Kohlenstoffkreislauf

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In diesem Video wird der Kohlenstoffkreislauf erklärt.

In diesem Video erklären wir euch den Phosphorkreislauf aka Phosphatkreislauf. Wo man Phosphor überall findet und wie dieser Kreislauf erhalten wird.

Kohlenstoff - Carbon

Kohlenstoffe kommt in verschiedensten Formen auf unseren Planeten vor.
  • Graphit
  • Nanotube
  • Diamont
  • Fulleren

Luft

Die energiearme Form des Kohlenstoffs:
< 0,04% der Luft
$\underset{\text{Wasserstoffdioxid}}{\ce{CO2}} $

Photosynthese

$\underset{\text{Kohlenstoff}}{\ce{6CO2}}\ce{+} \underset{\text{Wasser}}{\ce{6H2O}}\ce{->} \underset{\text{Glucose}}{\ce{C6H12O6}} \ce{+} \underset{\text{Sauerstoff}}{\ce{6O2}} $

anorganisch oxidiert energiearm → organisch, reduziert energiereich

Pflanzen produzieren Zucker, also Glucose. Diese kann zu langen verzweigten Ketten, sogenannter Stärke (Vielfachzucker),zusammengelagert werden. Dieser dient dann der Pflanze als Energiespeicher. Aus der Glucose kann über einige Zwischenschritten alle möglichen organischen Verbindungen hergestellt werden, aus denen Lebewesen bestehen:
  • DNA/RNA
  • Fette
  • Proteine
    • Aminosäuren
  • Stärke

Kein Leben ohne Kohlenstoff

organische Verbindungen

organische Grundbausteine
  • DNA/RNA
    • DNA/RNA-Basen
    • Zucker
    • Phosphate
  • Fette
    • Fettsäuren
    • Glycerin
    • Cholesterin
  • Proteine
    • Aminosäuren
  • Vielfachzucker Glykogen
    • Einfachzucker (Glucose)

Atmung

$\underset{\text{Glucose}}{\ce{C6H12O6}} \ce{+} \underset{\text{Sauerstoff}}{\ce{6O2}} \ce{->} \underset{\text{Kohlenstoff}}{\ce{6CO2}}\ce{+} \underset{\text{Wasser}}{\ce{6H2O}} $

Das bei der Verbrennung entstandene Kohlenstoff, atmen die Tiere wieder aus und so ist ein Teil des Kohlenstoff da, wo er herkommt - in der Luft.

Landkreislauf

Destruenten wie Bakterien,Würmer und Pilzen leben von folgenden organische Überresten:
  • Ausscheidungen von Tieren
    • Kot
    • Urin
  • gestorbenen Pflanzen/Tieren
  • Pflanzen, die im Herbst ihre Blätter verlieren
Dadurch wird aerob (sauerstoffreiche Bedingungen) Kohlenstoff frei.
Unter aneroben (sauerstoffarmen Bedingungen) kann durch bakterielle Zersetzung Methan entstehen. Das einfachste Alkan.
$\underset{\text{Methan}}{\ce{CH4}} $

Das passiert
  • Sümpfe
  • Sedimenten von Seen
  • Darm von Kühen
  • Darm von Menschen

Methan wird dann in der Atmosphäre nach längerer Zeit dann zu Kohlendioxid oxidiert.

Die Kohlenstoffverbindungen aus abgestorbenen organischem Material können auch im umliegende Gewässer ausgewaschen werden

Gewässer/Weltmeere

$ \underset{\text{Carbonat-Ion}}{ \ce{CO4^2-}} \ce{<=>[\ce{+H2O}][\ce{-H2O}]} \underset{\text{Hydrogencarbonat-Ion}}{ \ce{HCO3^-}} \ce{<=>[\ce{+H2O}][\ce{-H2O}]} \underset{\text{Kohlensäure}}{\ce{H2CO3}} \ce{<=>[\ce{+H2O}][\ce{-H2O}]} \underset{\text{Kohlendioxid}}{\ce{CO2}} $

Wie der Sauerstoff kann sich Kohlenstoff in Wasser lösen - einfach als Gas.Es kann aber auch mit dem Wasser zu Kohlensäure reagieren, die dann schnell zerfällt zu im Wasser gelösten Hydrogencarbonat.

Wasserkreislauf

Das gelöste Kohlenstoffdioxid kann jedenfalls von Wasserpflanzen und vor allem den Phytoplankton
Phytoplankton ist der pflanzliche Anteil des Planktons, der Photosynthese betreiben kann. → hauptsächliche Algenarten
Hier passiert das Gleiche mit dem Kohlenstoffdioxid, wie bei den Pflanzen - es wird Glucose draus gemacht.

Die Fische futtern Phytoplankton und er Kreislauf nimmt, wie im Trockenen, seinen Lauf.

Ausscheidungen und abgestorbenes organisches Material zusammen mit dem eingespülten Material vom Land werden dann wieder von Destruenten weiter zersetzt und lagern sich als Sediment ab.
Hierbei kann wieder Kohlenstoffdioxid frei werden, aber unter Ausschuss von Sauerstoff, eben auch Methan. Also fast das Gleiche, wie auf dem Land, nur in feucht.

Großer Kohlenstoffkreislauf

  • Zwischen Atmosphäre und Meer findet ebenfalls ein ständiger Kohlenstoffdioxid Gasautausch statt.
  • Wasserkreislauf und Landkreislauf sind auch wieder über Wasserpflanzen und wassertierfressende Tiere verbunden.
  • über Einspülungen vom Land
  • Ablagerungen auf dem Land bei Überschwemmungen

Calciumcarbonat Gestein

Kohlenstoff in Calciumcarbonat Gestein kommt in folgenden Gesteinen vor:
  • Kreise
  • Kalkstein
  • Marmor
$\underset{\text{Calciumcarbonat}}{\ce{CaCO3}} $

Dort liegt der Kohlenstoff im Form von Carbonat-Ionen. Diese bilden mit Calcium und auch Magnesium Ionen zusammen Gesteine. Daraus können sich bei Verwitterung ebenfalls Hydrogencarbonat-Ionen lösen und in den Kreislauf gelangen. Genauso kann auch anderen Stellen Calciumcarbonat, also Kalk, ausfallen und wieder Gestein bilden. Meeresbewohner mit Außenskelett wie
  • Krebse
  • Korallen
  • Muscheln
  • Schnecken
  • manche Einzeller
bilden ihre harten Schalen aus Calciumcarbonat.
Wenn diese Absterben, werden ihre Höhlen zum Teilen des Sedimentgesteins. Sedimenten: (großen Tiefen)
  • kein Sauerstoff
  • hoher Druck
  • lange Zeit
Aus solchen Sedimenten entsteht nach sehr langer Zeit durch Überlagerung mit weiteren Schichten unter Sauerstoffausschluss Erdöl und Erdgas. Wobei Erdgas besteht aus Methan.

Wälder

sumpfige, verrottete Wälder:
  • kein Sauerstoff
  • hoher Druck
  • lange Zeit
Entstehung von Kohle aus sumpfigen, verrotteten Wäldern über die sich immer mehr Schichten ablagern und wo Sauerstoffmangel und höherer Druck herrschen.

Äußere Einflüsse

anthropogene Einflüsse

In den Kohlenstoffkreislauf spielen wir Menschen eine große Rolle. Die sogenannten fossilen Brennstoffe waren Ewigkeiten aus dem Kreislauf raus. Wir aber verbrennen sie, dadurch gelangt plötzlich viel mehr Kohlenstoffdioxid in den Kreislauf. Dazu kommt auch noch ein klein wenig giftiges Kohlenstoffmonoxid.

$ \underset{\text{Kohlenstoffmonoxid}}{\ce{CO}} $

Das ist einfach unvollständig verbrannter Kohlenstoff.

Treibhausgase

$ \underset{\text{Kohlenstoffmonoxid}}{\ce{CO}} $ & $ \underset{\text{Methan}}{\ce{CH4}} $

= Treibhausgase.

Passendes Video dazu von TheSimpleChemics: Treibhauseffekt

Das am Ende des Videos verlinkte Video: Minimumgesetz

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Letzte Änderung: 27.10.2016 20:17 Uhr
URL: https://www.lern-online.net/biologie/oekologie/oekosystemforschung/kohlenstoffkreislauf/