der natürliche Kohlenstoffkreislauf
Kohlenstoff ist ähnlich wie Wasser sehr vielseitig und kommt sowohl in organischer als auch in anorganischer Form auf dem Planeten vor. Es ist ein oft unterschätzter Bestandteil im Kreislauf des Lebens, denn die gut reaktive organische Form spielt eine wichtige Rolle für das Leben auf der Erde. Der größte Teil (99,8 Prozent des auf der Erde vorkommenden Kohlenstoffs) ist dennoch in Kalkstein eingelagert. Der vergleichsweise winzige Rest befindet sich:
- in fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdöl und Erdgas – 4.100 Milliarden Tonnen Kohlenstoff
- im Wasser – 38.000 Milliarden Tonnen Kohlenstoff (0,05 Prozent)
- im Boden – 1.580 Milliarden Tonnen Kohlenstoff (0,002 Prozent)
- in Lebewesen – 800 Milliarden Tonnen Kohlenstoff (0,001 Prozent)
- in der Luft – 820 Milliarden Tonnen Kohlenstoff (0,001 Prozent)
der Kohlenstoffkreislauf mit Lebewesen
Tiere (FAQ) erhalten den Kohlenstoff über die Nahrungsaufnahme, Pflanzen absorbieren dazu den im CO2 enthaltene Kohlenstoff via Fotosynthese. Die Freisetzung des Kohlenstoffs erfolgt entweder über den Tod des Lebewesens oder wird durch die Atmung erzeugt, in der Zucker zu Energie umgewandelt wird.
Die Fotosynthese
Auch das sich im Meer befindliche Plankton ist wie alle Grünpflanzen in der Lage Sonnenenergie zu nutzen, um CO2 zusammen mit Wasser aus der Luft zu filtern, um damit Zucker und letztendlich Energie erzeugen zu können. Als Nebenprodukt entsteht der lebenswichtige Sauerstoff für die Atmung der meisten Tiere (FAQ).
Die Atmung
Nur durch Sauerstoff sind Tiere (FAQ) in der Lage Zucker in Energie umzuwandeln, um damit z.B. Gewebe bilden zu können. Kommt der Sauerstoff im Körper mit Kohlenstoff in Kontakt entsteht wieder CO2 und Wasserdampf, der wieder ausgeatmet wird.
Der Tod
Beim Tod eines Tieres (FAQ) gelangt der Kohlenstoff rasch wieder in die Umgebung. Es gibt dennoch Ausnahmen, nämlich dann, wenn tote Pflanzen im Sumpf absinken und so nicht sofort verrotten können. So entstehen Torfschichten und durch Druck kann schließlich sogar Kohle entstehen, der den Kohlenstoff Millionen von Jahren speichern kann.
der Kohlenstoffkreislauf mit dem Boden
Abgestorbene Pflanzen hinterlassen CO2 wieder in die Luft. Dieser Kreislauf funktioniert ähnlich, wie der in noch lebenden Organismen, nur kommt es hier auf die Menge der Pflanzen an, wie kohlenstoffreich ein Boden in einer bestimmten Region ist. Wüstengebiete beinhalten daher sehr wenig Kohlenstoff, wohingegen waldige Gebiete einen hohen Kohlenstoffkreislauf aufweisen.
Kommt in diesem Kreislauf jedoch kein Sauerstoff vor, wie z.B. in der Tiefsee oder in Sumpfgebieten kann eine Gährung eintreten, die Methan produziert, das auch als Sumpfgas bekannt ist und eines der Treibhausgase darstellt.
der Kohlenstoffkreislauf mit dem Meer
In den Meeren existiert vor allem der gelöste anorganische Kohlenstoff, besser bekannt als Kohlendioxid und Kohlensäure. Aber natürlich sorgen auch dort abgestorbene Lebewesen (Tiere (FAQ) und Pflanzen) dafür, dass organischer Kohlenstoff in gelöster Form oder ganz normal in lebenden Organismen existiert.
Der gelöste anorganische Kohlenstoff im Meer befindet sich mit dem Kohlendioxid der Luft in einem Gleichgewicht, was aber durch die Wassermassen nur an der Wasseroberfläche funktionieren kann (durch den direkten Kontakt mit der Luft). Eine Veränderung der Konzentration führt erst nach Jahrhunderten wieder zu einem Gleichgewicht. Dies ist ein Grund dafür, warum die Meere so träge auf den Kohlendioxidausstoß durch den Menschen reagieren.
der Kohlenstoffkreislauf mit Gesteinen
Wenn es regnet kann gelöstes CO2 für schwache Kohlensäure sorgen. Fällt dieser Regen auf Granit verbindet es sich zu Karbonatmineralien. Fließt an dieser Stelle ein Fluss entlang, gelangt das Karbonat in die Meere, wo es von Meeresorganismen aufgenommen wird. Sterben diese Organismen, sammelt sich auf den Meeresgrund der übrig gebliebene Kalkstein, der den Kohlenstoff ebenso Millionen von Jahre speichern kann.
Vulkane
In der Erdkruste eingelagerter Kohlenstoff gelangt durch Vulkanausbrüche in die Atmosphäre. Durch die enorme Hitze bringt der Vulkan geschmolzenes Gestein und Gase hervor. Dabei wird aus den Karbonatgestein das CO2 wieder herausgelöst. Riesige Mengen CO2 werden durch Vulkane freigesetzt, aber auch wieder in Karbonatgesteinen absorbiert.
Natürliche CO2 Binder
Bekannt ist, dass Wälder CO2 absorbieren können, dies können sie aber auch nur solange sie wachsen. Stirbt ein Baum ab, gibt er das CO2 wieder frei.
Mittlerweile ist klar, dass Ozeane die größten CO2 Speicher sind. Dabei gilt, je kälter sie sind, jemehr CO2 kann aufgenommen werden. Aber auch diese Speicherung ist von mindestens einer anderen Komponente abhängig – dem Carbonat. Kommt zu viel CO2 hinzu wird mehr Carbonat aufgebraucht, was die Ozeane saurer macht. Und je saurer die Ozeane sind, je weniger CO2 können sie aufnehmen.
Bild-Quelle: Harry Hautumm / pixelio.de
