Der Kohlenstoffkreislauf: Materie zwischen Leben und Erde — Biologie, 14–17 Jahre
Kohlenstoffatome wandern zwischen Luft, Lebewesen, Böden, Ozeanen und Gesteinen. Fotosynthese, Zellatmung, Zersetzung und Verbrennung verändern, wo Kohlenstoff gespeichert ist.
Idee
Der Kohlenstoffkreislauf verfolgt Kohlenstoffatome durch Luft, Wasser, Gestein, Boden und Lebewesen. Pflanzen nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und bauen es in organische Moleküle ein. Tiere erhalten Kohlenstoff durch Nahrung; Zellatmung, Zersetzung und Verbrennung geben Kohlenstoffdioxid oder andere Verbindungen an die Umwelt zurück.
Warum es wichtig ist
Lebewesen brauchen Kohlenstoff für Moleküle wie Zucker, Fette, Proteine und DNA; zugleich beeinflusst Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre die Erdtemperatur. Der Kreislauf zeigt, dass Kohlenstoff beim Verbrennen von Holz oder Brennstoff nicht zerstört wird, sondern Form und Ort wechselt. Menschliche Aktivitäten können gespeicherten Kohlenstoff schneller in die Luft bringen, als natürliche Prozesse ihn entfernen.
Durchgearbeitetes Beispiel
Ein Baum nimmt bei der Fotosynthese ein Kohlenstoffdioxidmolekül auf. Sein Kohlenstoff wird Teil eines Blattes; danach frisst eine Raupe das Blatt und verwendet diesen Kohlenstoff in ihrem Körper. Bei der Zellatmung gelangt ein Teil als Kohlenstoffdioxid hinaus; nach ihrem Tod geben Zersetzer weitere Kohlenstoffverbindungen an Boden und Luft ab.
Häufiger Denkfehler
Es ist ein verständlicher Fehler zu denken, Pflanzen entfernten Kohlenstoffdioxid dauerhaft aus der Atmosphäre. Bei der Fotosynthese nehmen sie es auf, aber sie betreiben auch Zellatmung; gespeicherter Kohlenstoff kehrt durch Nahrung, Zersetzung oder Verbrennung zurück. Ein Wald kann viel Kohlenstoff speichern, ohne ihn für immer festzuhalten.
Außerhalb der Schule
Klimaforschende messen den Kohlenstoffaustausch zwischen Wäldern, Ozeanen, Böden und Atmosphäre, um den Klimawandel zu verstehen. In der Landwirtschaft spielt der Kreislauf beim Umgang mit Bodenkohlenstoff, Ernteresten und Düngemitteln eine Rolle. Regierungen nutzen außerdem Kohlenstoffbudgets, um Emissionen mit der Menge zu vergleichen, die Wälder, Böden oder Technik aus der Luft entfernen können.
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