Abbildung 1 stellt den heutigen Kohlenstoffaustausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre sowie zwischen Ozeanen und Atmosphäre stark vereinfacht dar (eine detailliertere Grafik finden Sie zum Beispiel auf Klimawiki.org). Wichtig ist, dass Aufnahme und Abgabe von Kohlendioxid jeweils ungefähr im Gleichgewicht sind. Die Aufnahme von CO2 durch Vegetation und Land sowie Ozeane ist jeweils etwas größer als die Abgabe, da auch ein Teil des vom Menschen verursachten Kohlendioxids aufgenommen wird.
Im Laufe der Erdgeschichte kam es durchaus zu großen Veränderungen. Diese wurden verursacht durch externe Einflüsse wie beispielsweise zyklische Schwankungen der Erdumlaufbahn um die Sonne oder Verschiebungen der Kontinente. Doch seit etwa zehntausend Jahren war der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre relativ stabil. (Das weiß man aus direkten Messungen von CO2 in Eisbohrkernen aus der Antarktis oder Grönland.)

Abbildung 1: Der globale Kohlenstoffkreislauf (stark vereinfacht) – die Zahlen in den Pfeilen stehen für Milliarden Tonnen (Gigatonnen, Gt) Kohlendioxid pro Jahr. Die Aufnahme durch Vegetation und Land sowie Ozeane ist größer als die Abgabe von CO2, da auch ein Teil der anthropogenen Emissionen aufgenommen wird; Quelle: IPCC 2007 (Die dortigen Zahlenwerte beziehen sich auf Kohlenstoff, multipliziert mit 3,67 ergeben sich die Daten für Kohlendioxid.)
In der Summe werden jedes Jahr von den Ozeanen und der Landoberfläche insgesamt rund 750 Gigatonnen (109 Tonnen) Kohlendioxid freigesetzt und etwa die gleiche Menge auch wieder aufgenommen. Die vom Menschen verursachten Emissionen erscheinen tatsächlich klein im Vergleich zu diesen riesigen Mengen, die im Laufe eines Jahres im natürlichen Kohlenstoffkreislauf umgesetzt werden. Das Problem unserer Emissionen ist allerdings nicht die Menge an sich, sondern dass diese Emissionen in ein System mit einem fragilen Gleichgewicht treffen und das System nachhaltig stören.
Ein Beispiel macht deutlich, worum es geht: Man nehme eine Badewanne, aus deren Wasserhahn gleichviel Wasser in die Wanne strömt wie durch den offenen Auslauf abfließen kann. Die Wassermenge ändert sich in diesem Fall nicht. Wird der Wasserhahn allerdings nur ganz wenig aufgedreht, erhöht sich die Einlaufmenge im Vergleich zum gesamten Einlauf nur minimal, doch beginnt der Wasserspiegel in der Badewanne sofort zu steigen. Nach einiger Zeit wird die Badewanne überlaufen. Übertragen auf den Kohlenstoffkreislauf bedeutet dies: Die vom Menschen verursachten Kohlendioxidemissionen entsprechen einem kleinen Aufdrehen des Wasserhahns bei begrenztem Abfluss.
Fazit: Auch wenn die Menge des menschengemachten Kohlendioxids im Rahmen des globalen Kohlenstoffkreislaufs klein wirkt, so bringt sie doch das natürliche Gleichgewicht durcheinander, weil die Menge, die von der Natur absorbiert werden kann, beschränkt ist. Deshalb sammelt sich Kohlendioxid in der Atmosphäre an. Durch Aktivitäten der Menschheit hat die CO2-Konzentration deshalb verglichen mit der vorindustriellen Zeit (vor 1750) bereits um rund ein Drittel zugenommen.
Graham Wayne/klimafakten.de, Stand: August 2010