Sauerstoff und Kohlendioxid (CO2) sind vermutlich die ersten zwei Gase, die dir im Zusammenhang mit unserer Atemluft in den Sinn gekommen sind. Sauerstoff (O2) wird von den Pflanzen durch Photosynthese hergestellt und von Menschen und Tieren eingeatmet. Kohlendioxid hingegen atmen wir aus, und die Pflanzen wiederum nehmen es auf. Es gibt auch noch andere Quellen von Kohlendioxid: Zum Beispiel entsteht es, wenn man fossile Energieträger wie Kohle oder Erdöl verbrennt.
Sauerstoff und Kohlendioxid sind nun bereits zwei Gase; doch sind das alle Stoffe, die in der Luft um uns herum zu finden sind? Nicht ganz! Vom Gas mit der grössten Konzentration in der Atmosphäre hört man nicht so oft: Das ist nämlich der Stickstoff. Unsere Luft enthält 78% Stickstoff und 21% Sauerstoff; das restliche Prozent besteht grösstenteils aus dem Edelgas Argon.
Spurengase
Von allen anderen Gasen – einschliesslich Kohlendioxid! – gibt es in unserer Luft also nur extrem kleine Mengen. Dies sind die sogenannten Spurengase. Ihre Konzentrationen liegen nicht im Prozent-Bereich, sondern man misst sie in der Einheit „Millionstel“. Stell dir vor, du hast eine Million roter Kugeln und davon ist eine grün; die grüne Kugel ist also ein Millionstel von allen Kugeln. Etwa in diesen Mengen kommen die Spurengase in der Luft vor. Diese Millionstel-Einheit wird „ppm“ genannt. Das ist Englisch, steht für „parts per million“ und bedeutet „Teile pro Million“ (so wie „Prozent“ auf lateinisch „pro Hundert“ heisst).
Zu den Spurengasen gehören Kohlendioxid mit einer Konzentration von fast 400 ppm und verschiedene Edelgase wie Neon, Helium, Krypton und Xenon.
CO2: ein Treibhausgas
Warum wird trotzdem immer von den steigenden CO2-Konzentrationen gesprochen, wenn doch der Anteil von Kohlendioxid in der Luft so winzig klein ist? Der Grund dafür ist, dass CO2 ein sogenanntes Treibhausgas ist.
Du hast bestimmt schon vom Klimawandel gehört und der steigenden Temperatur auf unserer Erde. Eine der Ursachen dafür ist ein Phänomen namens Treibhauseffekt. Beim Treibhauseffekt passiert etwas Ähnliches wie in einem Treibhaus für die Pflanzen bei uns im Garten: Die Treibhausgase in der Atmosphäre nehmen die Strahlen auf, die von der Erde abgestrahlt werden, und lassen sie nicht ins Weltall hinaus. Sie haben also die Funktion des Glasdaches bei einem Treibhaus, und darunter erwärmt sich unsere Atmosphäre.
Ein noch stärkeres Treibhausgas als CO2 ist übrigens Methan (CH4), obwohl es davon noch weniger in der Luft hat. Du siehst also, dass keine grossen Konzentrationen nötig sind, um einen Effekt zu haben. Bereits ganz kleine Mengen eines Stoffes reichen aus, um einen grossen Einfluss auf die Umwelt zu haben.
Neben den Gasen, die wir bereits aufgezählt haben, sind in unserer Atmosphäre auch noch Wasserdampf und Aerosole vorhanden. Aerosole sind winzige feste Teilchen, zum Beispiel Pollen oder Ascheteilchen. An diesen Aerosolen kann der Wasserdampf kondensieren: Das bedeutet, dass er sich von seinem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand wandelt. Daraus bilden sich dann Regentropfen.
Weiter oben wird die Luft immer dünner
Je weiter wir uns von der Erdoberfläche entfernen, desto „dünner“ wird die Luft: Wie jeder Gegenstand werden auch Gasteilchen von der Erde angezogen, die meisten befinden sich also weiter unten. Schon in wenigen Kilometern Höhe (zum Beispiel auf hohen Bergen) fällt uns das Atmen schwer, weil weniger Sauerstoff vorhanden ist. Noch weiter oben kommen wir in den Bereich der Gewitterwolken, der Ozonschicht und der Polarlichter.