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Kohlenstoffkreislauf – Stoffkreisläufe 3
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 106 Zeilen
- Jüngstes Gericht am 21. Mai 2011. Ende des Mayjak Kalenders am 21. Dezember 2012. Ragner rückt durch die Wikinger
- Prophezeit am 22. Februar 2014 oder eben die Klimaerwärmung, die das Leben auf der Erde einmal unmöglich machen soll.
- Damit wir diese apokalyptische Theorie verstehen können, müssen wir den Kohlenstoffkreislauf kennen und den
- erklären wir euch heute. [Musik] Kohlenstoff kommt in verschiedensten
- Formen auf unserem Planeten vor. Er kann auch als Carbon bezeichnet werden. Das erklärt sein Elementsymbol, nämlich das
- C. Fangen wir mal mit der Luft an. Da kommt Kohlenstoff als CO2 vor. Das ist Kohlenstoffdioxid, die energiearme
- oxidierte Form des Kohlenstoffs. Hat vermutlich jeder schon mal gehört. Kohlenstoffdioxid macht übrigens unter
- 0,04% unserer Luft aus. Ganz schön wenig, wenn man es mit den etwa 20% Sauerstoff
- vergleicht. So, fangen wir mal mit dem Spaß an. CO2 aus unserer Atmosphäre wird am Anfang
- von Pflanzen, die Fotosynthese betreiben, hauptsächlich über die Blätter aus der Luft aufgenommen.
- Die können jetzt mit Hilfe von Sonnenergie und Unterwasserverbrauch eben in der Fotosynthese energiereiche
- organische Verbindungen daraus herstellen. Für alle, die in Chemie gerne schlafen, organische Verbindungen
- sind die Dinger mit gefühlt 1000 CS und noch mehr Hass. Jedenfalls produzieren die Pflanzen so als erstes mal Zucker,
- also Glucose. Die kann zu langen verzweigten Ketten sogenannter Stärke zusammengelagert werden und dient der
- Pflanze dann als Energiespeicher. Aber vor allem können aus der Glucose über einige Zwischenschritte alle
- möglichen organischen Verbindungen hergestellt werden, aus denen Lebewesen bestehen. Das wären z.B. Aminosäuren und
- Proteine, Donfette und sogar die DNA Basen. Das heißt, kein Leben ohne Kohlenstoff,
- denn der steckt eigentlich in allen Grundbausteinen unseres Körpers drin und auch denen der Pflanzen, bei denen waren
- wir eigentlich noch. Die stellen das jetzt also alles aus CO2 und Wasser mit Hilfe von Lichtenergie her.
- Super für sämtliche andere Organismen, die keine Fotosynthese betreiben können, denn die brauchen die Pflanzen dann
- einfach nur noch zu snacken und nehmen so die ganzen energiereichen organischen Verbindungen auf. Das wäre dann so gut
- wie deren einzige Kohlenstoffquelle, weil sie kein CO2 aus der Luft aufnehmen und weiter verarbeiten können. Hier ist
- so ein gefräsiges Tier. Das zerlegt während der Verdauung alle großen Moleküle zu den organischen
- Grundbausteinen wie Zuckern, Aminosäuren und Fettsäuren, aus denen es jetzt seine eigenen Verbindungen aufbauen kann.
- Aber größtenteils verbrennen seine Zellen während der Zellatmung die energiereiche Glucose mit eingeatmetem
- Sauerstoff wieder zu CO2 und Wasser. Das ist demnach das Gegenteil der Fotosynthese. Dabei gewinnen die Zellen
- Energie, mit der sie dann letztendlich den Zelltreibstoff ATP herstellen. Und die Energie aus diesem Treibstoff können
- Sie wiederum nutzen, um selber verschiedenste organische Moleküle auf und umzubauen aus den Stoffen, die sie
- von den Pflanzen aufgenommen haben und um überhaupt sämtliche Prozesse im Körper am Laufen zu halten. Das bei der
- Verbrennung entstandene CO2 atmen die Tiere wieder aus und so ist ein Teil des Kohlenstoffs wieder da, wo er herkam, in
- der Luft. Ganz ähnlich sieht's auch bei Tieren aus, die andere Tiere fressen
- stattpflanzen und sogar die Pflanzen atmen nachts. Das heißt, sie nehmen Sauerstoff auf und geben CO2 wieder ab
- wie die Tiere. Sie verbrennen also in der Dunkelheit ihre den tag aufgebauten Stärke Energiereserven, um ihre Zellen
- am Leben zu halten. Außerdem scheiden Tiere organische Verbindungen, die sich nicht verwerten konnten, mit
- Kaka und PP wieder, ne? Urin halt. Der Kohlenstoff aus den in Pflanzen und Tieren eingebauten
- Verbindungen kommt auch irgendwann wieder in den Kreislauf und zwar dann, wenn Pflanzen z.B. im Herbst ihre
- Blätter verlieren oder wenn Pflanzen und Tiere sterben. Von diesen organischen Überresten können sogar noch die uns
- schon bekannten Destruenten, also Pilze, Würmer und Bakterien leben. Sie ziehen beim Zersetzen da auch noch Energie raus
- und bauen das Material teilweise in sich selbst ein. Dabei wird wieder CO2 frei. Unter
- Sauerstoffarm, also anaeroben Bedingungen, kann hier auch durch bakterielle Zersetzung Methan CH4
- entstehen. Das einfachste Alkan. Das passiert häufig in Sympfen und Sedimenten von Seen, aber auch im Darm
- von Köhen und dem von uns Menschen. Methan Atmosphäre nach längerer Zeit dann zu CO2 oxidiert.
- Die Kohlenstoffverbindungen aus abgestorbenem organischem Material können auch in umliegende Gewässer
- ausgewaschen werden. Also schwenken wir mal weiter zu den Geschehnissen, den Gewässern und den Weltmehern. Wie das
- Sauerstoff kann sich CO2 in Wasser lösen, einfach als Gas. Es kann aber auch mit dem Wasser zu Kohlensäure
- reagieren, die dann schnell zerfällt zu im wasser gelösten Hydrogenkarbonat und Carbonationen. Aber dazu später noch
- mal. Das gelöste CO2 kann jedenfalls von Wasserpflanzen und vor allem dem
- Phytoplankton aufgenommen werden. Wer sich darunter jetzt nicht so viel vorstellen kann, hier mal die Vielfalt
- von Pytoplanktons oder Pytoplankton, scheiß Plural ist jedenfalls nichts anderes als der pflanzliche Teil des
- Planktons, der Photosynthese betreiben kann, hauptsächlich Algenarten. Hier passiert dann das gleiche mit dem CO2
- wie bei den Pflatzen. Es wird Glucose draus gemacht. Nemo und seine Kollegen futtern
- Phytoplankton und der Kreislauf nimmt wie auf dem Trockenen auch 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 CO2 frei werden, aber unter Auschluss von Sauerstoff eben
- auch Methan. Also fast das gleiche wie ein Land, nur in Feucht. Zwischen Atmosphäre und Meer findet
- ebenfalls ein ständiger CO2 Gasaustaus statt. Und Wasserkreislauf und Landkreislauf sind auch wieder über
- Wasserpflanzen und wassertierfressende Tiere verbunden oder über Einspülungen vom Land oder
- Ablagerungen auf dem Land bei Überschwemmungen. Deshalb ist es auch ein großer Kohlenstoffkreislauf.
- Vergessen haben wir bisher noch den Kohlenstoff in Calziumkarbonatgesteinen wie Kalkstein, Kreide oder auch Marmor.
- Dort liegt der Kohlenstoff in Form von Carbonationen vor. Die bilden mit Calcium und auch Magnesium Ionen
- zusammen Gesteine. Daraus können sich bei Verwitterung ebenfalls Hydrogenkarbonation lösen und in den
- Kreislauf gelangen. Genauso kann an anderen Stellen auch Calciumkarbonat, also Kalk ausfallen und wieder Gesteine
- bilden. Vor allem Meeresbewohner mit Außenskelett wie Krebse, Korallen, Muscheln, Schnecken oder auch manche
- Einzel bilden ihre harten Schalen aus Calciumkarbonat. Wenn diese absterben, werden ihre Höhlen
- zu Teilen des Sedimentgesteins. Wir haben ja eben schon gesagt, es können sich unter Wasser auch Sedimente
- aus unabgebautem organischen Material bilden. In großen Tiefen gibt es aufgrund von Sauerstoffmangel nicht mehr
- genügend Organismen zum Abbau. Aus solchen Sedimenten entsteht irgendwann nach langer sehr langer Zeit durch
- Überlagerung mit weiteren Schichten unter Sauerstoffauschluss Erdöl und Erdgas, wobei Erdgas hauptsächlich
- wieder aus dem voren schon erwinden Methan besteht. Ähnlich verhält es sich mit der
- Entstehung von Kohle aus sumpfigen verrotteten Wäldern, über die sich immer mehr Schichten ablagern und wo
- Sauerstoffmangel und schließlich höherer Druck herrschen. Da kommt einem wahrscheinlich auch
- gleich der Gedanke daran, was wir Menschen damit machen, richtig, verbrennt, z.B. in dem
- 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 und auch noch ein bisschen giftiges Kohlenstoffmonoxid CO. Das ist einfach unvollständig verbrannter
- Kohlenstoff. Um noch mal auf den Klimawandel und den Treibhauseffekt zurückzukommen. Wir
- sorgen also dafür, dass durch dieses CO2 das Gleichgewicht unserer Erde etwas durcheinander kommt, denn CO2 und auch
- Methan Treibhausgase, die die von der Erde abgestrahlter Wärme in unserer Atmosphäre halten. In gewissem Maße ist
- es super, sonst wär es auf der Erde arschkalt. Bloß so viel davon lässt es den Eisbeären und Pinguin schwitzen. Und
- nicht nur die, aber das nur nebenbei. Das waren ziemlich viele Infos. merkt euch einfach folgendes. Wichtig ist also
- das Zusammenspiel von Aufnahme und Abgabe der verschiedenen Form des Kohlenstoffs, nämlich des anorganischen
- gasförmigen Kohlenstoffdioxids und der organischen Kohlenstoffverbindungen. Aus diesen Kohlenstoffverbindungen
- bestehen auch alle Lebewesen und sie nutzen sie zur Energiegewinnung, indem sie sie verbrennen. CO2 kommt natürlich
- in der Luft vor. Pflanzen können aus dem CO2 der Luft jetzt mit Wasser und mit Lichtenergie energiereiche organische
- Verbindung herstellen. Aus denen bestehen sie einerseits selber. Andererseits können sie Verbindungen wie
- Glucose in der Dunkelheit später zur Energiegewinnung wieder zu CO2 verbrennen. CO2 kann aber auch im Wasser
- gelöst sein. Hier ist es hauptsächlich Phytoplankton wie Algen, was durch Fotosynthese die energiereichen
- organischen Stoffe herstellt. Pflanzen und Phytoplankton werden dann von Tieren gefressen, die so ihre Energie und die
- organischen Grundbausteine für sich selber gewinnen. Bei der Energiegewinnung durch Verbrennung von
- organischen Material, also der Atmung, wird hier wieder CO2 frei. Kohlenstoff wird mit unverdauten organischen
- Verbindungen ebenfalls wieder ausgeschieden. Nun freuen sich die destruenten kleinstlebewesen, die
- sozusagen den Abfall und die abgestorbenen Lebewesen verwerten und zersetzen. Die geben dann dabei auch
- noch mal CO2 ab oder unter Sauerstoffausschluss in Sedimenten auch Methan. Aus Sedimenten mit hohen
- organischen Anteilen bilden sich nach Ewigkeiten kohlenstoffhaltige Rohstoffe wie Kohle oder Erdöl. Wir verbrennen
- diese fossilen Brennstoffe und blasen so schon längst aus dem Kreislauf verschwundenen Kohlenstoff wieder rein
- als CO2. Und das trägt zur Erderwärmung bei, denn CO2 funktioniert wie auch Methan als Wärmedämmung in unserer
- Atmosphäre, also als sogenanntes Treibhausgas. Kohlenstoff kommt außerdem noch in
- Calziumkarbonatgestein vor. Die sind hauptsächlich mal aus Sedimenten mit hohem Korallen und Muschelanteil
- entstanden, denn die harten Schalen sind aus Calciumkarbonat. Daraus hat sich dann Sedimentgestein wie
- Kalkgestein, Kreide oder auch Marmor entwickelt. In wasser gelöstes CO2 kann nämlich mit
- Wasser Kohlensäure bilden. Die zerfällt dann schnell zu Hydrogenkarbonat und Karbonatien und wird so von Lebewesen
- benutzt. Umgekehrt kann durch Verwitterung daraus auch wieder lösliches Hydrogenkarbonat freigesetzt
- werden. Zwischen Wasser, Boden und Luft herrscht ein konstanter Austausch der Kohlenstoffverbindungen, sodass ein
- großer Kreislauf entsteht. Wer von euch bei dem Begriff Zellatmung ein bisschen ins Grübeln geraten ist, frischt euer
- Wissen mit unserem Video dazu auf. Ansonsten gilt wie immer, wenn euch der Spaß geholfen hat, gibt einen Daumen
- nach oben, erzählt euren Freunden und vor allem eure Oma davon. Bis zum nächsten Video.
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