Zeitalter der Entmaterialisierung, ein Zeitalter in dem Once-Through Brennstoffzyklen und damit die Wegwerfgesellschaft beendet und durch eine Kreislaufgesellschaft ersetzt wird? Nun, hier gilt wohl, dass man Visionen nicht mit Realitäten verwechseln sollte. Zudem bringt eine Kreislaufgesellschaft erst dann die grosse Entlastung, wenn sich die Gesellschaft materiell gesehen in einem stationären Zustand befindet, es also kein Wachstum mehr gibt, sondern nur noch Bestandserhalt. Vorerst erzwingt gerade die beschleunigte Dekarbonisierung eine eigentliche Materialschlacht. Elektroautos beispielsweise benötigen nicht nur Rohstoffe für Batterien, sondern sie benötigen auch mehr Kupfer. Mehr Kupfer braucht es auch für ein weltumspannendes Stromnetz. Und die vielen Millionen Windräder, die noch gebaut werden sollen, benötigen neben Milliarden Tonnen von Stahl auch grosse Mengen seltener Erden und anderer kostbarer Materialien. Da wundert es nicht, dass es nun Überlegungen gibt, Rohstoffe auch vom Ozeanboden zu fördern. Die Verwegeneren unter uns, die, die genügend Science Fiction Romane gelesen haben, denken wohl schon an die Rohstoffbeschaffung aus den Weltall – vom Asteroiden Psyche etwa, der grösstenteils aus Metall besteht und dessen Nickelvorräte bei heutigem Verbrauch immerhin für 100 Millionen Jahre reichen würden.

      • Lieber Herr Holzherr, danke für Ihren Kommentar. In Sachen geschlossener Dauer-Kreislaufwirtschaft gebe ich Ihnen recht, das ist noch ein langer Weg bis dahin. Abwarten bis wir dies etabliert haben funktioniert nicht, andere Wege müssen parallel beschritten werden, aber am besten mit dem Kompass Kreislaufwirtschaft (die aber durchaus auch Suffizienzelemente mit enthalten sollte). Ich schreibe dazu derzeit einen Artikel für ein Symposium (dauert allerdings noch 😉 , ein bisschen was dazu hab ich ja auch bereits hier im Blog aufgeschrieben, etwa hier.

      • Beim Materialverbrauch pro Kopf gibt es noch viel Raum nach oben, denn heute wohnen weniger als die Hälfte der Menschen auf dem Wohlstandsniveau der Chinesen und China verbraucht gemäss Guardians Artikel The grey wall of China: inside the world’s concrete superpower alle 2 Jahre gleich viel Beton wie die USA im gesamten 20. Jahrhundert verbraucht haben. Es gibt also weltweit einen grossen Nachholbedarf. Das ist übrigens mit ein Grund warum Bill Gates in seinem Buch „How to avoid a Climate Disaster betont, nicht die Durchsetzung von „grünem Strom“ weltweit sei die Herausforderung bei der Dekarbonisierung, sondern die grösste Herausforderung sei es, Beton, Stahl und alle anderen Materialien „grün“ zu machen, zumal diese Materialien günstig bleiben müssen, damit die Welt aus der Armut aufsteigen könne.

        Auch eine grüne Wirtschaft zu entwickeln, bedeutet eine Materialschlacht. Das zeigt folgende einfache Rechnung: jeder Deutsche verbraucht pro Tag etwa 20 kWh Strom. Um einen Tag Strom in Batterien zu speichern (wohl nötig in einer EE-Zukunft) braucht es etwa 100 Kilogramm an Lithiumionenbatterien, was etwa 2000 Euro in Preisen von 2025 kostet. Umgerechnet auf die ganze Welt kommen wir auf 0.8 Gigatonnen Lithiumionenbatterien, die zusammen 16 Billionen Euro (8% des Welt-BIP) kosten. Damit kann dann der gesamte produzierte Weltstrom einen Tag gespeichert werden, was ausreicht, um kleinere Schwankungen bei Sonneneinstrahlung und Wind auszugleichen. Übrigens: 0.8 Gigatonnen Batterien tönt nach wenig, wenn man es mit den 500 Gigatonnen Beton vergleicht, die weltweit in Gebrauch sind. Doch dabei sollte nicht vergessen gehen, dass die Herstellung von 0.8 Gigatonnen Batterien ein Vielfaches dieser Menge an Ausgangsmaterialien/Rohstoffen verbraucht.

    • An Axel Krüger: Hmm, ich versuche eine Teilantwort. Das meiste Gold ist sicherlich bereits gewonnen, da waren die Gewinnungskosten (natürlich auch wegen früher kolonialer, später immer noch oft menschenunwürdiger ausbeuterischer Methoden) deutlich niedriger. 1925 mussten für 4 Gramm Gold nur ca 300 kg Erze abgebaut werden, heute eben zwischen 1-4 Tonnen Erz (angenommener Schnitt 2,5 Tonnen), also fast das Zehnfache (Zahlen aus Cooper et al. 2018). Dennoch wurden auch 2020 wieder 3200 Tonnen Gold neu aus Abbau gewonnen (siehe https://de.statista.com/statistik/daten/studie/37026/umfrage/produktion-von-gold-nach-laendern/ ). Der Goldpreis ist allerdings weiterhin ein fiktiver und basiert halt auch auf der großen Gesamtmasse an über Jahrhunderte zu Spottpreisen gewonnenem Gold, so dass offensichtlich derzeitige Negativgeschäfte nach wie vor lohnend sind. Seit 2008 hat sich der Goldpreis allerdings auch verdoppelt (op.cit.), die Nachfrage bleibt aber hoch. 2019 wurden weltweit etwa 2100 Tonnen Gold für Schmuck nachgefragt. Wirtschaftswissenschaftler*innen könnten sicherlich noch mehr dazu sagen.

  3. Rohstoffbeschaffung ist eine Sache, aber das Umgraben und Zerstören durch Horden von Schatzjägern und Glücksrittern ist eine andere die nicht sein sollte.

    • Nach Gold brauchen wir für Technik und Wissenschaft sicher nicht mehr buddeln, da liegen genug Goldreserven die hauptsächlich noch für das stumpf-, blöd- und wahnsinnige Monopoly der manipulativen Welt- und “Werteordnung” in materialistischer “Absicherung” genutzt werden – Ich setze auf China, die uns nach Corona hoffentlich eine wirklich-wahrhaftige Realität ohne … bringen werden, wenn unsere Profitler nicht mit ihnen “Mensch ärgere dich nicht” und “Wirtschaftswunder” spielen wollen und somit die nächste/letzte Eskalation provozieren.

  4. Menschengemachte Masse! Wir können es! Masse erzeugen! Der Stein der Weisen ist gefunden, ein Alchemistentraum wurde wahr. Der umgekehrte Weg zum Perpetuum Mobile ist dann ja ein Klacks! Mit der daraus gewonnen Energie, bauen wir uns einfach einen zweiten Planeten.
    Dabei wird mehrmals ein besserer Begriff verwendet: “durch Menschen veränderte Massen” u.Ä.
    Erbsenzählerei? vgl. Verbraucher und Umwandler im Stromkreis.

    • Ich verwende die Begriffe, so wie sie die jeweiligen Autoren verwenden. Elhacham et al sprechen von human made mass (teilweise von anthropogenic mass). In Zalasiewicz et al. sprechen wir von durch Menschen veränderte Materialien bzw Massen.
      Aber tatsächlich ist selbst menschengemachte Masse nicht zwigend thermodynamisch zu sehen. Aus Legobausteinen kann ich auch gewichtiges herstellen, ohne die Legobausteine selbst kreiiert zu haben 😉 Obwohl halt: ja, Plastik ist natürlich schon so was, wurde aus fossiler Energie (in Erdöl umgewandelt) hergestellt :-))

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