Begegnungen mit der Natur Begegnungen mit der Natur 4 Christine-Eva Biegl
Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch + E-Book Schulbuchnummer: 225220 Begegnungen mit der Natur 4, Schulbuch E-Book Solo Schulbuchnummer: 225221 Mit Bescheid des Bundesministeriums für Bildung vom 29. Mai 2026, GZ 2O25-O.04O.657, gemäß § 14 Absatz 2 und 5 des Schulunterrichtsgesetzes, BGBl. Nr. 472/86, und gemäß den derzeit geltenden Lehrplänen als für den Unterrichtsgebrauch für die 4. Klasse an Mittelschulen und an allgemein bildenden höheren Schulen – Unterstufe im Unterrichtsgegenstand Biologie und Umweltbildung (Lehrplan 2023) geeignet erklärt. Dieses Werk wurde auf der Grundlage eines zielorientierten Lehrplans verfasst. Konkretisierung, Gewichtung und Umsetzung der Inhalte erfolgen durch die Lehrerinnen und Lehrer. Kopierverbot: Wir weisen darauf hin, dass das Kopieren zum Schulgebrauch aus diesem Buch verboten ist – § 42 Abs. 6 Urheberrechtsgesetz: „Die Befugnis zur Vervielfältigung zum eigenen Schulgebrauch gilt nicht für Werke, die ihrer Beschaffenheit und Bezeichnung nach zum Schul- oder Unterrichtsgebrauch bestimmt sind.“ Data-Mining-Verbot: Die Nutzung der Inhalte dieses Werkes für Text- und Data-Mining im Sinne des § 42h Abs. 6 UrhG ist ausdrücklich vorbehalten und daher verboten. Die Inhalte dieses Werkes dürfen auch nicht zur Entwicklung, zum Training und/oder zur Anreicherung von KI-Systemen, insbesondere von generativen KI-Systemen, verwendet werden. Umschlagsbild: Lingbeek / Getty Images - iStockphoto (Turmfalke) Illustrationen: Bettina Kumpe, Braunschweig: Seite 42.un. Bettina Kumpe, Braunschweig und Cindy Leitner, Wien: Seite: 44.20 Cindy Leitner, Wien: Seiten: 9.4; 9.5; 11.13; 13.19; 14.20; 19.6; 25.9; 27.17; 29.24; 31.30; 35.2; 47.24; 54.41; 55.44; 65.66; 79.25; 80.28; 92.4; 97.16; 101.2; 102.3; 104.7; 111.12; 115.23; 115.24; 115.25; 117.3; 117.4; 119.7; 119.8 Hannes Margreiter, Wien: Seiten: 43.17; 71.1 Christine Pleyl-Horzynek, Wien: Seiten: 7.2; 24.6a; 24.7a; 25.8a; 25.8b; 39.5; 54.42; 86.1a; 86.1b; 86.1c; 86.1d; 89.1; 90.2; 91.3; 93.6; 93.7; 116.1; 116.2 Wildner+Designer GmbH, Fürth: Seiten: 94.11a; 98.17; 102.3; 118.5 1. Auflage (Druck 0001) © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien 2026 www.oebv.at Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise, gesetzlich verboten. Redaktion: Dr. Stefan Kapeller, Wien; Mag. Johanna Kramer-Gerstacker, Wien Korrektorat: Tülay Tuncel, Wien Herstellung: Sigrid Prünster Umschlaggestaltung: Jens-Peter Becker, normaldesign GbR, Schwäbisch Gmünd Layout: Jens-Peter Becker, normaldesign GbR, Schwäbisch Gmünd Satz: Arnold & Domnick, Leipzig Druck: Ferdinand Berger & Söhne Ges.m.b.H., Horn ISBN 978-3-209-12228-5 (Begegnungen m. d. Natur SB 4 + E-Book) ISBN 978-3-209-13384-7 (Begegnungen m. d. Natur SB 4 E-Book Solo) Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
www.oebv.at Christine-Eva Biegl Begegnungen 4 mit der Natur Hol dir die Quiz-App zum Schulbuch im App-Store (iOS) oder Google Play-Store (Android)! Wähle in der App dein Buch aus, gib den Code BegNat4 ein und los geht’s! www.esquirrel.com Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Wie du mit Begegnungen mit der Natur arbeitest 4 Klima und Mensch Die Wirkung von Treibhausgasen 6 Klimaveränderungen in der Erdgeschichte 8 Klimaveränderungen durch den Menschen 9 Beispiele für Folgen des Klimawandels 12 Klimaschutz – ein Gebot für alle 13 Klima und Mensch – gut aufgepasst? 14 Klima und Mensch – auf einen Blick! 15 THEMA Die Vielfalt der Primaten 16 Evolution des Menschen Die Geschichte der Menschheit 22 Von Baumbewohner zum Zweibeiner 23 Die menschliche Entwicklungslinie 26 Die Evolution menschlichen Verhaltens 30 Evolution des Menschen – gut aufgepasst? 32 Evolution des Menschen – auf einen Blick! 33 THEMA Der Mensch wird sesshaft 34 Landwirtschaft als Ökosystem Landwirtschaft im Wandel 38 Agrarökosystem Landwirtschaft 39 Intensivierung und ihre Folgen 40 Grünlandnutzung 46 Nutztierhaltung, Tierschutz und Umwelt 51 Konventionelle Landwirtschaft 55 Biologische Landwirtschaft 56 Schutz von Lebensräumen 58 Landwirtschaft und Klimawandel 60 Energie aus Biomasse 62 Verschwendung von Lebensmitteln 64 Landwirtschaft als Ökosystem – gut aufgepasst? 66 Landwirtschaft als Ökosystem – auf einen Blick! 67 Begegnungen mit der Natur – verantwortungsvoller Konsum 68 INHALT Arbeitsheft M S. 3–4 Animation Kohlenstoffkreislauf 3p687m Fakt oder Fake Klimawandel u78e35 Arbeitsheft M S. 5–9 Fakt oder Fake Evolution u78zx6 Arbeitsheft M S. 10–21 Bio-Clip Obst und Gemüse – Saisonal und regional 3pw7nc 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Siedlungsökologie Leben in Siedlungsräumen 70 Kennzeichen städtischer Siedlungen 71 Tiere und Pflanzen in der Stadt 74 Verkehr, Umwelt und Gesundheit 78 Müllvermeidung, -trennung und Recycling 80 Siedlungsökologie – gut aufgepasst? 84 Siedlungsökologie – auf einen Blick! 85 THEMA Vom Ein- zum Vielzeller 86 Organsysteme des Menschen Das Immunsystem 88 Die unspezifische Abwehr 89 Die spezifische Abwehr 90 Immunität durch Impfen 92 Bakterien und Viren 94 Fehlfunktionen des Immunsystems 98 Das Immunsystem – gut aufgepasst? 99 Steuerung und Information 100 Das Nervensystem 100 Das Hormonsystem 102 Steuerung und Information – gut aufgepasst? 106 Organsysteme des Menschen – auf einen Blick! 107 Genetik und Sexualität Grundlagen der Vererbung 108 DNA, Gene und Chromosomen 108 Veränderungen des Erbmaterials 110 Genetische Erkrankungen 110 Gentechnik – verändertes Erbgut 112 Die Mendelschen Gesetze der Vererbung 114 Die Sexualität des Menschen 116 Entwicklung der Geschlechtsorgane 117 Verhütung und Verantwortung 120 Identität und Orientierung 122 Genetik und Sexualität – gut aufgepasst? 124 Genetik und Sexualität – auf einen Blick! 125 Kenn ich das? Muster in der Natur 126 Stichwortregister 128 Bildquellenverzeichnis 129 Arbeitsheft M S. 22–29 Animation Mendelregeln 3pn5r4 Arbeitsheft M S. 30–37 Arbeitsheft M S. 38–47 Animation Menstruationszyklus 3pq8yz 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Blick ins Buch Digitale Zusatzmaterialien Online-Codes Einfach den Code im Suchfenster auf www.oebv.at eingeben und du wirst direkt zu digitalem Zusatzmaterial (zB Videoclips, Animationen, interaktive Übungen) oder Lösungen weitergeleitet. öbv QuickMedia 1. Scanne den QR-Code und lade die App auf dein Smartphone oder dein Tablet. 2. Scanne deinen Buchumschlag oder wähle dein Schulbuch in der App-Medienliste aus. 3. Scanne eine gekennzeichnete Buchseite oder wähle ein Audio/Video aus der App-Medienliste aus. Wie du mit Begegnungen mit der Natur arbeitest Buchseite Hier erarbeitest du dir ein biologisches Thema mithilfe von Informationen, Abbildungen und verschiedenen Aufgaben. In der Randspalte findest du Erklärungen zu Fachbegriffen, Wortherkünfte sowie inhaltliche Ergänzungen, die zum Verständnis beitragen. Du bist dran! Die Aufgaben fördern dein selbstständiges Arbeiten. Kenn ich das? Hier kannst du Wissen anhand wiederkehrender Muster in der Natur vernetzen. Siedlungsökologie Pflanzen und Tiere stehen in enger ökologischer Beziehung In Städten wachsen viele nicht heimische Pflanzenarten, also Arten, die ursprünglich aus anderen Regionen der Welt stammen. Menschen haben manche davon bewusst angepflanzt, etwa weil sie schön aussehen, rasch wachsen und städtische Bedingungen wie Wärme, Trockenheit und Abgase gut vertragen. Beispiele dafür sind die Rosskastanie, aus Südosteuropa, und der Sommerflieder, aus Ostasien. Solche Arten prägen heute vielerorts das Bild von Parks, Straßen und Grünanlagen. Wenn nicht heimische Arten in der Stadt günstige Bedingungen finden, können sie sich stark ausbreiten und in manchen Fällen heimische Arten verdrängen. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung der Pflanzengesellschaften. Das bleibt für Tiere nicht ohne Folgen: Insekten, die auf bestimmte heimische Pflanzen spezialisiert sind, finden dann weniger Nahrung oder verlieren ihren Lebensraum. Davon können in weiterer Folge auch Vögel und andere Tiere betroffen sein, die von diesen Insekten oder Pflanzen abhängen. So kann die Biodiversität in der Stadt abnehmen, auch wenn sie auf den ersten Blick artenreich erscheint. Auch Lichtverschmutzung beeinträchtigt die Biodiversität In Städten werden Straßen, Gebäude und öffentliche Plätze oft hell beleuchtet. Dieses zusätzliche künstliche Licht in der Nacht wird als Lichtverschmutzung bezeichnet. Sie kann dazu führen, dass bestimmte Arten in der Stadt seltener werden, während lichttolerante Arten leichter überleben. So jagen manche Fledermausarten an beleuchteten Stellen, andere meiden das Licht und verlieren dadurch geeignete Jagdgebiete. Maßnahmen wie dimmbare Straßenbeleuchtung oder lichtarme Zonen können die negativen Auswirkungen verringern. Auch der Klimawandel hat Auswirkungen auf die Biodiversität Manche heimische Pflanzen vertragen Hitze schlecht, andere kommen besser damit zurecht. Deshalb werden bei Neupflanzungen oft widerstandsfähige Arten gewählt, etwa der Südliche Zürgelbaum, die Gleditschie oder der Feldahorn. Veränderungen in der Pflanzenwelt wirken sich auch auf Tiere aus, weil sich Nahrung und Lebensräume verändern. Igel oder Fledermäuse finden in überhitzten Städten oft weniger Wasser und Nahrung. Gleichzeitig breiten sich wärmeliebende und nicht heimische Arten stärker aus, etwa die Grüne Stinkwanze oder die Asiatische Tigermücke. Sie können heimische Arten verdrängen und so ganze Lebensgemeinschaften verändern. Verändern sich Pflanzengesellschaften, finden spezialisierte Insekten weniger Nahrung oder verlieren ihren Lebensraum. In weiterer Folge können auch Vögel und andere Tiere betroffen sein, die von diesen Insekten oder Pflanzen abhängen. So kann die Biodiversität in der Stadt abnehmen, auch wenn sie auf den ersten Blick artenreich erscheint. 16 Lichtverschmutzung beeinträchtigt die Biodiversität Diskutiere Vor und Nachteile nächtlicher Straßenbeleuchtung für Menschen und Tiere und schlage naturverträgliche Beleuchtungslösungen vor. Du bist dran! Asiatische Tigermücke Überträger tropischer Viruserkrankungen; breitet sich seit einigen Jahren auch in Österreich aus. Sie ist an ihrer schwarz-weiß gestreiften Zeichnung gut zu erkennen und sticht vor allem tagsüber. Die Mücke legt ihre Eier in kleine Wasseransammlungen, etwa in Blumentopfuntersetzer oder Regentonnen. Zwar überträgt sie hierzulande bisher keine Krankheiten, doch durch wärmere Temperaturen kann sich das ändern. Wichtig ist daher, stehendes Wasser regelmäßig zu entfernen, um ihre Vermehrung zu verhindern. Lichtverschmutzung stört Orientierung und biologische Rhythmen Viele Tiere nutzen natürliche Licht und Dunkelphasen als wichtige Umweltinformationen. Sie steuern damit Orientierung, Nahrungssuche oder Fortpflanzung. Künstliche Beleuchtung kann diese Signale überlagern. Nachtaktive Insekten werden von Lampen angezogen, verlieren Energie oder werden leichter von Fressfeinden erbeutet. Zugvögel können durch starke Beleuchtung verwirrt werden und mit Gebäuden kollidieren. Zudem kann künstliches Licht Fortpflanzungszeiten und den Tag Nacht Rhythmus vieler Tiere verändern. Kenn ich das? 76 Evolution des Menschen – auf einen Blick! Die Evolution des Menschen Evolution des Menschen – auf einen Blick! Die Evolution des Menschen – gut aufgepasst? Die Evolution des Menschen – das hast du gelernt! 1. Löse das Kreuzworträtsel! Umlaute sind als Umlaute zu schreiben. Die nummerierten Buchstaben verraten dir die Bezeichnung für den ältesten Abschnitt in der Geschichte des Menschen. 1 Gattung, der Lucy angehört 2 Wichtigste Kommunikationsform des Menschen 3 Der „geschickte Mensch“: Homo … 4 Fortbewegungsart von Gorillas und Schimpansen 5 Bedeutende Fundstelle von Fußabdrücken aufrechtgehender Menschen 6 Merkmal der Menschenartigen 7 Europäischer Zeitgenosse des Homo sapiens 8 erstes Steinwerkzeug Lösung: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 2 5 4 5 3 9 6 6 8 7 7 8 1 Evolution des Menschen erforschen! 2. Wie verändert sich die Kommunikation, wenn ich statt digitaler Nachrichten persönliche Gespräche führe? Untersuche diese Forschungsfrage: 1. Protokolliere an einem Tag jede digitale Kontaktaufnahme mit deinem Smartphone, zB Chat, Anruf, Sprach oder Videoanruf, und notiere Anlass und Häufigkeit in einer Tabelle (Handynutzung ohne Kontakt zu anderen müssen nicht notiert werden). 2. Wiederhole den Versuch an einem weiteren Tag, an dem du bewusst persönliche Gespräche suchst und das Smartphone möglichst wenig nutzt. Vergleiche beide Tage und beschreibe die Unterschiede. 3. Formuliere eine überprüfbare Vermutung zum Einfluss digitaler Kommunikation auf das Zusammenleben. Plane einen Versuch, mit dem diese Vermutung überprüft werden könnte. Evolution des Menschen – was denkst du? 3. Lies die Aussagen der beiden Figuren und bezieh Stellung dazu. Der Mensch gehört zu den Menschenaffen. Der Mensch stammt vom Affen ab. Alle Lebewesen benötigen Energie ă Im Lauf der Menschheitsgeschichte lässt sich der Übergang von rein pflanzlicher zu gemischter und zunehmend fleischreicher Ernährung beobachten. Fleischkost liefert mehr Energie als die ballaststoffreiche Pflanzennahrung. Gekochte Nahrung spart Energie, da sie leichter verdaulich ist. ă Durch längere Beine und eine veränderte Beinachse ermöglichte der aufrechte Gang eine energiesparendere Fortbewegung. ă Durch Kleidung oder Schutz in Höhlen musste weniger Energie dafür aufgebracht werden, den Körper warm zu halten. Alle Lebewesen nehmen ihre Umwelt wahr und reagieren auf Veränderungen ă Der Mensch ist ein gleichwarmes Säugetier und muss seine Körpertemperatur konstant halten, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Der aufrechte Gang verringert die Sonneneinstrahlung und vergrößert die Fläche für kühlenden Wind. Das unterstützt die Körpertemperaturregulierung. ă Durch das Leben in Gruppen konnten sich frühe Menschen bereits gegenseitig schützen und Aufgaben wie Sammeln oder Jagen besser aufteilen. Später begannen Menschen, Werkzeuge zu nutzen, Unterkünfte zu bauen und Kleidung zu tragen. Das half, sich besser vor Hitze oder Kälte zu schützen. Mit der Sprache konnten sie sich schließlich noch genauer verständigen. Fortpflanzung sichert das Überleben und die Veränderung von Arten ă Wenn bei einzelnen Individuen durch zufällige Veränderungen im Erbgut neue Merkmale entstehen, die ihre Chancen auf erfolgreiche Fortpflanzung erhöhen, werden diese Merkmale häufiger an Nachkommen weitergegeben und setzen sich über Generationen hinweg durch. Bei den Vorfahren des Menschen waren dies zum Beispiel der aufrechte Gang, geschickte Hände und ein größeres Gehirn. Bei Schimpansen dagegen erwiesen sich Anpassungen an das Leben in Bäumen und am Boden als vorteilhaft. Körpermerkmale passen zu ihren Aufgaben ă Im Verlauf der Evolution des Menschen veränderten sich zahlreiche körperliche Merkmale – immer in Verbindung mit ihrer jeweiligen Aufgabe. So setzten sich über viele Generationen hinweg Merkmale durch, die für den aufrechten Gang vorteilhaft waren: Das weiter nach vorne verlagerte Hinterhauptsloch ermöglicht es, den Kopf aufrecht auf der Wirbelsäule zu balancieren, die doppelte S Form der Wirbelsäule federt Stöße ab, während das schalenförmige Becken die inneren Organe stützt. ă Auch die Umformung der Hand zum Greiforgan mit opponierbarem Daumen sowie des Fußes vom Greif zum Stand und Gehwerkzeug zeigt deutlich, dass die äußere Form eines Körperteils sich im Laufe der Evolution entsprechend der Aufgabe entwickelt, die es erfüllen muss. Alle Lebewesen stammen von anderen ab ă Zahlreiche Fossilienfunde – vom Sahelanthropus über Australopithecus bis hin zum Homo sapiens – zeigen, dass der heutige Mensch von früheren Arten abstammt. ă Der Übergang vom affenähnlichen Wesen mit Kletteranpassungen hin zum zweibeinig laufenden Menschen vollzog sich schrittweise – über Millionen von Jahren. Sie entwickelten sich über viele Generationen hinweg – weil sie im jeweiligen Lebensraum hilfreich waren. ă All diese Veränderungen geschahen nicht bewusst oder absichtlich. Jedes neue Merkmal, das sich durchsetzte, war das Ergebnis einer Veränderung, die durch Mutation entstand und durch natürliche Auslese weitervererbt wurde. 3q9b53 Lösungen 32 33 Wiederholung und Zusammenfassung Gut aufgepasst? Am Ende eines Abschnitts findest du drei Aufgaben. Die 1. Aufgabe hilft dir, das Gelernte zu festigen. Bei der 2. Aufgabe wirst du selbst aktiv und kannst forschend Neues entdecken. Die 3. Aufgabe lädt dich ein, dir Gedanken zu machen und Aussagen kritisch zu hinterfragen. Auf einen Blick! Auf diesen Abschlussseiten findest du eine Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte, damit du den Überblick behältst! Android iOS Thema Auf diesen Seiten werden Zusammenhänge der Biologie verdeutlicht. Sie führen dich von einem Themenbereich in den nächsten. Gut aufgepasst? Auf einen Blick! Thema Die Vielfalt der Primaten Die Evolution der Primaten Die Tennisspielerin in der Abbildung oben links kann den Ball über den Kopf servieren. Das ist möglich, weil unsere Vorfahren diese besondere Armbewegung im Laufe der Evolution entwickelt haben. Nur wenige Tierarten können den Arm so weit über den Kopf heben. Besonders gut gelingt diese Bewegung den Gibbons, die in Asien leben ( oben Mitte). Auch Orang-Utans in Asien ( oben rechts) sowie Schimpansen und Gorillas in Afrika können den Arm über den Kopf strecken. Diese Fähigkeit entstand ursprünglich beim Schwingen von Ast zu Ast in den Bäumen und half den Tieren, sich im Lebensraum Wald sicher zu bewegen. Ähnlichkeiten wie diese zeigen, dass Menschen und Menschenaffen nahe miteinander verwandt sind und gemeinsame Vorfahren haben. Menschen und Affen gehören zur selben Säugetierordnung: den Primaten ( S. 7 Abb. 3). Welche Entwicklungen und Anpassungen bei frühen Primaten waren wichtige Voraussetzungen für die Entstehung des Menschen? Um diese Frage zu beantworten, lohnt sich ein Blick auf die Evolution der Primaten und auf die Merkmale unserer Vorfahren. Die ersten Primaten waren nachtaktiv Die ersten Primaten lebten vor rund 80 Millionen Jahren. Zu dieser Zeit beherrschten noch viele tagaktive Saurier die Erde. Die frühen Primaten waren nur etwa zehn bis fünfzehn Zentimeter groß und nachtaktiv. Ihre Warmblütigkeit half ihnen, auch in kühlen Nächten und reaktionsschnell zu bleiben. Für das Leben in der Dunkelheit waren diese Tiere gut angepasst. Ihr Geruchs- und Gehörsinn war besonders gut entwickelt. Die nach vorne gerichteten Augen lagen dicht nebeneinander und ermöglichten dreidimensionales Sehen. Das half beim Klettern und Springen zwischen Ästen. Zusätzlich besaßen ihre Augen eine spiegelnde Schicht, die das vorhandene Licht verstärkte. Dadurch konnten sie auch bei wenig Licht besser sehen. Eine solche Struktur findet man noch heute bei vielen nacht- und dämmerungsaktiven Säugetieren. Primaten werden auch als Herrentiere bezeichnet Warmblütigkeit bedeutet, dass die Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungstemperatur mehr oder weniger gleichbleibt. Um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, wird aber Energie benötigt. Alle Säugetiere sind warmblütig. dreidimensionales Sehen oder räumliches Sehen bedeutet, dass nicht nur Höhe und Breite von Objekten gesehen werden können, sondern auch, wie weit etwas entfernt ist. Erkläre den Vorteil der Nachtaktivität für das Überleben der frühen Primaten und begründe, warum die Saurier in den kühlen Nächten kaum aktiv sein konnten. Du bist dran! 16 4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Informationsquellen im Internet beurteilen Forschungsfragen können durch eigene Versuche oder eine Recherche in vertrauenswürdigen Quellen beantwortet werden. Nutze dafür Schulbücher, Fachliteratur aus der Bibliothek oder das Internet. Im Internet ist jedoch Vorsicht geboten, da nicht alle Informationen korrekt sind. Quellen aus dem Internet beurteilen Es ist wichtig, die Vertrauenswürdigkeit deiner Suchergebnisse kritisch zu beurteilen. Folgende Fragen helfen dir dabei: 1 Schüler und Schülerinnen analysieren die Vertrauenswürdigkeit einer Webseite. ă Von wem stammt die Information? Auf jeder Webseite gibt es ein Impressum. Dort steht, welche Person oder welche Organisation für den Inhalt der Webseite verantwortlich ist. ă Ist das Suchergebnis aktuell? Achte auf Datumsangaben. Veraltete Informationen können manchmal nicht mehr stimmen. Nutze auch die „Erweiterte Suche“ von Suchmaschinen. Damit kannst du die Suche verfeinern und zB nur Ergebnisse des letzten Jahres anzeigen lassen. ă Ist die Information gut begründet? Achte darauf, ob es sich um die Meinung einer einzelnen Person handelt oder ob allgemein anerkannte Tatsachen beschrieben werden. Bei Einzelmeinungen in Internetforen oder persönlichen Webseiten (Blogs) sei besonders kritisch – du solltest noch weitere Quellen suchen und die Ergebnisse vergleichen. ă Handelt es sich um eine Meinung oder eine wissenschaftliche Erkenntnis? Wissenschaftliche Erkenntnisse entstehen durch methodisches Vorgehen – etwa durch Experimente oder Messreihen – und können überprüft und widerlegt werden. Sie stützen sich auf nachvollziehbare Belege, nicht auf bloße Behauptungen. ă Sind Überschriften und Texte besonders aufgeregt und reißerisch formuliert? Enthält die Seite viel Werbung? Reißerische, übertriebene Überschriften und viele Werbeeinblendungen können ein Hinweis sein, dass es sich nicht um eine seriöse Seite handelt. Achtung Fake-Bilder Im Internet stolpert man manchmal über falsche Fotos, die mithilfe künstlicher Intelligenz erstellt wurden oder mit Bildbearbeitung gefälscht wurden. ă Achte auf auffällige Details, wie unnatürliche Schatten, verzerrte Proportionen, falsche Spiegelungen oder Unstimmigkeiten im Hintergrund. Diese können Anzeichen für eine Bildmanipulation sein. ă Verwende die umgekehrte Bildersuche (Englisch: Reverse Image Search), um zu überprüfen, ob das Bild auch auf anderen Webseiten verwendet wird. Vorsicht bei der Informationsrecherche mit KI-Chatbots KI-Chatbots (zB ChatGPT) sind keine Suchmaschinen, sondern Sprachmodelle. Manchmal erfinden sie Antworten (sie „halluzinieren“). Darum muss die Antwort von KI-Chatbots immer überprüft werden! ă Vergleiche die Antworten mit einem zweiten KI-Chatbot. ă Frage den Chatbot nach den Quellen seiner Information. ă Bleib kritisch und betrachte die Antworten eines Chatbots nie als Wahrheit, sondern als einen Ausgangspunkt für deine eigenen Recherchen. 2 Der Alpenelefant ernährt sich von Heidelbeeren. Fakt oder Fake? 5 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Wirkung von Treibhausgasen Eine wesentliche Rolle für das Klima auf der Erde spielen die Treibhausgase in der Atmosphäre, wie etwa Wasserdampf (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4). Sie bewirken den Treibhauseffekt. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur auf der Erde bei etwa –18 °C statt der heutigen +15 °C. Die meisten Lebensformen könnten unter solchen Bedingungen nicht existieren. Neben dem natürlichen Treibhauseffekt gibt es jedoch noch einen vom Menschen verursachten Treibhauseffekt. Die Hauptursache ist die Nutzung fossiler Brennstoffe, durch die zusätzlich Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt werden. Diese Stoffe waren zuvor über Millionen Jahre im Erdinneren gespeichert. Durch ihre Verbrennung gelangt mehr CO2 in die Luft, als über den natürlichen Kreislauf wieder entzogen wird. Dadurch verstärkt sich der Treibhauseffekt und die Erde erwärmt sich immer weiter. Das Klima auf der Erde hat sich im Laufe der Erdgeschichte durch natürliche Einflüsse schon oft verändert. Heute sind sich Forscherinnen und Forscher jedoch einig: Der Klimawandel, den wir aktuell beobachten, wird durch den Menschen verursacht. Um die Erwärmung zu bremsen, muss die Freisetzung von Treibhausgasen weltweit gestoppt werden – eine große Herausforderung für alle Menschen. Eine wichtige Rolle für das Verständnis des Klimawandels spielt der Kohlenstoffkreislauf. Klima Das Wetter beschreibt, wie die Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt ist. Der Begriff Klima bezeichnet den typischen Verlauf des Wetters über mehrere Jahrzehnte. CH4 ist ein stärkeres Treibhausgas als CO2, das heißt, dass es mehr Wärme zurückstrahlt als CO2. CH4 wird innerhalb von etwa 10 Jahren durch chemische Reaktion in CO2 und H2O umgewandelt. fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas entstanden vor Millionen von Jahren aus abgestorbenen Pflanzen und Kleinstlebewesen. Unter Luftabschluss, hohem Druck und großer Hitze wurden ihre Überreste langsam umgewandelt. Dabei blieb vor allem Kohlenstoff im Boden gespeichert – als Kohle, Öl oder Gas. 6 Klima und Mensch Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Wirkung von Treibhausgasen Der Kohlenstoff unterliegt einem natürlichen Kreislauf Bei der Fotosynthese wird der Kohlenstoff aus dem CO2 in der Luft im Traubenzucker gebunden (1). Einen Teil des Zuckers verwenden die Produzenten zur Energieversorgung durch Zellatmung (2), der Rest wird zum Aufbau organischer Verbindungen genutzt. Konsumenten (zB Tiere und Menschen) nehmen die organischen Verbindungen mit der Nahrung auf (3). Ein Teil des Kohlenstoffs wird im Körper zum Aufbau von Fetten, Eiweißen oder anderen Molekülen verwendet, der andere Teil wird bei der Zellatmung wieder mit CO2 an die Atmosphäre abgegeben (4). Abgestorbene Pflanzen, Tierleichen, Kot und andere organische Reste werden im Boden von Destruenten abgebaut. Dabei entsteht CO2. Bei Sauerstoffmangel, zB in Sümpfen oder im Darm, entsteht zusätzlich CH4 (5). Beim Abbau organischer Reste entsteht Humus. Der darin enthaltene Kohlenstoff gelangt oft erst nach Jahrzehnten bis Jahrhunderten wieder als CO2 in die Atmosphäre (6). Ein Teil davon wird über Millionen von Jahren zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdöl oder Erdgas (7). CO2 löst sich unter anderem im Meerwasser (8). Es kann daraus aber wieder freigesetzt werden (9), etwa bei Erwärmung des Wassers. Ein Teil des gelösten CO2 reagiert mit Wasser zu Kohlensäure (H2CO3). Kohlensäure gibt leicht ein Wasserstoff-Ion (H+) ab. Zurück bleibt Hydrogencarbonat (HCO3 −). Meereslebewesen wie Muscheln, Schnecken und Krebstiere nehmen Hydrogencarbonat und Calcium-Ionen (Ca2+ S.8) aus dem Wasser auf und bauen daraus Schalen oder Skelette aus Calciumcarbonat, also Kalk (CaCO3). Wenn diese Tiere sterben, sinken ihre Kalkschalen oder Kalkskelette auf den Meeresboden. Über lange Zeiträume werden die abgelagerten Kalkschalen und -skelette zu Kalkstein verfestigt. Kohlenstoff ist in Kalkstein und anderen Gesteinen gespeichert. Durch geologische Prozesse gelangt er wieder in den Kreislauf. So entweichen zum Beispiel bei vulkanischer Aktivität kohlenstoffhaltige Gase wie CO2 und CH4 in die Atmosphäre (10) organische Verbindungen chemische Verbindungen, die unter anderem Kohlenstoff enthalten und in allen Lebewesen vorkommen, zB Kohlenhydrate, Fette, Proteine. Lebewesen Stunden, Tage bis Jahrzehnte Atmosphäre wenige Tage bis Jahre Gewässer in gelösten Kohlenstoffverbindungen wenige Tage bis Jahre in Seen, Jahrzehnte bis Jahrtausende in Ozeanen Boden Jahre bis Jahrhunderte Gestein Millionen von Jahren 1 Verweildauer von Kohlenstoff in unterschiedlichen Bereichen. In Gewässern liegt er gelöst als CO2 , Hydrogenkarbonat oder Karbonat vor; in Gestein als Kalkstein oder andere Karbonate. Ordne den Text zum natürlichen Kohlenstoffkreislauf auf dieser Seite korrekt Abb. 2 zu, indem du die Ziffern in den Klammern in die richtigen runden Felder schreibst. Du bist dran! 2 Kohlenstoffkreislauf Zellatmung Zellatmung Fotosynthese Ozeane Humus Fossile Brennstoffe Organisches Material Vulkanismus CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CH4 CH4 CO2 CaCO3 Tiere Destruenten Pflanzen 3p687m Animation: Kohlenstoffkreislauf 7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Klima und Mensch Klimaveränderungen in der Erdgeschichte Veränderungen im Kohlenstoffgehalt der Atmosphäre beeinflussen direkt das Klima: Hohe CO2-Werte verstärken den Treibhauseffekt und führen zu Erwärmung, niedrige Werte tragen zur Abkühlung bei. Viele große Klimaveränderungen der Erdgeschichte lassen sich dadurch erklären. Auch Vulkane, Plattentektonik, Einschläge von Meteoriten oder Schwankungen von Sonnenaktivität wirken auf das Klima ein. CO2-Gehalt der Uratmosphäre beeinflusste das Klima Die Uratmosphäre der Erde enthielt noch keinen Sauerstoff, sondern vor allem Wasserdampf (H2O), Kohlenstoffdioxid (CO2), Schwefeldioxid (SO2), Stickstoff (N2) und Methan (CH4). Als sich die Erde abkühlte, entstanden Ozeane. Darin löste sich CO2, wodurch der Treibhauseffekt schwächer wurde und die Erde weiter abkühlte. Vor etwa 2,7 Milliarden Jahren entwickelten Bakterien die Fotosynthese. Dabei wurde Sauerstoff frei, während CO2 und Methan abnahmen. Das Klima kühlte ab, und die erste große Eiszeit begann. Diese Veränderung der Atmosphäre war für die Evolution der Landlebewesen bedeutsam: Sauerstoff ermöglichte neue Lebensformen. Eiszeitalter als Folge von CO2-Entzug Im Laufe der Erdgeschichte gab es fünf Eiszeitalter, die jeweils viele Millionen Jahre andauerten. Die Ursachen waren verschiedene Prozesse, die dazu führten, dass der CO2-Gehalt in der Atmosphäre abnahm. Zum Beispiel entzog im Karbonzeitalter vor etwa 350 Mio. Jahren das Wachstum riesiger Wälder aus Baumfarnen, Schachtelhalmen und Bärlappgewächsen der Luft viel CO2. Abgestorbene Pflanzen zersetzten sich im sumpfigen Boden nur unvollständig und wurden zu Kohle. Damit wurde Kohlenstoff langfristig gespeichert, und das Klima kühlte ab. Auch die Verwitterung bestimmter Gesteine kann der Atmosphäre langfristig CO2 entziehen. Regenwasser nimmt CO2 aus der Luft auf und bildet Kohlensäure. Diese löst Calcium aus Gesteinen. Das Calcium wird mit Flüssen ins Meer transportiert und trägt dort zum Aufbau von Kalk bei. So kann Kohlenstoff über Millionen von Jahren in Kalkstein gespeichert werden. Die Verwitterung von Silikatgesteinen findet ständig statt. Sie wird stärker, wenn bei der Entstehung von Gebirgen viel frisches Gestein an die Oberfläche gelangt. Vor etwa 50 Millionen Jahren begann durch den Zusammenstoß der indischen und der eurasischen Erdplatte die Entstehung des Himalayas. Die verstärkte Verwitterung entzog der Atmosphäre über lange Zeit CO2 und schwächte den Treibhauseffekt. Vor etwa 35 Millionen Jahren begann das fünfte große Eiszeitalter. Der gesunkene CO2-Gehalt begünstigte die Abkühlung der Erde. Außerdem wurde die Antarktis von kalten Meeresströmungen umgeben und vom warmen Wasser der Tropen abgeschnitten. Dadurch konnte sich dort dauerhaft Eis bilden. Wenn sich einmal größere Eisflächen gebildet haben, verstärkt der sogenannte Eis-Albedo-Effekt die Abkühlung: Schnee und Eis reflektieren einen großen Teil des Sonnenlichts, wodurch sich die Erde noch weiter abkühlt. Sonnenaktivität Die Sonne sendet Energie in Form von Licht und Wärme aus. Die Menge an Energie ist jedoch nicht immer gleich. Die Energieabgabe schwankt in etwa 11-jährigen Zyklen. Diese Aktivität beeinflusst das Klima auf der Erde. Sie ist allerdings nicht die Ursache für den aktuellen Klimawandel. Eiszeitalter Während der Eiszeitalter sind mindestens 10 % der Erdoberfläche vereist. Innerhalb eines Eiszeitalters gibt es aufgrund von Klimaschwankungen Warm- und Kaltzeiten. Eis-Albedo-Effekt albedo (lat.) = Helligkeit; der Begriff Albedo bezeichnet die Rückstrahlung des Sonnenlichts. Eis und Schnee haben eine sehr hohe Albedo. Je mehr Eisflächen es gibt, desto mehr Sonnenlicht wird ins All reflektiert und nicht als Wärme von der Erdoberfläche gespeichert. 3 Die Erde vor 100 Millionen Jahren Das Prinzip der Oberflächenvergrößerung Wenn ein großes Gesteinsstück in viele kleine Teile zerbricht, nimmt seine gesamte Oberfläche zu. Das kann man sich wie bei einem Stück Würfelzucker vorstellen: Im Ganzen hat es eine kleine Oberfläche. Wird es zerbröselt, können viel mehr Flächen mit Wasser in Kontakt kommen. Je größer die Oberfläche ist, desto besser können Wasser und gelöste Stoffe angreifen. Chemische Prozesse wie die Silikatverwitterung laufen dann schneller ab. Kenn ich das? 8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Wirkung von Treibhausgasen Klimaveränderungen durch den Menschen Die Zusammensetzung der Atmosphäre mit Stickstoff und Sauerstoff als Hauptbestandteile blieb seit dem Auftreten der ersten Landpflanzen vor 470 Millionen Jahren relativ stabil. Der CO2-Gehalt war höher als heute und nahm über lange Zeiträume langsam ab. Das Minimum war vor etwa 20 000 Jahren, während der letzten Kaltzeit, mit 0,018 % erreicht. Grund dafür war vor allem, dass kaltes Wasser in den Ozeanen große Mengen CO2 aufnehmen konnte und viel Wasser in Gletschern gebunden war. Infolge einer kleinen Änderung der Erdumlaufbahn wurde es auf der Erde wärmer ( Abb. 4). Nach der letzten Kaltzeit stellte sich ein CO2-Gleichgewicht ein Am Ende der letzten Kaltzeit vor etwa 11700 Jahren stieg der CO2-Gehalt noch 8 000 bis 10 000 Jahre lang auf 0,028 % an. Danach blieb er über lange Zeit relativ konstant: Das Klima war stabil, Pflanzen, Meere und Böden nahmen ungefähr so viel CO2 auf, wie durch Zellatmung, Zersetzung und Vulkanismus wieder abgegeben wurde. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts steigt der Gehalt an Treibhausgasen Seit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert gerät der natürliche Treibhauseffekt zunehmend aus dem Gleichgewicht. Durch menschliche Tätigkeiten werden vermehrt Treibhausgase, vor allem CO2, freigesetzt. Treibhausgase unterscheiden sich in Wirkung und Verweildauer Treibhausgase unterscheiden sich in drei Eigenschaften: wie stark sie Wärmestrahlung aufnehmen (Klimawirksamkeit), wie lange sie in der Atmosphäre verbleiben (Verweildauer) und wie stark ihre Konzentration durch den Menschen erhöht wird. Für die langfristige Klimaentwicklung ist entscheidend, ob sich ein Gas in der Atmosphäre anreichert. Gase mit langer Verweildauer können sich über Jahrzehnte bis Jahrhunderte ansammeln und dadurch die Erwärmung verstärken. Industrialisierung Durch den Einsatz von Dampfmaschinen und später Elektromotoren konnten Waren schneller und in größeren Mengen produziert werden. Viele Menschen zogen vom Land in die Städte, um in Fabriken zu arbeiten. Die Industrialisierung führte auch zu neuen Formen des Handels und des Konsums. 1. Begründe die Abnahme von CO2 in der Atmosphäre nach dem Auftreten der ersten Landpflanzen. 2. Interpretiere Abbildung 4 und erkläre die dargestellte Ursache-Wirkungskette. 3. Interpretiere das Diagramm (Abb. 5) in Bezug auf den Klimawandel. Achte dabei besonders auf den Verlauf des CO2-Gehalts vor der Industrialisierung, den Anstieg seit dem 19. Jahrhundert und mögliche Ursachen für die Veränderungen. Du bist dran! 4 Prozesse, die zum Ende der letzten Eiszeit beitrugen (Schema) Kleine Änderung der Erdumlaufbahn Eis schmilzt verstärkte Erwärmung CO2 wird freigesetzt Treibhauseffekt verstärkt sich Albedo sinkt (weniger Refexion) Mehr Sonnenstrahlung Erwärmung 5 Der Anstieg von CO2 in der Atmosphäre seit 20 000 Jahren 2 000 11 700 20 000 0,018 % Vor ... Jahren 0,028 % 0,038 % 0,042 % 0,048 % 0 9 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Klima und Mensch Kohlenstoffdioxid ist Hauptverursacher des Klimawandels Kohlenstoffdioxid (CO2) besitzt im Vergleich zu manchen anderen Treibhausgasen eine geringere Klimawirksamkeit, dennoch ist es Hauptverursacher der Klimaerwärmung. Da es sehr lange in der Atmosphäre verweilt (teilweise über Jahrhunderte), reichert es sich in großen Mengen in der Atmosphäre an. Dadurch beeinflussen heutige Emissionen das Klima noch für viele Generationen. CO2 entsteht vor allem bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas. Große Mengen werden in Kraftwerken zur Energieversorgung, in Industrieanlagen sowie im Verkehr (Autos, LKW, Traktoren und andere landwirtschaftliche Maschinen, Schiffe, Flugzeuge) freigesetzt. Zusätzlich trägt auch die Rodung großer Waldflächen zum CO2-Gehalt in der Atmosphäre bei. Waldverlust bedeutet, dass weniger CO2 aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Besonders problematisch sind Brandrodungen, eine Methode, die häufig in den Tropen angewandt wird. Um Platz für Felder, Weiden oder Siedlungen zu schaffen, werden große Waldgebiete einfach abgebrannt. Dabei wird Kohlenstoff, der teils jahrhundertelang in den Bäumen gebunden wurde, binnen kürzester Zeit wieder an die Atmosphäre abgegeben. Methan hat eine hohe Klimawirksamkeit Methan (CH4) wirkt deutlich stärker als CO2, wird jedoch nach etwa zehn Jahren chemisch abgebaut. Dabei entsteht unter anderem CO2. Obwohl Methan nicht so lange verbleibt wie CO2, trägt es wegen seiner hohen Wirksamkeit erheblich zur Erwärmung bei. Methan entsteht vor allem in der Landwirtschaft, zum Beispiel in der Viehhaltung und im Reisanbau. Reisfelder werden meistens geflutet. Das Wasser hält unerwünschte Pflanzen fern und sorgt dafür, dass die Pflanzen genug Feuchtigkeit haben. Gleichzeitig gelangt durch das stehende Wasser kaum Sauerstoff in den Boden. Dadurch entsteht Methan. Reis ist ein Hauptnahrungsmittel für Milliarden Menschen, deshalb ist der Anbau weltweit sehr verbreitet. 10–17% des weltweiten Methanausstoßes stammen aus dem Nassreisanbau. Auch in Mülldeponien entsteht Methan, wenn organische Abfälle unter Luftabschluss zersetzt werden. Im industriellen Bereich kommt es bei der Förderung und beim Transport von Erdgas, Erdöl und Kohle zur Freisetzung von Methan in die Atmosphäre. 6 Flugzeug wird mit Kerosin betankt. Bei der Verbrennung entsteht ua. CO2. 7 Benzin und Diesel bestehen va. aus Kohlenstoff und Wasserstoff. 8 Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht unter anderem Kohlenstoffdioxid. 9 Brandrodung im Amazonas-Regenwald 10 Rinder stoßen bei der Verdauung CH4 aus. 11 Geflutete Reisfelder setzen große Mengen CH4 frei. 10 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Wirkung von Treibhausgasen Lachgas ist sehr klimawirksam und hat eine lange Verweildauer Lachgas (N2O) ist ein sehr starkes Treibhausgas, das über 100 Jahre in der Atmosphäre bleibt. Es entsteht vor allem in der Landwirtschaft durch Stickstoffdünger und Gülle. Weitere Quellen sind die chemische Industrie sowie die Verbrennung von Kraftstoffen. In Deponien oder bei Bränden entsteht ebenfalls Lachgas, allerdings in deutlich geringeren Mengen. Auch Ozon und Wasserdampf verstärken die Erderwärmung Bodennahes Ozon (O3) entsteht durch chemische Reaktionen von Luftschadstoffen unter Sonneneinstrahlung. Es bleibt nur kurze Zeit in der Atmosphäre, wirkt jedoch währenddessen ebenfalls als Treibhausgas. Wasserdampf (H2O) ist das häufigste Treibhausgas. Seine Menge hängt von der Temperatur ab: Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte. Steigt die Temperatur – etwa durch zusätzliches CO2 – verdunstet mehr Wasser. Dadurch nimmt der Wasserdampfgehalt zu, mehr Wärmestrahlung wird zurückgehalten und die Erwärmung weiter verstärkt. Künstliche Treibhausgase werden vom Menschen hergestellt CO2, CH4, N2O, O3 und H2O gelten als natürliche Treibhausgase, da sie als natürlicher Bestandteil der Atmosphäre auch ohne den Menschen vorkommen. Demgegenüber stehen künstliche Treibhausgase. Sie werden ausschließlich vom Menschen hergestellt und vor allem in technischen Anlagen wie Kühl- oder Klimaanlagen eingesetzt. Teilweise entstehen sie auch als Nebenprodukte bei der Herstellung bestimmter Produkte in der Industrie. Künstliche Treibhausgase sind stark klimawirksam und bleiben oft mehrere tausend Jahre in der Atmosphäre. Der Treibhausgasausstoß ist weltweit nicht gleich Die größten Verursacher von Treibhausgasemissionen sind Länder mit starker oder wachsender Industrie, vielen Einwohnern und hohem beziehungsweise steigendem Energiebedarf. Durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Gas, etwa in Kraftwerken, Fabriken und im Verkehr entstehen dort besonders viele Emissionen. In Ländern wie Brasilien oder Indonesien erhöht zudem die Abholzung von Wäldern die CO2-Emissionen. Lachgas wird umgangssprachlich so bezeichnet, da es beim Einatmen kurzzeitig ein Gefühl von Heiterkeit oder Lachen auslösen kann. Es wurde früher in der Medizin als Betäubungsgas eingesetzt. künstliche Treibhausgase Einige dieser Gase, zum Beispiel die früher häufig verwendeten CFKW (Chlorfluorkohlenwasserstoffe; früher als FCKW bezeichnet), sind heute in vielen Ländern verboten, weil sie sowohl das Klima erwärmen als auch die Ozonschicht schädigen. In alten Geräten können sie jedoch noch enthalten sein. 12 Übermäßiges Düngen fördert die Produktion von N2O. 1. Beschreibe den Inhalt des Diagramms in Abb. 13 und erkläre, was mit den blauen und orangefarbenen Balken dargestellt wird. 2. Erkläre das Zustandekommen der unterschiedlichen Längen von blauen und orangen Balken bei den einzelnen Ländern. Du bist dran! 13 Treibhausgasemissionen der Top 10 Länder 2024 (Quelle: EDGAR – Emissions Database for Global Atmosphere Research); CO2-Äquivalent = alle Treibhausgase zusammen, in ihrer Wirkung mit CO2 vergleichbar gemacht. Treibhausgasemissionen Pro-Kopf-Treibhausgasemissionen Mio. t CO2-Äquivalente Mio. t CO2-Äquivalente 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 5 10 15 20 25 China USA Indien EU-27 Indonesien Brasilien Iran Saudi-Arabien Russland Japan 11 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Klima und Mensch Beispiele für Folgen des Klimawandels Die Erderwärmung verändert die Lebensbedingungen auf der Erde spürbar – Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürren und Waldbrände treten häufiger und intensiver auf. Wärmere Luft kann außerdem mehr Wasserdampf aufnehmen. Dadurch kommt es häufiger zu heftigen Niederschlägen und Überschwemmungen. Gleichzeitig trocknen Hitzewellen und längere Dürren Böden aus, wodurch die Landwirtschaft unter Ernteausfällen leidet. Extreme Hitzewellen stellen eine ernsthafte Gefahr dar Im Jahr 2003 forderte eine extreme Hitzewelle in Europa rund 70 000 Todesopfer. Auch in den Folgejahren traten immer wieder starke Sommerhitzen auf, 2025 mit noch höheren Temperaturen (zB 46 °C in Spanien und Portugal). Dank Warnsystemen und Notfallplänen starben jedoch weniger Menschen. Auch in Nordamerika, Indien, Pakistan, Australien und China werden in den letzten Jahren immer häufiger Rekordtemperaturen gemessen (fast 50 °C in Indien und Pakistan). Ein großes Problem ist der Rückgang der Biodiversität Durch den Einfluss des Menschen verändert sich das Klima gegenwärtig schneller als in früheren Erdzeitaltern. Dies versetzt besonders Pflanzen und Tiere unter Überlebensstress. Viele wandern in höhere Lagen oder nach Norden. Manche schaffen es nicht, im schlimmsten Fall sterben sie aus. Besonders gefährdet sind Arten, die nur unter speziellen Bedingungen überleben, wie etwa der Alpenschneehase. Bei manchen Pflanzenarten kommt es zur Verschiebung der Blühzeit, andere blühen durch die Trockenheit weniger oder sterben ab. Damit verringert sich das Nahrungsangebot für die Bestäuber, Nist- und Lebensplätze gehen verloren. Viele Arten sind dadurch gefährdet und können ihre ökologischen Funktionen, etwa die Bestäubung von Pflanzen, nicht mehr zuverlässig erfüllen. Gleichzeitig breiten sich wärmeliebende Arten, wie etwa die Gottesanbeterin in Österreich, stärker aus. Zuwandernde ursprünglich nicht heimische Arten können das ökologische Gleichgewicht stören. In manchen Fällen entstehen neue Krankheitsrisiken – so kann etwa der Malariaerreger durch bestimmte Anopheles-Mückenarten auch in Europa von Mensch zu Mensch übertragen werden. Auch in den Meeren zeigen sich dramatische Veränderungen. Korallen leben in Symbiose mit Algen, die sie mit Nährstoffen versorgen und ihnen ihre Farbe geben. Wird das Wasser zu warm, stoßen die Korallen diese Algen ab – es kommt zur Korallenbleiche, die Korallen verhungern und sterben ab. Damit verschwinden Lebensräume für zahlreiche Fischarten, Krebse und andere Meerestiere. Die Biodiversität nimmt ab, Nahrungsketten werden gestört. Die Erderwärmung bedroht auch Siedlungsgebiete des Menschen Durch die wärmebedingte Ausdehnung des Meerwassers sowie das Abschmelzen von Gletschern und Eisschilden steigt der Meeresspiegel kontinuierlich an. In Küstenregionen kommt es zu Überflutungen und zum Eindringen von Salzwasser in Böden und Grundwasser. Dadurch werden landwirtschaftliche Flächen unbrauchbar und Trinkwasser gefährdet. Zusätzlich nehmen Küstenerosion und Schäden durch Sturmfluten zu. Ganze Siedlungen können langfristig unbewohnbar werden. 14 In Österreich treten durch extreme Niederschläge immer häufiger Hochwasser auf, die große Schäden an Gebäuden, Straßen und landwirtschaftlichen Flächen verursachen. 15 Durch den Klimawandel liegt auch zB in den Alpen immer weniger Schnee. Die Alpenschneehasen verlieren dadurch ihre Tarnung, sie werden von Beutegreifern leichter entdeckt und gefressen. Zudem dringen Nahrungskonkurrenten wie Feldhasen in die höheren Lagen vor. 16 2024 kam es am Great Barrier Reef zu einer der stärksten jemals beobachteten Massenbleichen. 17 Steigt der Meeresspiegel weiter an, könnten große Teile der Malediven bis zum Ende des Jahrhunderts überflutet werden. 12 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Die Wirkung von Treibhausgasen Klimaschutz – ein Gebot für alle Der Klimawandel betrifft alle Länder der Erde. Deshalb haben fast alle Staaten 2015 das Pariser Klimaabkommen unterzeichnet. Ziel des Abkommens ist es, die globale Erwärmung deutlich unter 2 °C im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter zu halten, möglichst sogar nur auf 1,5 °C. Damit sollen schwere Folgen des Klimawandels wie häufigere Hitzewellen, Dürren, Überschwemmungen und das Ansteigen des Meeresspiegels abgeschwächt werden. Jedes Land legt eigene Klimaziele fest, zum Beispiel wieviel CO2 eingespart werden soll, und ergreift Maßnahmen wie etwa den Ausbau erneuerbarer Energien, den Ausstieg aus Kohle oder das Fördern von Elektroautos. Alle fünf Jahre berichten die Länder der UNO, welche Fortschritte sie gemacht haben. Andere Länder können die Berichte einsehen, um festzustellen, wer seine Ziele erreicht hat und wo noch nachgebessert werden muss. Langfristig soll so weltweit Klimaneutralität erreicht werden. Das bedeutet, dass genauso viel CO2 zum Beispiel durch Wälder oder spezielle Technologien aus der Luft entfernt wird, wie ausgestoßen wird. Internationale Klimapolitik beachtet auch die Unterstützung ärmerer Länder. Wohlhabendere Staaten sollen sie finanziell und technisch dabei unterstützen, Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen und Anpassungsmaßnahmen an die Folgen des Klimawandels zu ergreifen. SDGs – Ziele für eine nachhaltige Zukunft Die Vereinten Nationen haben 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, kurz SDGs) festgelegt, die bis 2030 weltweit erreicht werden sollen. Neben der Bekämpfung von Armut und Hunger sowie der Verbesserung von Bildung und Gesundheit, ist auch der Klimaschutz eines dieser Ziele. Nur wenn es gelingt, den Ausstoß von Treibhausgasen zu verringern, kann die Erde auch für kommende Generationen ein lebenswerter Ort bleiben. Die SDGs sollen Länder dabei unterstützen, verantwortungsvoller mit Ressourcen umzugehen, faire Wirtschaftsweisen zu entwickeln und Ökosysteme zu schützen. Sie zeigen, dass nachhaltige Entwicklung nur funktionieren kann, wenn soziale, wirtschaftliche und ökologische Ziele gemeinsam verfolgt werden. 18 Ziel 13 „Maßnahmen zum Klimaschutz“ zielt darauf ab, den weltweiten Temperatur-anstieg auf 1,5 °C zu begrenzen und bis zur Mitte des Jahrhunderts Treibhausgas-Neutralität zu erreichen. 19 Hauptquellen von Treibhausgasen durch menschliche Aktivitäten weltweit 2024 Energie/Strom und Wärme Industrie Landnutzung ung Entwaldung Abfall Sonstige Landwirtschaft Verkehr 1. Abb. 19 zeigt die Hauptquellen von Treibhausgasen durch menschliche Aktivitäten weltweit. a) Gib an, in welchem Sektor du aufgrund dieses Diagramms weltweit den größten Handlungsbedarf siehst und welche Maßnahmen hier gesetzt werden könnten. b) Polen hat einen hohen Anteil von Kohle in der Energieversorgung, Irland eine bedeutende Milchwirtschaft und Fleischproduktion. Österreich hat eine hohe PKW-Dichte und eine energieintensive Industrie (zB Stahl, Zement). Begründe mithilfe der Informationen, warum Klimaschutzmaßnahmen an die Bedingungen einzelner Länder angepasst werden müssen und es keine einheitliche Klimapolitik für alle Staaten der Erde geben kann. 2. Alle Menschen können darauf achten, den eigenen CO2-Ausstoß zu verringern. Notiere fünf Maßnahmen und erkläre, wie sie zum Klimaschutz beitragen. Als Hilfestellung findest du hier Bereiche, wo häufig Verbesserungen möglich sind: Energie (Strom, Heizung, Geräte, Dauer der Nutzung, Wärmedämmungen) • Verkehr/ Fortbewegung/Reisen • Ernährung • Einkäufe/Kleidung • Abfall/Müllvermeidung • Garten/Grünflächen. 3. „Jede kleine Veränderung hilft, wenn viele Menschen mitmachen.“ Erkläre diese Aussage, anhand einer deiner Maßnahmen in Aufgabe 2. Du bist dran! u78e35 Fakt oder Fake: Klimawandel 13 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
Klima und Mensch Klima und Mensch – gut aufgepasst? Klima und Mensch – das hast du gelernt! 1. Löse das Kreuzworträtsel! Die nummerierten Buchstaben ergeben den Namen eines Treibhausgases. 1 Ohne ihn wäre die Erde etwa –18 °C kalt; durch ihn bleibt sie lebensfreundlich warm. 2 Vorgang, bei dem Pflanzen aus CO2 und Wasser Zucker und Sauerstoff herstellen. 3 Vorgang, bei dem Lebewesen Zucker mit Sauerstoff zur Energieversorgung abbauen. 4 Gemeinsames Ziel der 17 SDG 5 Methode, bei der Wälder abgebrannt werden, um Ackerflächen zu schaffen – setzt viel CO2 frei. 6 Starkes Treibhausgas (N2O), das in der Landwirtschaft durch Düngung entsteht. Lösung: 1 2 3 4 5 6 2 5 5 6 6 4 3 1 1 2 4 3 Klima und Mensch erforschen! 2. Forscherinnen und Forscher formulieren Vermutungen (Hypothesen), die mit einem Versuch oder mit der Analyse von Messwerten überprüfbar sind. Betrachte die Abbildung zur Zusammensetzung der Atmosphäre. Lies die folgenden Aussagen über Treibhausgase aufmerksam durch. Sie sind alle wahr. Kreuze die Aussagen an, die mit den gegebenen Messwerten überprüft werden können. Ú Methan (CH4) kommt in der Erdatmosphäre in viel geringerer Konzentration vor als Stickstoff oder Sauerstoff. Ú CO2 ist das klimawirksamste Spurengas der Atmosphäre. Ú Ohne CO2 würde es auf der Erde kein Leben geben. Ú In der Erdatmosphäre ist die Konzentration von CH4 deutlich geringer als die von CO2. Ú Der Anteil von CO2 in der trockenen Luft beträgt weniger als 0,05 %. 20 Zusammensetzung der Atmosphäre, trockene Luft Stickstoff Sauerstoff Argon Kohlenstoffdioxid N2 O2 Ar CO2 CH4 Ne He Kr 78,08 % 412 ppm (=0,0412 %) 1,79 ppm 1,14 ppm 18,2 ppm 20,95 % 0,934 % 5,24 ppm Spurengase Neon Helium Methan Krypton Klima und Mensch – was denkst du? 3. Lies die Aussagen der beiden Figuren und bezieh Stellung dazu. Wenn es einen Sommer lang viel regnet, sagt das nichts über das Klima aus. Das mit dem CO2 ist gar nicht so schlimm. Es ist doch nur ein Mini-Anteil davon in der Luft. 3q82si Lösungen 14 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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