Kohlenstoffkreislauf – Stoffkreisläufe 3
Biologie - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=x5rBejolS6s

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Jüngstes Gericht am 21. Mai 2011. Ende des Mayjak Kalenders am 21. Dezember 2012. Ragner rückt durch die Wikinger
0:10 Prophezeit am 22. Februar 2014 oder eben die Klimaerwärmung, die das Leben auf der Erde einmal unmöglich machen soll.
0:18 Damit wir diese apokalyptische Theorie verstehen können, müssen wir den Kohlenstoffkreislauf kennen und den
0:24 erklären wir euch heute. [Musik] Kohlenstoff kommt in verschiedensten
0:33 Formen auf unserem Planeten vor. Er kann auch als Carbon bezeichnet werden. Das erklärt sein Elementsymbol, nämlich das
0:40 C. Fangen wir mal mit der Luft an. Da kommt Kohlenstoff als CO2 vor. Das ist Kohlenstoffdioxid, die energiearme
0:48 oxidierte Form des Kohlenstoffs. Hat vermutlich jeder schon mal gehört. Kohlenstoffdioxid macht übrigens unter
0:55 0,04% unserer Luft aus. Ganz schön wenig, wenn man es mit den etwa 20% Sauerstoff
1:01 vergleicht. So, fangen wir mal mit dem Spaß an. CO2 aus unserer Atmosphäre wird am Anfang
1:08 von Pflanzen, die Fotosynthese betreiben, hauptsächlich über die Blätter aus der Luft aufgenommen.
1:14 Die können jetzt mit Hilfe von Sonnenergie und Unterwasserverbrauch eben in der Fotosynthese energiereiche
1:19 organische Verbindungen daraus herstellen. Für alle, die in Chemie gerne schlafen, organische Verbindungen
1:25 sind die Dinger mit gefühlt 1000 CS und noch mehr Hass. Jedenfalls produzieren die Pflanzen so als erstes mal Zucker,
1:33 also Glucose. Die kann zu langen verzweigten Ketten sogenannter Stärke zusammengelagert werden und dient der
1:40 Pflanze dann als Energiespeicher. Aber vor allem können aus der Glucose über einige Zwischenschritte alle
1:47 möglichen organischen Verbindungen hergestellt werden, aus denen Lebewesen bestehen. Das wären z.B. Aminosäuren und
1:54 Proteine, Donfette und sogar die DNA Basen. Das heißt, kein Leben ohne Kohlenstoff,
2:01 denn der steckt eigentlich in allen Grundbausteinen unseres Körpers drin und auch denen der Pflanzen, bei denen waren
2:08 wir eigentlich noch. Die stellen das jetzt also alles aus CO2 und Wasser mit Hilfe von Lichtenergie her.
2:15 Super für sämtliche andere Organismen, die keine Fotosynthese betreiben können, denn die brauchen die Pflanzen dann
2:22 einfach nur noch zu snacken und nehmen so die ganzen energiereichen organischen Verbindungen auf. Das wäre dann so gut
2:28 wie deren einzige Kohlenstoffquelle, weil sie kein CO2 aus der Luft aufnehmen und weiter verarbeiten können. Hier ist
2:36 so ein gefräsiges Tier. Das zerlegt während der Verdauung alle großen Moleküle zu den organischen
2:42 Grundbausteinen wie Zuckern, Aminosäuren und Fettsäuren, aus denen es jetzt seine eigenen Verbindungen aufbauen kann.
2:50 Aber größtenteils verbrennen seine Zellen während der Zellatmung die energiereiche Glucose mit eingeatmetem
2:57 Sauerstoff wieder zu CO2 und Wasser. Das ist demnach das Gegenteil der Fotosynthese. Dabei gewinnen die Zellen
3:04 Energie, mit der sie dann letztendlich den Zelltreibstoff ATP herstellen. Und die Energie aus diesem Treibstoff können
3:11 Sie wiederum nutzen, um selber verschiedenste organische Moleküle auf und umzubauen aus den Stoffen, die sie
3:18 von den Pflanzen aufgenommen haben und um überhaupt sämtliche Prozesse im Körper am Laufen zu halten. Das bei der
3:25 Verbrennung entstandene CO2 atmen die Tiere wieder aus und so ist ein Teil des Kohlenstoffs wieder da, wo er herkam, in
3:32 der Luft. Ganz ähnlich sieht's auch bei Tieren aus, die andere Tiere fressen
3:37 stattpflanzen und sogar die Pflanzen atmen nachts. Das heißt, sie nehmen Sauerstoff auf und geben CO2 wieder ab
3:44 wie die Tiere. Sie verbrennen also in der Dunkelheit ihre den tag aufgebauten Stärke Energiereserven, um ihre Zellen
3:52 am Leben zu halten. Außerdem scheiden Tiere organische Verbindungen, die sich nicht verwerten konnten, mit
4:00 Kaka und PP wieder, ne? Urin halt. Der Kohlenstoff aus den in Pflanzen und Tieren eingebauten
4:08 Verbindungen kommt auch irgendwann wieder in den Kreislauf und zwar dann, wenn Pflanzen z.B. im Herbst ihre
4:14 Blätter verlieren oder wenn Pflanzen und Tiere sterben. Von diesen organischen Überresten können sogar noch die uns
4:21 schon bekannten Destruenten, also Pilze, Würmer und Bakterien leben. Sie ziehen beim Zersetzen da auch noch Energie raus
4:29 und bauen das Material teilweise in sich selbst ein. Dabei wird wieder CO2 frei. Unter
4:36 Sauerstoffarm, also anaeroben Bedingungen, kann hier auch durch bakterielle Zersetzung Methan CH4
4:43 entstehen. Das einfachste Alkan. Das passiert häufig in Sympfen und Sedimenten von Seen, aber auch im Darm
4:49 von Köhen und dem von uns Menschen. Methan Atmosphäre nach längerer Zeit dann zu CO2 oxidiert.
4:57 Die Kohlenstoffverbindungen aus abgestorbenem organischem Material können auch in umliegende Gewässer
5:03 ausgewaschen werden. Also schwenken wir mal weiter zu den Geschehnissen, den Gewässern und den Weltmehern. Wie das
5:10 Sauerstoff kann sich CO2 in Wasser lösen, einfach als Gas. Es kann aber auch mit dem Wasser zu Kohlensäure
5:17 reagieren, die dann schnell zerfällt zu im wasser gelösten Hydrogenkarbonat und Carbonationen. Aber dazu später noch
5:25 mal. Das gelöste CO2 kann jedenfalls von Wasserpflanzen und vor allem dem
5:31 Phytoplankton aufgenommen werden. Wer sich darunter jetzt nicht so viel vorstellen kann, hier mal die Vielfalt
5:36 von Pytoplanktons oder Pytoplankton, scheiß Plural ist jedenfalls nichts anderes als der pflanzliche Teil des
5:44 Planktons, der Photosynthese betreiben kann, hauptsächlich Algenarten. Hier passiert dann das gleiche mit dem CO2
5:51 wie bei den Pflatzen. Es wird Glucose draus gemacht. Nemo und seine Kollegen futtern
5:56 Phytoplankton und der Kreislauf nimmt wie auf dem Trockenen auch seinen Lauf. Ausscheidungen und abgestorbenes
6:03 organisches Material zusammen mit dem eingespülten Material vom Land werden dann wieder von Destruenten weiter
6:10 zersetzt und lagern sich als Sediment ab. Hierbei kann wieder CO2 frei werden, aber unter Auschluss von Sauerstoff eben
6:18 auch Methan. Also fast das gleiche wie ein Land, nur in Feucht. Zwischen Atmosphäre und Meer findet
6:26 ebenfalls ein ständiger CO2 Gasaustaus statt. Und Wasserkreislauf und Landkreislauf sind auch wieder über
6:33 Wasserpflanzen und wassertierfressende Tiere verbunden oder über Einspülungen vom Land oder
6:40 Ablagerungen auf dem Land bei Überschwemmungen. Deshalb ist es auch ein großer Kohlenstoffkreislauf.
6:47 Vergessen haben wir bisher noch den Kohlenstoff in Calziumkarbonatgesteinen wie Kalkstein, Kreide oder auch Marmor.
6:54 Dort liegt der Kohlenstoff in Form von Carbonationen vor. Die bilden mit Calcium und auch Magnesium Ionen
7:00 zusammen Gesteine. Daraus können sich bei Verwitterung ebenfalls Hydrogenkarbonation lösen und in den
7:07 Kreislauf gelangen. Genauso kann an anderen Stellen auch Calciumkarbonat, also Kalk ausfallen und wieder Gesteine
7:14 bilden. Vor allem Meeresbewohner mit Außenskelett wie Krebse, Korallen, Muscheln, Schnecken oder auch manche
7:21 Einzel bilden ihre harten Schalen aus Calciumkarbonat. Wenn diese absterben, werden ihre Höhlen
7:28 zu Teilen des Sedimentgesteins. Wir haben ja eben schon gesagt, es können sich unter Wasser auch Sedimente
7:36 aus unabgebautem organischen Material bilden. In großen Tiefen gibt es aufgrund von Sauerstoffmangel nicht mehr
7:43 genügend Organismen zum Abbau. Aus solchen Sedimenten entsteht irgendwann nach langer sehr langer Zeit durch
7:50 Überlagerung mit weiteren Schichten unter Sauerstoffauschluss Erdöl und Erdgas, wobei Erdgas hauptsächlich
7:57 wieder aus dem voren schon erwinden Methan besteht. Ähnlich verhält es sich mit der
8:02 Entstehung von Kohle aus sumpfigen verrotteten Wäldern, über die sich immer mehr Schichten ablagern und wo
8:09 Sauerstoffmangel und schließlich höherer Druck herrschen. Da kommt einem wahrscheinlich auch
8:14 gleich der Gedanke daran, was wir Menschen damit machen, richtig, verbrennt, z.B. in dem
8:19 Kohlenstoffkreislauf spielen wir Menschen eine große Rolle. Die sogenannten fossilen Brennstoffe waren
8:25 Ewigkeiten aus dem Kreislauf raus. Wir aber verbrennen sie. Dadurch gelangt plötzlich viel mehr Kohlenstoffdioxid in
8:31 den Kreislauf und auch noch ein bisschen giftiges Kohlenstoffmonoxid CO. Das ist einfach unvollständig verbrannter
8:39 Kohlenstoff. Um noch mal auf den Klimawandel und den Treibhauseffekt zurückzukommen. Wir
8:44 sorgen also dafür, dass durch dieses CO2 das Gleichgewicht unserer Erde etwas durcheinander kommt, denn CO2 und auch
8:51 Methan Treibhausgase, die die von der Erde abgestrahlter Wärme in unserer Atmosphäre halten. In gewissem Maße ist
8:59 es super, sonst wär es auf der Erde arschkalt. Bloß so viel davon lässt es den Eisbeären und Pinguin schwitzen. Und
9:04 nicht nur die, aber das nur nebenbei. Das waren ziemlich viele Infos. merkt euch einfach folgendes. Wichtig ist also
9:12 das Zusammenspiel von Aufnahme und Abgabe der verschiedenen Form des Kohlenstoffs, nämlich des anorganischen
9:18 gasförmigen Kohlenstoffdioxids und der organischen Kohlenstoffverbindungen. Aus diesen Kohlenstoffverbindungen
9:25 bestehen auch alle Lebewesen und sie nutzen sie zur Energiegewinnung, indem sie sie verbrennen. CO2 kommt natürlich
9:32 in der Luft vor. Pflanzen können aus dem CO2 der Luft jetzt mit Wasser und mit Lichtenergie energiereiche organische
9:38 Verbindung herstellen. Aus denen bestehen sie einerseits selber. Andererseits können sie Verbindungen wie
9:44 Glucose in der Dunkelheit später zur Energiegewinnung wieder zu CO2 verbrennen. CO2 kann aber auch im Wasser
9:51 gelöst sein. Hier ist es hauptsächlich Phytoplankton wie Algen, was durch Fotosynthese die energiereichen
9:58 organischen Stoffe herstellt. Pflanzen und Phytoplankton werden dann von Tieren gefressen, die so ihre Energie und die
10:05 organischen Grundbausteine für sich selber gewinnen. Bei der Energiegewinnung durch Verbrennung von
10:10 organischen Material, also der Atmung, wird hier wieder CO2 frei. Kohlenstoff wird mit unverdauten organischen
10:18 Verbindungen ebenfalls wieder ausgeschieden. Nun freuen sich die destruenten kleinstlebewesen, die
10:23 sozusagen den Abfall und die abgestorbenen Lebewesen verwerten und zersetzen. Die geben dann dabei auch
10:30 noch mal CO2 ab oder unter Sauerstoffausschluss in Sedimenten auch Methan. Aus Sedimenten mit hohen
10:36 organischen Anteilen bilden sich nach Ewigkeiten kohlenstoffhaltige Rohstoffe wie Kohle oder Erdöl. Wir verbrennen
10:44 diese fossilen Brennstoffe und blasen so schon längst aus dem Kreislauf verschwundenen Kohlenstoff wieder rein
10:50 als CO2. Und das trägt zur Erderwärmung bei, denn CO2 funktioniert wie auch Methan als Wärmedämmung in unserer
10:58 Atmosphäre, also als sogenanntes Treibhausgas. Kohlenstoff kommt außerdem noch in
11:04 Calziumkarbonatgestein vor. Die sind hauptsächlich mal aus Sedimenten mit hohem Korallen und Muschelanteil
11:10 entstanden, denn die harten Schalen sind aus Calciumkarbonat. Daraus hat sich dann Sedimentgestein wie
11:17 Kalkgestein, Kreide oder auch Marmor entwickelt. In wasser gelöstes CO2 kann nämlich mit
11:23 Wasser Kohlensäure bilden. Die zerfällt dann schnell zu Hydrogenkarbonat und Karbonatien und wird so von Lebewesen
11:31 benutzt. Umgekehrt kann durch Verwitterung daraus auch wieder lösliches Hydrogenkarbonat freigesetzt
11:37 werden. Zwischen Wasser, Boden und Luft herrscht ein konstanter Austausch der Kohlenstoffverbindungen, sodass ein
11:44 großer Kreislauf entsteht. Wer von euch bei dem Begriff Zellatmung ein bisschen ins Grübeln geraten ist, frischt euer
11:50 Wissen mit unserem Video dazu auf. Ansonsten gilt wie immer, wenn euch der Spaß geholfen hat, gibt einen Daumen
11:55 nach oben, erzählt euren Freunden und vor allem eure Oma davon. Bis zum nächsten Video.