Big Bang HTL 4, Schulbuch

172 Thermodynamik und moderne Physik (IV. Jg., 8. Sem.) Abb. 19.3: Schematische Darstellung der Entwicklung der Uratmos- phäre bis heute: Der Bereich von Stickstoff ist kleiner, Argon gar nicht dargestellt. Erst der größere Sauerstoffgehalt hat das Entstehen von höheren Lebewesen ermöglicht. Die Zusammensetzung unserer Atmosphäre war aber nicht immer so wie heute. Vor etwa einer Milliarde Jahren gab es noch fast keinen Sauerstoff in der Luft, dafür über 15% CO 2 (Abb. 19.3). Die nach und nach entstehende Pflanzenwelt hat seitdem durch Photosynthese das Kohlenstoffdioxid der Luft abgebaut und diese dafür mit Sauerstoff angereichert. Eigentlich nur Abfall Eine der wichtigsten Reaktionen für alle Lebewesen ist die Photosynthese : 6CO 2 + 6H 2 O + Sonnenenergie ⇒ C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Aus Wasser, dem Kohlenstoffdioxid der Luft und der Energie der Sonne erzeugen Pflanzen Glucose und Sauerstoff. Der hohe Sauerstoffgehalt in unserer Luft ist also eigentlich ein Abfallprodukt des Pflanzen-Stoffwechsels ( F3 ). Abb. 19.4: In den Chloroblasten der Blätter läuft die Photosynthese ab, die für uns von mehrfachem Nutzen ist. In der Glucose, einem Einfachzucker, ist nun der Kohlenstoff, der sich vorher in der Luft befunden hat. Zur Speicherung oder zum Zellaufbau werden diese Einfachzucker in den Pflanzen zu Mehrfachzuckern verkettet. Im Körper der meis- ten Tiere (auch des Menschen) läuft die Reaktion bei der Verbrennung von Kohlenhydraten in die Gegenrichtung ab: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + Energie Unser Organismus kann also mit Hilfe von Sauerstoff aus Kohlenhydraten die früher gespeicherte Sonnenenergie wie- der freisetzen. Dabei entsteht als Abfall CO 2 , das wiederum die Pflanzen brauchen – ein beeindruckender Biokreislauf. i Info: Eigentlich nur Abfall Parallel dazu sind die urzeitlichen (= fossilen) Brennstoffe Öl, Kohle und Gas entstanden. Es handelt sich dabei um umgewandelte Reste von Pflanzen sowie Tieren, die sich von Pflanzen ernährt haben. In einem viele Millionen Jahre dauernden Prozess hat sich also der Kohlenstoff in der Atmosphäre durch Photosynthese abgebaut und ist nun unter anderem in den fossilen Brennstoffen gespeichert ( F4 ). Zusammenfassung Die Zusammensetzung der Atmosphäre hat sich in vielen Millionen Jahren entwickelt. Durch Photosynthese wurde die Luft mit O 2 angereichert und gleichzeitig wurde CO 2 abge- baut. Der Kohlenstoff ist nun in den fossilen Brennstoffen gespeichert. 19.2 Das größte Experiment der Welt Der anthropogene Treibhauseffekt In diesem Abschnitt geht es darum, wie sich das globale Klima auf der Erde verändert hat und welche Ursachen es dafür gibt. Das sichtbare Licht der Sonne kann die Atmosphäre nahezu ungehindert durchdringen (Abb. 19.5 a). Wenn es auf die Er- de trifft, wird es teilweise in Infrarotstrahlung um- gewandelt (b). Diese wird von bestimmten Molekülen in der Atmosphäre absorbiert und dann in alle Richtungen weg- gestrahlt. Dadurch wird ein Teil auch wieder zur Erde zu- rückgeworfen (c), und es kommt somit zu einer stärkeren Erwärmung als ohne Atmosphäre. Das nennt man den Treibhauseffekt ( F6 ). Der Begriff kommt daher, weil man genau dieses Prinzip in Pflanzen-Treibhäusern als „natür- liche Heizung“ ausnützt. In diesem Fall werfen die Glas- scheiben die Infrarotstrahlung zurück. Wie effizient das funktioniert, merkst du, wenn du im Sommer mit dem Auto in der prallen Sonne stehst ( F8 ). Z Welcher Zusammenhang besteht zwischen Wärme- strahlung und Infrarotlicht? Lies nach in Kap. 15.3, NAWI I! Was versteht man unter dem Treibhauseffekt und wie entsteht er? Was ist der Unterschied zwischen dem natürlichen und dem vom Menschen verursachten Treibhaus- effekt? Welche Temperatur hätte es auf der Erde, gäbe es den Treibhauseffekt nicht? Wenn man im Sommer ein Auto in der Sonne stehen lässt, dann wird es drinnen unerträglich heiß. Warum? F5 F6 F7 F8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv