Problem:
Jährlich werden 5 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von fossilen Brennstoffen verbrannt. Zehrt das nicht an unseren Sauerstoffvorräten?

Lösung:
Wir berechnen zunächst die zur Verbrennung von 5 Gt Kohlenstoff notwendige Sauerstoffmenge. Dann berechnen wir die in der Atmosphäre vorhandene Menge an Sauerstoff. Anschließend vergleichen wir die beiden Zahlen miteinander.

1. Verbrauch an Sauerstoff:

Berechnung des Volumens dieser Sauerstoffmenge:

Volumen des verbrauchten O₂:

     V(verbr.) = 9,34 · 10³ km³

2. Vorräte an Sauerstoff in der Atmosphäre:
Zunächst berechnen wir das Volumen der Atmosphäre bei Normalbedingungen:

Höhe der Atmosphäre unter Normalbedingungen = 7,99 km (abgerundet: 8 km).

   V(Atm.) = V(Erdkugel + Atm.) - V(Erdkugel) (km³)

   V(Atm.) = 4/3 (r + 8)³ - 4/3 r³

   r = 6,370 · 10³ km    (r + 8) = 6,378 · 10³ km

   r³ = 2,5848 · 10¹¹ km³    (r + 8)³ = 2,5945 · 10¹¹ km³

   V(Atm.) = 4,1888 · 9,75 · 10⁸ km³

   V(Atm.) = 4,08 · 10⁹ km³

Ein Fünftel davon ist Sauerstoff.

In der Atmosphäre ist also an Sauerstoff verfügbar:

   V(O₂) = 8,168 · 10⁸ km³ (Masse: 1,17 · 10⁶ Gt)

3. Vergleich:

(Man kann auch von vornherein die Massen vergleichen.)

Es werden zum Verbrennen der jährlich als Brennstoff umgesetzten 5 Gt Kohlenstoff nur 0,0114 Promille des Sauerstoffs der Erdatmosphäre verbraucht.

4. Verbrennung von Kohlenwasserstoffen
Bezieht man dazu noch den Wasserstoff ein (entsprechend einer optimalen Brennstoff-Modellverbindung (-CH₂-)), erhöht sich dieser Wert auf

0,0114 + 0,0114/2 = 0,0171 Promille

Bei dieser Rechnung wurde allerdings die ständige Regeneration von Sauerstoff durch die Fotosynthese noch nicht berücksichtigt.

5. Was wird durch biologischen Abbau von Biomasse benötigt?
Beim ständigen biologischen Abbau von Biomasse werden jährlich 100 Gt Kohlenstoff oxidativ umgesetzt. Der Verbrauch an Sauerstoff ist dabei um den Faktor 20 höher als bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, also 20 · 0,0171 = 0,342 Promille.

Ergebnis:
Wir können festhalten: Das Verbrennen von fossilen Brennstoffen zur Energieumwandlung ist für die Sauerstoffbilanz der Erdatmosphäre ohne Bedeutung.