H16 Systeem Aarde en de mens
§16.1 Koolstofkringloop en klimaat
Fotosynthese: het startschot
Er zijn aanwijzingen dat de aarde drastisch veranderde met het ontstaan van de eerste eencellige
autotrofe organismen. De CO2 in de atmosfeer ging in grote hoeveelheden met de enorme regens
mee naar de oceanen, waar fotosynthese en omzetting tot CaCO3 plaatsvondt. De afname van de
CO2-concentratie in de atmosfeer had een temperatuurdaling tot gevolg, waardoor veel
verschillende eencelligen zich konden ontwikkelen. Na de temperatuurdaling, waarbij het zelfs -50
0
C werd, raakte de aarde bevolkt met een enorme variatie aan levensvormen, verbonden door
complexe voedselwebben en ecosystemen: het systeem Aarde van nu.
Koolstofvoorraden
Sinks zijn plekken waar enorme hoeveelheden koolstof opgeslagen wordt, bijv. fossiele
brandstoffen. Op de zeebodem van de Atlantische Oceaan en de Zuidelijke IJszee komen enorme
hoeveelheden afgestorven plankton terecht, die aangevoerd worden door oceaanstromingen. Er
wordt ook kalsgesteenten (vooral CaCO3) gevormd in sinks, door chemische processen, vanuit
CO2. Veel uit CO2 geproduceerde stoffen zitten in de biomassa van levende planten en dieren.
Koolstof stroomt
De koolstof in de sinks kan vrijkomen door bijvoorbeeld het verschuiven van tektonische platen,
waardoor vulkaanactiviteit ontstaat, en door erosie van gesteenten. De koolstofsinks zoals
fossiele brandstoffen en kalkgesteenten zijn onderdeel van de langzame koolstofkringloop.
- atmosfeer → sink → atmosfeer (duurt zo’n 100-200 miljoen jaar).
Via de snelle koolstofkringloop gaat het veel sneller: in minuten tot enkele duizenden jaren. Door
dissimilatie komt er enorm veel koolstof vrij als CO2, wat planten weer omzetten in biomassa.
Mensen als koolstof
De energievoorziening voor arbeid, transport en warmte vraagt om koolstofverbindingen, evenals
grondstoffen om producten te maken en bouwmaterialen. Door de stijgende wereldbevolking
ontstaat er meer CO2, waardoor de CO2-concentratie in de atmosfeer stijgt. De koolstofkringloop
verandert daardoor.
De temperatuur op aarde
CO2 is een broeikasgas, een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking heeft; het
broeikaseffect. Het versterkt broeikaseffect is het meer dan normaal vasthouden van warmte
door de atmosfeer, vooral door een verhoogde CO2-concentratie in de atmosfeer ten gevolge van
de verbranding van fossiele brandstoffen. De atmosfeer bevat ook andere broeikasgassen, zoals
waterdamp, CH4 en N2O. Het gewone broeikaseffect ontstaat voor 50% door waterdamp, voor
25% door waterdruppeltjes in de lage bewolking en voor 20% door een normale hoeveelheid CO2
in de atmosfeer. De laatste 5% komt voor rekening van andere broeikasgassen, bijv. methaan.
De verhoogde CO2-concentratie veroorzaakt het versterkt broeikaseffect.
Methaan en distikstofmonoxide
CH4 (methaan) is een 25x zo sterk broeikasgas als CO2. Methaan is afkomstig van het gebruik
van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstortplaatsen en van veeteelt. Uit veel sloten en
plassen borrelt moerasgas omhoog dat vooral uit CH4 bestaat. N2O is een broeikasgas dat
vrijkomt door bacteriewerking in oceanen en in sterk bemeste landbouwgrond door overtollig of
uitgespoeld nitraat (NO3-).
§16.1 Koolstofkringloop en klimaat
Fotosynthese: het startschot
Er zijn aanwijzingen dat de aarde drastisch veranderde met het ontstaan van de eerste eencellige
autotrofe organismen. De CO2 in de atmosfeer ging in grote hoeveelheden met de enorme regens
mee naar de oceanen, waar fotosynthese en omzetting tot CaCO3 plaatsvondt. De afname van de
CO2-concentratie in de atmosfeer had een temperatuurdaling tot gevolg, waardoor veel
verschillende eencelligen zich konden ontwikkelen. Na de temperatuurdaling, waarbij het zelfs -50
0
C werd, raakte de aarde bevolkt met een enorme variatie aan levensvormen, verbonden door
complexe voedselwebben en ecosystemen: het systeem Aarde van nu.
Koolstofvoorraden
Sinks zijn plekken waar enorme hoeveelheden koolstof opgeslagen wordt, bijv. fossiele
brandstoffen. Op de zeebodem van de Atlantische Oceaan en de Zuidelijke IJszee komen enorme
hoeveelheden afgestorven plankton terecht, die aangevoerd worden door oceaanstromingen. Er
wordt ook kalsgesteenten (vooral CaCO3) gevormd in sinks, door chemische processen, vanuit
CO2. Veel uit CO2 geproduceerde stoffen zitten in de biomassa van levende planten en dieren.
Koolstof stroomt
De koolstof in de sinks kan vrijkomen door bijvoorbeeld het verschuiven van tektonische platen,
waardoor vulkaanactiviteit ontstaat, en door erosie van gesteenten. De koolstofsinks zoals
fossiele brandstoffen en kalkgesteenten zijn onderdeel van de langzame koolstofkringloop.
- atmosfeer → sink → atmosfeer (duurt zo’n 100-200 miljoen jaar).
Via de snelle koolstofkringloop gaat het veel sneller: in minuten tot enkele duizenden jaren. Door
dissimilatie komt er enorm veel koolstof vrij als CO2, wat planten weer omzetten in biomassa.
Mensen als koolstof
De energievoorziening voor arbeid, transport en warmte vraagt om koolstofverbindingen, evenals
grondstoffen om producten te maken en bouwmaterialen. Door de stijgende wereldbevolking
ontstaat er meer CO2, waardoor de CO2-concentratie in de atmosfeer stijgt. De koolstofkringloop
verandert daardoor.
De temperatuur op aarde
CO2 is een broeikasgas, een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking heeft; het
broeikaseffect. Het versterkt broeikaseffect is het meer dan normaal vasthouden van warmte
door de atmosfeer, vooral door een verhoogde CO2-concentratie in de atmosfeer ten gevolge van
de verbranding van fossiele brandstoffen. De atmosfeer bevat ook andere broeikasgassen, zoals
waterdamp, CH4 en N2O. Het gewone broeikaseffect ontstaat voor 50% door waterdamp, voor
25% door waterdruppeltjes in de lage bewolking en voor 20% door een normale hoeveelheid CO2
in de atmosfeer. De laatste 5% komt voor rekening van andere broeikasgassen, bijv. methaan.
De verhoogde CO2-concentratie veroorzaakt het versterkt broeikaseffect.
Methaan en distikstofmonoxide
CH4 (methaan) is een 25x zo sterk broeikasgas als CO2. Methaan is afkomstig van het gebruik
van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstortplaatsen en van veeteelt. Uit veel sloten en
plassen borrelt moerasgas omhoog dat vooral uit CH4 bestaat. N2O is een broeikasgas dat
vrijkomt door bacteriewerking in oceanen en in sterk bemeste landbouwgrond door overtollig of
uitgespoeld nitraat (NO3-).
