Der Kohlenstoffkreislauf

Wie wir bei der Bildung von Erdöl, Erdgas und Kohle gesehen hatten, entstanden diese fossilen Rohstoffe aus abgestorbenen Lebewesen. Bei der Verbrennung der fossilen Rohstoffe entsteht unter anderen Kohlenstoffdioxid. Dieses Kohlenstoffdioxid dient wiederum Pflanzen als Energie- bzw. Rohstofflieferant (Photosynthese erzeugt aus Kohlenstoffdioxid Kohlenhydrate).Und diese Kohlenhydrate wiederum bilden die Nahrungsgrundlage von Tieren und Menschen.

Alle Lebewesen benötigen Kohlenstoff bzw. Kohlenstoffderivate (Kohlenhydrate oder Proteine), diese finden sich in dem sogenannten Kohlenstoffkreislauf wieder. Der Kohlenstoffkreislauf erfolgt weitestgehend über Kohlenstoffdioxid, wobei dieser gasförmige Stoff zwischen den einzelnen Kohlenstoffspeichern (Biosphäre, Atmosphäre und Hydrosphäre) ausgetauscht wird.

Der Kohlenstoffkreislauf zwischen Biosphäre und Atmosphäre

Zwischen der Biosphäre und der Atmosphäre findet ein Austausch von Kohlenstoff statt und zwar in der Form von Kohlenstoffdioxid. Dabei nehmen die Pflanzen das Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre auf und bilden aus dem Kohlenstoffdioxid (über die Photosynthese) Kohlenhydrate und geben dabei Sauerstoff (als weiteres Reaktionsprodukt) an die Atmosphäre ab. Durch die “Fixierung” von Kohlenstoff in den Kohlenhydraten wird der Atmosphäre pro Jahr etwas eine Masse von ca. 100 bis 110 Giga-Tonnen entzogen.

Allerdings findet zwischen der Biosphäre und der Atmosphäre auch ein Austausch von Kohlenstoff in Form von Kohlenstoffdioxid statt. Durch die Zellatmung in der Pflanze wird ein Teil der Kohlenhydrate verbraucht, wobei Kohlenstoffdioxid gebildet wird. Dadurch werden etwa 50 Giga-Tonnen an Kohlenstoff wieder an die Atmosphäre gegeben.

Pflanzen sterben aber auch irgendwann wieder ab und werden durch Bodenbakterien zersetzt. Dabei werden die aufgenommenen 50 bis 60 Giga-Tonnen an Kohlenstoff durch die Bakterien zersetzt und als Kohlenstoffdioxid wieder an die Atmosphäre abgegeben.

Hierbei muss aber auch der Einfluss des Menschen miteinbezogen werden, der dieses Gleichgewicht zwischen Biosphäre und Atmosphäre stört. So wird durch die Entwaldung und Brandrodung eine Menge von mehr als 2 Giga-Tonnen Kohlenstoff dem Gleichgewicht entzogen bzw. das Gleichgewicht um diesen Betrag in Richtung Atmosphäre verschoben.

Der Kohlenstoffkreislauf zwischen Hydrosphäre und Atmosphäre

Zwischen der Hydrosphäre und der Atmosphäre liegt ebenfalls ein Gleichgewicht vor, So befindet sich die gelöste Menge an Kohlenstoffdioxid im Meerwasser und der Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre imGleichgewicht. So werden ca. 94 Giga-Tonnen an Kohlenstoff aus der Atmosphäre in Form von Kohlenstoffdioxid entzogen und sind im Meerwasser gelöst. Aufgrund des Gleichgewichts zwischen Hydrosphäre und Atmosphäre werden allerdings auch ca. 91 Giga-Tonnen an Kohlenstoff (in Form von Kohlenstoffdioxid) von der Hydrosphäre mit der Atmosphäre ausgetauscht. Die Differenz (Aufnahme 94 Giga-Tonnen, Abgabe 91 Giga-Tonnen) erklärt sich durch die Photosynthese von Algen, die ähnlich wie Pflanzen Kohlenstoffdioxid binden (und Kohlenhydrate bilden). So werden pro Jahr ca. 91 Giga-Tonnen an Kohlenstoff zwischen der Hydrosphäre und der Atmosphäre ausgetauscht, wobei die “Bilanz” zwischen Kohlenstoffdioxidfreisetzung und Kohlenstoffaufnahme ausgeglichen ist.

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Organische Chemie