am Puls Biologie 6, Schulbuch

116 Kohlenstoff zirkuliert in vielen kleinen und großen Kreisläufen Grüne Pflanzen haben als Produzenten eine zentrale Bedeutung für jeden Lebensraum: Sie wandeln bei der Fotosynthese anorganische in organische Kohlenstoffverbindungen um und be- liefern die Nahrungsnetze auf diese Weise mit Kohlenstoff, dem wichtigsten Element sämtlicher Organismen. Der Kohlenstoff durchläuft dabei einen Kreislauf: Das von den Pflanzen chemisch fixierte Kohlen- stoffdioxid (CO 2 ) aus Luft oder Wasser gelangt einerseits bei jedem Fressvorgang durch Konsu- menten auf eine höhere Trophieebene. Anderer- seits setzen alle Organismen bei der Zellatmung permanent CO 2 frei, das wiederum von Pflanzen fotosynthetisch gebunden werden kann. Destru- enten recyceln Kot und abgestorbene Lebewesen und zerlegen dabei in der Regel sämtliche Koh- lenstoffverbindungen in ihre Bestandteile. Dabei kommt es oft zu längeren Lagerzeiten im Boden, wo sich Kohlenstoff im Humus anreichert. Unter besonderen Umständen kann Kohlenstoff aus den kurzfristigen biologischen Kreisläufen verschwinden: Torfmoos und Sumpfwälder wer- den zu Torf und schließlich zu Kohle, Kalkskelette einzelliger Algen sinken als Sedimente zum Mee- resboden und bilden schließlich Gesteine. Wird der Kohlenstoff vorübergehend dem Kreislauf entzogen, spricht man von „Kohlenstoffsenke“. Wird er dauerhaft im Gestein fixiert, nennt man dies „Kohlenstoffspeicher“. Beides spielt zur Ab- pufferung des Klimawandels und in der generel- len Chemie der Atmosphäre eine wichtige Rolle. 99,8% des Kohlenstoffs sind langfristig festge- legt, meist in Kalk- (CaCO 3 ) oder Dolomitgestei- nen, zu einem sehr kleinen Teil auch in fossilen Brennstoffen. Trotzdem durchlaufen gewaltige Stoffmengen den biologischen Kohlenstoffkreis- lauf ( k Abb.16). Bei jedem Fress- vorgang gelangt Kohlenstoff auf die nächsthöhere Trophieebene Abb.16: Der globale Kreislauf des Kohlenstoffs setzt sich aus zahlreichen Unterkreisläufen zusammen. Der größte Teil des Kohlenstoffs ist dabei im Wasser gelöst (Hydrosphäre) oder in Gesteinen (Lithosphäre) gebunden. Nur ein kleiner Teil kreist direkt in dem von Lebewesen bewohnten Raum unserer Erde (Biosphäre). 1,5 60 Atmosphäre 750 Hydrosphäre 38000 Marine Organismen Oberflächen- wasser 1000 Kohle, Erdöl, Erdgas 3300 gelöster organisch gebundener Kohlenstoff 700 Boden und organisches Material 1600 Kohlenstoffkreislauf Austausch Boden und Atmosphäre Emissionen 8 Austausch Ozean und Atmosphäre Oberflächen- Tiefenwasser- Austausch Sediment 150 Zahlen: Gigatonnen Kohlenstoff Zahlen in Pfeilen: jährlicher Austausch Lithosphäre bis zu 100 Millionen 60 80 80 4 90 40 50 Pflanzen- wachstum und Zersetzung 123 6 100 Geschwindigkeit des Prozesses: in weniger als 1 Jahr in 1 – 10 Jahren in 10 – 100 Jahren in mehr als 100 Jahren 3 Feuer veränderte Land- nutzung Biosphäre 550 bis 600 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv