128 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 beliefern die Nahrungsnetze auf diese Weise mit Kohlenstoff, dem wichtigsten Element sämtlicher Organismen. Der Kohlenstoff durchläuft dabei einen Kreislauf: Das von den Pflanzen chemisch fixierte Kohlenstoffdioxid (CO2) aus Luft oder Wasser gelangt einerseits bei jedem Fressvorgang durch Konsumenten auf eine höhere Trophieebene. Andererseits setzen alle Organismen bei der Zellatmung permanent CO2 frei, das wiederum von Pflanzen fotosynthetisch gebunden werden kann. Destruenten recyceln Kot und abgestorbene Lebewesen und zerlegen dabei in der Regel sämtliche Kohlenstoffverbindungen 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 werden zu Torf und schließlich zu Kohle, Kalkskelette einzelliger Algen sinken als Sedimente zum Meeresboden 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 Abpufferung des Klimawandels und in der generellen Chemie der Atmosphäre eine wichtige Rolle. 99,8% des Kohlenstoffs sind langfristig festgelegt, meist in Kalk- (CaCO3) oder Dolomitgesteinen, zu einem sehr kleinen Teil auch in fossilen Brennstoffen. Trotzdem durchlaufen gewaltige Stoffmengen den biologischen Kohlenstoffkreislauf (kAbb. 19). Bei jedem Fressvorgang gelangt Kohlenstoff auf die nächsthöhere Trophieebene Abb.19: 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 38 000 marine Organismen Oberflächenwasser 1 000 Kohle, Erdöl, Erdgas 3 300 gelöster organisch gebundener Kohlenstoff 700 Boden und organisches Material 1 600 Kohlenstoffkreislauf Austausch Boden und Atmosphäre Emissionen 8 Austausch Ozean und Atmosphäre OberflächenTiefenwasserAustausch Sediment 150 Zahlen: Gigatonnen Kohlenstoff Zahlen in Pfeilen: jährlicher Austausch Lithosphäre bis zu 100 Mio. 60 80 80 4 90 40 50 Pflanzenwachstum 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 Landnutzung Biosphäre 550 bis 600 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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