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Kohlenstoffkreislauf
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Aufgabe zur Erklärung vom Kohlenstoffkreislauf
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Der Kohlenstoff aus den Pflanzen und Tieren eingebauten Verbindungen kommt nach dem Absterben wieder in den Kreislauf. Von diesen organischen Überresten ernähren sich die Destruenten. Sie bauen das Material um und setzen wieder CO₂ frei. Unter Sauerstoffarmen Bedingungen können auch durch bakterielle Zersetzung Methan entstehen, wie z. B. im Darm von Kühen, das in der Atmosphäre zurück zu CO₂ oxidiert wird. Das CO₂ kann sich in Wasser als Gas lösen, und von Wasserpflanzen aufgenommen werden. Dieser Prozess ist der Selbe wie am Land. Das im Wasser gelöste Kohlenstoffdioxid kann mit Wasser zu Kohlensäure (H₂CO₂) reagieren, die sofort zu im Wasser gelöstem Hydrogencarbonat HCO - und Carbonat Co-lonen zerfällt. Die Carbonationen bilden mit Calcium- und Magnesiumionen Gesteine, die wiederum bei Verwitterung Hydrogencarbonationen lösen und in den Kreislauf gelangen. Es kann aber auch Calciumcarbonat ausfallen und wieder Gesteine bilden. Dies ist auch für Tiere mit Außenskelett wichtig, die ihre Schalen daraus bilden. Wenn es aufgrund von Sauerstoffmangel nicht mehr genügend Organismen zum Abbau vorhanden sind, entstehen Sedimente, aus dem nach langer Zeit mit weiteren Schichten und viel Druck unter Sauerstoffausschluss Erdöl und Erdgas (hauptsächlich Methan) entsteht. Das Selbe passiert auch an Land in sumpfigen, verrotteten Wäldern. Den Erdöl und Erdgas entnehmen wir Menschen und verbrennen sie in Kohlekraftwerken, woraus wieder CO₂ und auch ein wenig CO in...
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die Atmosphäre entlassen werden. Aufgabe 2 Durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen gelangt plötzlich viel mehr Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre, was dazu führt, dass das Gleichgewicht zerstört wird. Dieses Gleichgewicht ist aber enorm wichtig, um den natürlichen Treibhauseffekt der Erde beizubehalten, das uns ermöglicht, die von der Erde abgestrahlte Wärme in unserer Atmosphäre halten. Liegt jedoch zu viel Kohlenstoffdioxid vor, wird immer mehr Wärme gespeichert und es kommt zur Globalen Erwärmung und anschließend zum Klimawandel. DER KOHLENSTOFFKREISLAUF Vulkanismus 0,1 Verwitterung 0,2 Atmung der Tiere und Mikroorganismen 55 Carbonatgestein > 60 000 000 Atmung der Pflanzen 60 C-Verbindungen fein verteilt im Sediment (z. B. Methanhydrat) 15 000 000 Fotosynthese 120 Landlebewesen 700 Boden 1500 Kurz- und Langzeitkreislauf des Kohlenstoffs Kohlenstofffluss des Kurzzeitkreislaufs Kohlenstofffluss des Langzeitkreislaufs Kohlenstofffluss durch anthropogenen Einfluss Atmosphäre 730 90 Ozean 38000 Atmung 103 92 Fotosynthese 103 Meeresorganismen 3 Verbrennung fossiler Brennstoffe und Zementproduktion 6,3 veränderte Landnutzung (z. B. Brandrodung) Ablagerung 0,2 Verbren- nung von Biomasse fossile Brennstoffe 4100 Sedimente 150 grüne Zahlen = Masse des gespeicherten Kohlenstoffs in Gigatonnen rote Zahlen Kohlenstofffluss in Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr Aufgabe: 1. Erläutern Sie anhand der Abbildung den natürlichen Kohlenstoffkreislauf. 2. Erklären Sie die Auswirkungen der anthropogenen Eingriffe in den Kohlenstoffkreislauf. 27.04.2021 Atmosphäre - Lufthülle L> CO₂ (gas) LCHY (Methan, Biogas) Biosphäre Lebewesen ↳ C in organischen ver- bindungen Litosphäre - Gesteine L> C in Kalkgesteinen. ↳ C in fossilen Brennstoffe Hydrosphäre Gewässer ↳C in im Wasser gelösten. Kalk (Hydrogencarbonat) →in Wasser gelöstes CO₂ a) gasförmig b) als Kohlensäure Aufgabe 1 Kohlenstoff kommt in der Luft als CO₂ energiearme, oxidierte Form des Kohlenstoffs, vor. Das macht ca. 0,04% der Luft aus. CO₂ wird von den Pflanzen, die Photosynthese betreiben, hauptsächlich über die Blätter aus der Luft aufgenommen. Mithilfe von Sonnenenergie und unter Wasserverbrauch können sie in der Photosynthese Glukose daraus herstellen. Als Nebenprodukt entsteht dabei Sauerstoff. Die Glukose ist der Grundbaustein für energiereiche organische Verbindungen. Dazu gehören Energie, Stärke, Fette, Proteine und DNA/RNA-Basen. Diese energiereichen organischen Verbindungen werden von Lebewesen, die keine Photosynthese betreiben können, aufgenommen, wie z. B. Tiere. Sie zerlegen alle großen Moleküle zu den organischen Grundbausteinen, wie z.B. Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren, woraus sie ihre eigenen Verbindungen aufbauen können. Der wichtigste Prozess ist jedoch passiert bei der Atmung: der Zucker reagiert zusammen mit dem eingeatmetem Sauerstoff wieder zu Kohlenstoffdioxid und Wasser und verleiht den Zellen den Treibstoff ATP. Das Kohlenstoffdioxid wird wieder ausgeatmet, sodass ein Teil von den Pflanzen verbrauchte CO₂ wieder verfügbar ist. Ähnlich ist es auch bei Tieren, die andere Tiere fressen und bei Pflanzen in der Nacht: da kein Sonnenlicht vorhanden ist, verbrennen sie ihre tagsüber aufgebaute Stärke, nehmen Sauerstoff auf und atmen Kohlenstoffdioxid aus. antropogen = von Menschen verursacht
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Der Kohlenstoff aus den Pflanzen und Tieren eingebauten Verbindungen kommt nach dem Absterben wieder in den Kreislauf. Von diesen organischen Überresten ernähren sich die Destruenten. Sie bauen das Material um und setzen wieder CO₂ frei. Unter Sauerstoffarmen Bedingungen können auch durch bakterielle Zersetzung Methan entstehen, wie z. B. im Darm von Kühen, das in der Atmosphäre zurück zu CO₂ oxidiert wird. Das CO₂ kann sich in Wasser als Gas lösen, und von Wasserpflanzen aufgenommen werden. Dieser Prozess ist der Selbe wie am Land. Das im Wasser gelöste Kohlenstoffdioxid kann mit Wasser zu Kohlensäure (H₂CO₂) reagieren, die sofort zu im Wasser gelöstem Hydrogencarbonat HCO - und Carbonat Co-lonen zerfällt. Die Carbonationen bilden mit Calcium- und Magnesiumionen Gesteine, die wiederum bei Verwitterung Hydrogencarbonationen lösen und in den Kreislauf gelangen. Es kann aber auch Calciumcarbonat ausfallen und wieder Gesteine bilden. Dies ist auch für Tiere mit Außenskelett wichtig, die ihre Schalen daraus bilden. Wenn es aufgrund von Sauerstoffmangel nicht mehr genügend Organismen zum Abbau vorhanden sind, entstehen Sedimente, aus dem nach langer Zeit mit weiteren Schichten und viel Druck unter Sauerstoffausschluss Erdöl und Erdgas (hauptsächlich Methan) entsteht. Das Selbe passiert auch an Land in sumpfigen, verrotteten Wäldern. Den Erdöl und Erdgas entnehmen wir Menschen und verbrennen sie in Kohlekraftwerken, woraus wieder CO₂ und auch ein wenig CO in...
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die Atmosphäre entlassen werden. Aufgabe 2 Durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen gelangt plötzlich viel mehr Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre, was dazu führt, dass das Gleichgewicht zerstört wird. Dieses Gleichgewicht ist aber enorm wichtig, um den natürlichen Treibhauseffekt der Erde beizubehalten, das uns ermöglicht, die von der Erde abgestrahlte Wärme in unserer Atmosphäre halten. Liegt jedoch zu viel Kohlenstoffdioxid vor, wird immer mehr Wärme gespeichert und es kommt zur Globalen Erwärmung und anschließend zum Klimawandel. DER KOHLENSTOFFKREISLAUF Vulkanismus 0,1 Verwitterung 0,2 Atmung der Tiere und Mikroorganismen 55 Carbonatgestein > 60 000 000 Atmung der Pflanzen 60 C-Verbindungen fein verteilt im Sediment (z. B. Methanhydrat) 15 000 000 Fotosynthese 120 Landlebewesen 700 Boden 1500 Kurz- und Langzeitkreislauf des Kohlenstoffs Kohlenstofffluss des Kurzzeitkreislaufs Kohlenstofffluss des Langzeitkreislaufs Kohlenstofffluss durch anthropogenen Einfluss Atmosphäre 730 90 Ozean 38000 Atmung 103 92 Fotosynthese 103 Meeresorganismen 3 Verbrennung fossiler Brennstoffe und Zementproduktion 6,3 veränderte Landnutzung (z. B. Brandrodung) Ablagerung 0,2 Verbren- nung von Biomasse fossile Brennstoffe 4100 Sedimente 150 grüne Zahlen = Masse des gespeicherten Kohlenstoffs in Gigatonnen rote Zahlen Kohlenstofffluss in Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr Aufgabe: 1. Erläutern Sie anhand der Abbildung den natürlichen Kohlenstoffkreislauf. 2. Erklären Sie die Auswirkungen der anthropogenen Eingriffe in den Kohlenstoffkreislauf. 27.04.2021 Atmosphäre - Lufthülle L> CO₂ (gas) LCHY (Methan, Biogas) Biosphäre Lebewesen ↳ C in organischen ver- bindungen Litosphäre - Gesteine L> C in Kalkgesteinen. ↳ C in fossilen Brennstoffe Hydrosphäre Gewässer ↳C in im Wasser gelösten. Kalk (Hydrogencarbonat) →in Wasser gelöstes CO₂ a) gasförmig b) als Kohlensäure Aufgabe 1 Kohlenstoff kommt in der Luft als CO₂ energiearme, oxidierte Form des Kohlenstoffs, vor. Das macht ca. 0,04% der Luft aus. CO₂ wird von den Pflanzen, die Photosynthese betreiben, hauptsächlich über die Blätter aus der Luft aufgenommen. Mithilfe von Sonnenenergie und unter Wasserverbrauch können sie in der Photosynthese Glukose daraus herstellen. Als Nebenprodukt entsteht dabei Sauerstoff. Die Glukose ist der Grundbaustein für energiereiche organische Verbindungen. Dazu gehören Energie, Stärke, Fette, Proteine und DNA/RNA-Basen. Diese energiereichen organischen Verbindungen werden von Lebewesen, die keine Photosynthese betreiben können, aufgenommen, wie z. B. Tiere. Sie zerlegen alle großen Moleküle zu den organischen Grundbausteinen, wie z.B. Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren, woraus sie ihre eigenen Verbindungen aufbauen können. Der wichtigste Prozess ist jedoch passiert bei der Atmung: der Zucker reagiert zusammen mit dem eingeatmetem Sauerstoff wieder zu Kohlenstoffdioxid und Wasser und verleiht den Zellen den Treibstoff ATP. Das Kohlenstoffdioxid wird wieder ausgeatmet, sodass ein Teil von den Pflanzen verbrauchte CO₂ wieder verfügbar ist. Ähnlich ist es auch bei Tieren, die andere Tiere fressen und bei Pflanzen in der Nacht: da kein Sonnenlicht vorhanden ist, verbrennen sie ihre tagsüber aufgebaute Stärke, nehmen Sauerstoff auf und atmen Kohlenstoffdioxid aus. antropogen = von Menschen verursacht