Sie umgibt uns unser Leben lang, vom ersten bis zum letzten Atemzug atmen wir sie ein und wieder aus. Ohne sie wäre kein Leben auf unserem Planeten möglich. Die Rede ist von einem der vier Elemente, der Luft.

Die Zusammensetzung der Luft

Die Luft ist ein Gasgemisch, aus dem die Erdatmosphäre besteht. Trockene Luft setzt sich in erster Linie aus zwei Gasen zusammen: Stickstoff (N2) ist mit 78,08 Prozent Hauptbestandteil der Luft. Der zweitwichtigste Bestandteil mit 20,92 Prozent ist Sauerstoff (O2). Außerdem beinhaltet Luft Edelgase (insgesamt 0,93 Prozent), in erster Linie Argon, sowie Helium, Neon, Krypton und Xenon. Weiterhin Kohlendioxid (CO2) mit 0,037 Prozent, das aufgrund seiner Bedeutung für Lebewesen und Klima zu den Hauptbestandteilen der Luft gerechnet wird. Außerdem besteht die Luft aus Methan, Wasserstoff, Distickstoffmonoxid (Lachgas) und Kohlenmonoxid.

Aufbau der Erdatmosphäre

Der Großteil der Luft befindet sich in der sogenannten Troposphäre, der untersten Schicht der Erdatmosphäre. Die Troposphäre ist je nach Breitengrad unterschiedlich dick, an den Polen ist sie mit acht Kilometern am dünnsten. Auf die Troposphäre folgt die Stratosphäre, die bis in eine Höhe von 50 Kilometern reicht. Als nächstes kommt die Mesosphäre bis in eine Höhe von 80 Kilometern, gefolgt von der Thermosphäre, an die ab einer Höhe von 400 bis 1.000 Kilometern die Exosphäre anschließt, die äußerste Schicht der Erdatmosphäre.

Die Entstehung der Erdatmosphäre

Die Luft in der Frühzeit der Erdgeschichte wäre für den Menschen äußerst giftig gewesen. Durch den Vulkanismus traten zahlreiche Gase aus dem Erdinneren. Die dadurch erzeugte Atmosphäre bestand vor allem aus Wasserstoff (80 Prozent), Kohlendioxid (10 Prozent) und Schwefelwasserstoff (5-7 Prozent). Bei der Entwicklung der heutigen Atmosphäre spielte der Sauerstoff die wichtigste Rolle. Durch das erste massive Auftreten von Pflanzen, die durch Photosynthese das Kohlendioxid mit Hilfe des Sonnenlichts zu Sauerstoff verwandelten, stieg vor 500-600 Millionen Jahren der Sauerstoffgehalt rapide an und erreichte vor 350 Millionen Jahren erstmals das heutige Niveau.

Luftverschmutzung und globale Erwärmung

Der Mensch hat, vor allem in den letzten 200 Jahren seit der Industrialisierung, durch verschiedene Gifte und Gase die Zusammensetzung der Luft verändert. Laut WHO sterben heute jährlich etwa 2 Millionen Menschen durch Luftverschmutzung (Stand 2010). Aber nicht nur die Gesundheit der Erdenbewohner nimmt Schaden: Durch die Industrialisierung wird die Erdatmosphäre mit dem Treibhausgas Kohlendioxid angereichert, das die Wärmeabstrahlung von der Erdoberfläche ins Weltall erschwert. Dadurch steigt die Durchschnittstemperatur der erdnahen Atmosphäre und der Meere stetig an. Diesen Effekt bezeichnet man als "globale Erwärmung" oder "anthropogenen Treibhauseffekt". Diese Entwicklung ist eine Herausforderung allerersten Ranges für die gesamte Menschheit, da durch den weltweiten Temperaturanstieg sich das gesamte Klimasystem der Erde nachhaltig verändern kann.