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
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