Hoofdstuk 18, Wereldwijde kringlopen
18.1 Koolstofkringloop
CO2 meten
Wanneer de zon vooral het noordelijke halfrond belicht, daalt het CO2-gehalte van de
atmosfeer. Op het noordelijk halfrond is namelijk meer land en groeien meer planten, die
zomers veel CO2 opnemen. Is het in het noordelijk halfrond winter, dan stijgt het CO2-gehalte
van de atmosfeer gelijk.
Het CO2-gehalte in de atmosfeer neemt toe. Wetenschappers in Antarctica meten het CO2-
gehalte in de atmosfeer. Elk jaar vriest een laagje ijs vast op het al aanwezige ijs. In elk
laagje zitten minuscule luchtbelletjes, waarvan de onderzoekers het CO2-gehalte bepalen.
Door boringen door de ijslagen krijgen zij een beeld van de veranderingen die in de loop van
de tijd hebben plaatsgevonden. De CO2-concentratie is sinds de industriële revolutie sterk
toegenomen.
CO2 in de atmosfeer
CO2 is onderdeel van de koolstofkringloop. Het is een broeikasgas.
Broeikasgas = een gas dat warmtestraling van de aarde vasthoudt.
Die straling is vooral terugkaatsende zonne-energie. Door CO2 en andere broeikasgassen
werkt de dampkring als een kas, en blijft de zonnewarmte voor een deel in de atmosfeer. Dit
is het broeikaseffect. Zonder broeikassen zou het veel kouder op aarde zijn en zouden
oceanen bevriezen.
Versterkt broeikaseffect = het meer dan normaal vasthouden van warmte door de
atmosfeer.
Door versterkt broeikaseffect worden de temperaturen op aarde hoger, waardoor landijs
smelt en oceaanwater uitzet, waardoor de zeespiegel stijgt, met overstromingen als gevolg.
Ook is er door het warmere water meer verdamping, waardoor er meer wolken ontstaan en
meer regen valt.
Planten en dieren die aangepast zijn aan koude streken, sterven uit. De
klimaatveranderingen zullen leiden tot veranderingen in ecosystemen en hun bewoners.
Voedselproductie verslechtert: gebieden drogen uit, en in andere valt meer neerslag
Moerasgas
Uit sloten en plassen borrelt moerasgas omhoog, dat bestaat uit methaan (CH4). Methaan
houdt warmte nog 25 keer beter vast dan CO2 en versterkt dus erg het broeikaseffect. In
Siberië komt veel methaan vrij door het ontdooien van het permafrost in de bodem. De
bodem van de toendra bevat veel organische stoffen, van de resten van planten die er lang
geleden groeiden. ‘s Zomers ontdooit de bovenlaag, permafrost (de laag daaronder) blijft
, dan nog bevroren. Overal in de toendra ontstaan plassen, waarin reducenten de organische
stoffen afbreken, daarvoor gebruiken zij O2. Na loop van tijd wordt het water zuurstofloos:
anaerobe bacteriën breken de organische stoffen verder af, daarbij ontstaat veel moerasgas.
Nu de aarde opwarmt ontdooit de permafrost steeds meer. Permafrost bevat zelf ook
moerasgas dat dan vrijkomt.
Methaanbacteriën
Methaanbacteriën =organismen die organische stoffen onder anaerobe omstandigheden
omzetten tot moerasgas.
Methaanbacteriën behoren tot de archaea bacteriën, bacteriën met een enkelvoudig
celmembraan. Deze bacteriën leven in extreme omstandigheden: het laagje net boven de
permafrost. Daar is het niet alleen extreem koud, ook is er een hoge zoutconcentratie (het ijs
onttrekt namelijk water, de zouten blijven achter. Een deel van het methaan (gemaakt door
de methaanbacteriën), oxideert in de atmosfeer tot CO2, dat maakt het broeikaseffect minder
sterk.
Ook herkauwers produceren CH4. Om gras te kunnen verteren hebben deze dieren veel
methaanbacteriën in hun pens. De methaanbacteriën produceren als bijproduct methaan. Al
deze dieren dragen zo’n 14% bij aan de toename van de broeikaseffecten.
CO2-reductie op het land
Er worden bossen geplant om het CO2-gehalte te verminderen. Bomen nemen CO2 op voor
fotosynthese. Een deel van de organische stoffen verdwijnt door vraat in de maag van
herbivoren. Via de dieren komen de organische stoffen in de rest van de voedselketen. Alle
dieren die hun energie uit organische stoffen halen, ademen CO2 uit. Reducenten breken de
organische stoffen uit de uitwerpselen en dode resten van planten en dieren (detritus) af tot
onder andere CO2. Een groot deel van de organische stoffen blijven achter in de boom, tot
deze vergaat. Pas dan komt de koolstof terug de atmosfeer in. Bomen halen dus veel CO2
uit de lucht, maar tijdelijk.
Snelle koolstofkringloop = de route die koolstof neemt door planten, dieren en reducenten.
CO2 in water
In water lost CO2 op en vormt HCO-. Algen gebruiken dit in de fotosynthese. Daarmee start
de voedselketen in water. In oceanen zakt een deel algen naar de bodem zonder gegeten te
worden. Daar is de afbraak van organische stoffen slecht. Hierdoor verdwijnt een deel van
de CO2 uit de atmosfeer.
Harde koolstof
Koolstof verdwijnt uit de atmosfeer wanneer zeedieren HCO- opnemen en er kalk (CaCO3)
van maken voor hun schelpen. De schelpen blijven eeuwen op de bodem voordat ze
aanspoelen, wanneer ze aanspoelen komt door verwering de CO2 weer vrij. Als schelpen
onder de grond onder hoge druk staan, ontstaat er kalksteen (dit bevat veel koolstof). Als
organische stoffen van dode organismen onder druk veranderen in steenkool of olie, blijft de
koolstof tot miljoenen jaren onveranderd. Dit is de langzame koolstofkringloop. De stijging
van CO2 in de atmosfeer kan minder worden door minder gebruik van fossiele brandstoffen.
18.1 Koolstofkringloop
CO2 meten
Wanneer de zon vooral het noordelijke halfrond belicht, daalt het CO2-gehalte van de
atmosfeer. Op het noordelijk halfrond is namelijk meer land en groeien meer planten, die
zomers veel CO2 opnemen. Is het in het noordelijk halfrond winter, dan stijgt het CO2-gehalte
van de atmosfeer gelijk.
Het CO2-gehalte in de atmosfeer neemt toe. Wetenschappers in Antarctica meten het CO2-
gehalte in de atmosfeer. Elk jaar vriest een laagje ijs vast op het al aanwezige ijs. In elk
laagje zitten minuscule luchtbelletjes, waarvan de onderzoekers het CO2-gehalte bepalen.
Door boringen door de ijslagen krijgen zij een beeld van de veranderingen die in de loop van
de tijd hebben plaatsgevonden. De CO2-concentratie is sinds de industriële revolutie sterk
toegenomen.
CO2 in de atmosfeer
CO2 is onderdeel van de koolstofkringloop. Het is een broeikasgas.
Broeikasgas = een gas dat warmtestraling van de aarde vasthoudt.
Die straling is vooral terugkaatsende zonne-energie. Door CO2 en andere broeikasgassen
werkt de dampkring als een kas, en blijft de zonnewarmte voor een deel in de atmosfeer. Dit
is het broeikaseffect. Zonder broeikassen zou het veel kouder op aarde zijn en zouden
oceanen bevriezen.
Versterkt broeikaseffect = het meer dan normaal vasthouden van warmte door de
atmosfeer.
Door versterkt broeikaseffect worden de temperaturen op aarde hoger, waardoor landijs
smelt en oceaanwater uitzet, waardoor de zeespiegel stijgt, met overstromingen als gevolg.
Ook is er door het warmere water meer verdamping, waardoor er meer wolken ontstaan en
meer regen valt.
Planten en dieren die aangepast zijn aan koude streken, sterven uit. De
klimaatveranderingen zullen leiden tot veranderingen in ecosystemen en hun bewoners.
Voedselproductie verslechtert: gebieden drogen uit, en in andere valt meer neerslag
Moerasgas
Uit sloten en plassen borrelt moerasgas omhoog, dat bestaat uit methaan (CH4). Methaan
houdt warmte nog 25 keer beter vast dan CO2 en versterkt dus erg het broeikaseffect. In
Siberië komt veel methaan vrij door het ontdooien van het permafrost in de bodem. De
bodem van de toendra bevat veel organische stoffen, van de resten van planten die er lang
geleden groeiden. ‘s Zomers ontdooit de bovenlaag, permafrost (de laag daaronder) blijft
, dan nog bevroren. Overal in de toendra ontstaan plassen, waarin reducenten de organische
stoffen afbreken, daarvoor gebruiken zij O2. Na loop van tijd wordt het water zuurstofloos:
anaerobe bacteriën breken de organische stoffen verder af, daarbij ontstaat veel moerasgas.
Nu de aarde opwarmt ontdooit de permafrost steeds meer. Permafrost bevat zelf ook
moerasgas dat dan vrijkomt.
Methaanbacteriën
Methaanbacteriën =organismen die organische stoffen onder anaerobe omstandigheden
omzetten tot moerasgas.
Methaanbacteriën behoren tot de archaea bacteriën, bacteriën met een enkelvoudig
celmembraan. Deze bacteriën leven in extreme omstandigheden: het laagje net boven de
permafrost. Daar is het niet alleen extreem koud, ook is er een hoge zoutconcentratie (het ijs
onttrekt namelijk water, de zouten blijven achter. Een deel van het methaan (gemaakt door
de methaanbacteriën), oxideert in de atmosfeer tot CO2, dat maakt het broeikaseffect minder
sterk.
Ook herkauwers produceren CH4. Om gras te kunnen verteren hebben deze dieren veel
methaanbacteriën in hun pens. De methaanbacteriën produceren als bijproduct methaan. Al
deze dieren dragen zo’n 14% bij aan de toename van de broeikaseffecten.
CO2-reductie op het land
Er worden bossen geplant om het CO2-gehalte te verminderen. Bomen nemen CO2 op voor
fotosynthese. Een deel van de organische stoffen verdwijnt door vraat in de maag van
herbivoren. Via de dieren komen de organische stoffen in de rest van de voedselketen. Alle
dieren die hun energie uit organische stoffen halen, ademen CO2 uit. Reducenten breken de
organische stoffen uit de uitwerpselen en dode resten van planten en dieren (detritus) af tot
onder andere CO2. Een groot deel van de organische stoffen blijven achter in de boom, tot
deze vergaat. Pas dan komt de koolstof terug de atmosfeer in. Bomen halen dus veel CO2
uit de lucht, maar tijdelijk.
Snelle koolstofkringloop = de route die koolstof neemt door planten, dieren en reducenten.
CO2 in water
In water lost CO2 op en vormt HCO-. Algen gebruiken dit in de fotosynthese. Daarmee start
de voedselketen in water. In oceanen zakt een deel algen naar de bodem zonder gegeten te
worden. Daar is de afbraak van organische stoffen slecht. Hierdoor verdwijnt een deel van
de CO2 uit de atmosfeer.
Harde koolstof
Koolstof verdwijnt uit de atmosfeer wanneer zeedieren HCO- opnemen en er kalk (CaCO3)
van maken voor hun schelpen. De schelpen blijven eeuwen op de bodem voordat ze
aanspoelen, wanneer ze aanspoelen komt door verwering de CO2 weer vrij. Als schelpen
onder de grond onder hoge druk staan, ontstaat er kalksteen (dit bevat veel koolstof). Als
organische stoffen van dode organismen onder druk veranderen in steenkool of olie, blijft de
koolstof tot miljoenen jaren onveranderd. Dit is de langzame koolstofkringloop. De stijging
van CO2 in de atmosfeer kan minder worden door minder gebruik van fossiele brandstoffen.
