Biologie
H16 Systeem Aarde en de mens
16.1 Koolstofkringloop en klimaat
Systeem Aarde = variatie aan levensvormen, verbonden door complexe voedselwebben en
ecosystemen.
Sinks = bodemvoorraden waar enorme hoeveelheden koolstof in organische stoffen vastligt.
Daarbij gaat het onder andere om voorraden steenkool, aardolie en aardgas = fossiele brandstoffen.
Grote hoeveelheden organisch materiaal liggen bijvoorbeeld in de permafrostgebieden rond de
noordpool. In de Atlantische Oceaan en de Zuidelijke ijszee komen enorme hoeveelheden afgestorven
plankton, aangevoerd door oceaanstromingen, op de oceaanbodem terecht. Daar blijven ze
opgeslagen. Nog één grote sink vormen de kalkgesteenten (CaCO3) gevormd door chemische
processen vanuit CO2.
Veel vanuit CO2 geproduceerde stoffen zitten in biomassa van levende planten en dieren. Van april
tot september nemen planten op het noordelijk halfrond meer CO2 op dan ze afgeven, van oktober tot
maart is dat andersom. Het zuidelijk halfrond volgt een tegenovergestelde cyclus.
De koolstof in de sinks kan weer vrijkomen door bijv. het schuiven van tektonische platen, waardoor
vulkaanactiviteit ontstaat, en door erosie van gesteenten. De vrijgekomen CO2 is dan weer
beschikbaar voor een nieuwe ronde, beginnend bij fotosynthese.
De koolstofsinks zoals fossiele brandstoffen en kalkgesteentes zijn onderdeel van de langzame
koolstofkringloop. De koolstofstroom atmosfeer sink atmosfeer. Duurt zo’n 100 tot 300
miljoen jaar. Koolstof in de snelle koolstofkringloop voltooit de kringloop veel sneller: in minuten tot
enkele duizenden jaren.
Jaarlijks komt er door dissimilatie veel koolstof vrij als CO2. Een hoeveelheid die planten jaarlijks
weer omzetten in biomassa. Tot het einde van de 19e eeuw was dit redelijk verdeeld: er was sprake
van redelijk stabiele koolstofstromen.
Je lichaam zit vol koolstofverbindingen. De koolstof adem je, na dissimilatie, weer uit als CO2. De
energievoorziening voor arbeid, transport en warmte vraagt ook om koolstofverbindingen, evenals de
grondstoffen om producten te maken en bouwmaterialen. De wereldbevolking is super erg gegroeid,
en daarom is de CO2-concentratie erg gestegen. De koolstofkringloop verandert daardoor.
, Het veranderen van de koolstofkringloop heeft gevolgen voor het klimaat. CO2 is namelijk een
broeikasgas, een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking heeft. Dit heet het
broeikaseffect. Hierdoor is de gemiddelde jaartemperatuur 15 graden. De CO2 uit fossiele
brandstoffen vergroot dit effect: het versterkte broeikaseffect = het meer dan normaal vasthouden
van warmte door de atmosfeer.
De atmosfeer bevat nog andere broeikasgassen. De belangrijkste: waterdamp, CH4 (methaan) en
N2O (lachgas). Broeikasgassen hebben het vermogen om de warmte die de aarde uitstraalt te
absorberen. Die energie stralen ze vervolgens weer naar alle kanten uit, ook naar de aarde toe. De
waarde krijgt daarmee een deel van de uitgestraalde warmte weer terug, warmte afkomstig uit
zonnestralen die de aarde hebben bereikt. Gelukkig houdt een deel van de ozonlaag in de atmosfeer ze
tegen. Een ander deel kaatst terug door bewolking. Niet alle broeikasgassen hebben hetzelfde effect.
Het gewone broeikaseffect bestaat voor 50% uit waterdamp, voor 25% door waterdruppeltjes in de
lage bewolking en voor 20% door een normale hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. De laatste 5% is
methaan.
Water verdampt door warmte. Boven de oceanen is de lucht volledig verzadigd met waterdamp. Een
hogere luchttemperatuur betekent extra verdamping, omdat de lucht dan meer waterdamp kan
bevatten. Ook de landgebieden verdampen bij hogere temperatuur meer water.
Toch is waterdamp niet de hoofdoorzaak van het versterkte broeikaseffect: die komt door de
verhoogde CO2-concentratie. Een deel van de door mens toegevoegde CO2 kan Systeem Aarde
opvangen met een verhoogde fotosynthese: 60% van de extra CO2 levert weer biomassa op.
Naast CO2 spelen CH4 en N2O een rol bij het versterkte broeikaseffect. Het GWP van methaan is 25,
wat aangeeft dat het een 25 x zo sterk broeikasgas is als CO2. De hoeveelheid CH4 is echter laag. Dat
blijkt echter genoeg voor bijna de helft van het versterkte broeikaseffect. CH4 is afkomstig van het
gebruik van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstortplaatsen en van de veeteelt. Uit veel sloten
en plassen borrelt moerasgas omhoog dat vooral uit CH4 bestaat. Het ontstaat uit organisch materiaal
onder anaerobe omstandigheden. Toendra’s bevatten in de bodem veel organische stof door de resten
van planten die er lang groeiden. ’s Zomers ontdooit de bovenlaag. Doordat het water niet weg kan
zakken in de bevroren permafrostlaag eronder, ontstaan veel plassen waar onder andere anaerobe
methaanbacteriën organische stoffen afbreken. Door het versterkte broeikaseffect ontdooit de
permafrost steeds meer. Dat betekent extra CH4-vorming. Uit de ontdooide permafrostlaag komt ook
moerasgas vrij. In de atmosfeer komt echter niet heel veel CH4 voor, het oxideert tot CO2.
N2O is een broeikasgas dat vrijkomt door bacteriewerking in oceanen en in sterk bemeste
landbouwgrond door overtollig of uitgespoeld nitraat NO3-. Het GWP is 265.
De gevolgen van het versterkte broeikaseffect zijn groot. Zoals verdwijnen van eilanden. Daarom
Parijs klimaatafspraken. Er zijn al ontwikkelingen zichtbaar, zoals betere mestverwerking etc.
H16 Systeem Aarde en de mens
16.1 Koolstofkringloop en klimaat
Systeem Aarde = variatie aan levensvormen, verbonden door complexe voedselwebben en
ecosystemen.
Sinks = bodemvoorraden waar enorme hoeveelheden koolstof in organische stoffen vastligt.
Daarbij gaat het onder andere om voorraden steenkool, aardolie en aardgas = fossiele brandstoffen.
Grote hoeveelheden organisch materiaal liggen bijvoorbeeld in de permafrostgebieden rond de
noordpool. In de Atlantische Oceaan en de Zuidelijke ijszee komen enorme hoeveelheden afgestorven
plankton, aangevoerd door oceaanstromingen, op de oceaanbodem terecht. Daar blijven ze
opgeslagen. Nog één grote sink vormen de kalkgesteenten (CaCO3) gevormd door chemische
processen vanuit CO2.
Veel vanuit CO2 geproduceerde stoffen zitten in biomassa van levende planten en dieren. Van april
tot september nemen planten op het noordelijk halfrond meer CO2 op dan ze afgeven, van oktober tot
maart is dat andersom. Het zuidelijk halfrond volgt een tegenovergestelde cyclus.
De koolstof in de sinks kan weer vrijkomen door bijv. het schuiven van tektonische platen, waardoor
vulkaanactiviteit ontstaat, en door erosie van gesteenten. De vrijgekomen CO2 is dan weer
beschikbaar voor een nieuwe ronde, beginnend bij fotosynthese.
De koolstofsinks zoals fossiele brandstoffen en kalkgesteentes zijn onderdeel van de langzame
koolstofkringloop. De koolstofstroom atmosfeer sink atmosfeer. Duurt zo’n 100 tot 300
miljoen jaar. Koolstof in de snelle koolstofkringloop voltooit de kringloop veel sneller: in minuten tot
enkele duizenden jaren.
Jaarlijks komt er door dissimilatie veel koolstof vrij als CO2. Een hoeveelheid die planten jaarlijks
weer omzetten in biomassa. Tot het einde van de 19e eeuw was dit redelijk verdeeld: er was sprake
van redelijk stabiele koolstofstromen.
Je lichaam zit vol koolstofverbindingen. De koolstof adem je, na dissimilatie, weer uit als CO2. De
energievoorziening voor arbeid, transport en warmte vraagt ook om koolstofverbindingen, evenals de
grondstoffen om producten te maken en bouwmaterialen. De wereldbevolking is super erg gegroeid,
en daarom is de CO2-concentratie erg gestegen. De koolstofkringloop verandert daardoor.
, Het veranderen van de koolstofkringloop heeft gevolgen voor het klimaat. CO2 is namelijk een
broeikasgas, een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking heeft. Dit heet het
broeikaseffect. Hierdoor is de gemiddelde jaartemperatuur 15 graden. De CO2 uit fossiele
brandstoffen vergroot dit effect: het versterkte broeikaseffect = het meer dan normaal vasthouden
van warmte door de atmosfeer.
De atmosfeer bevat nog andere broeikasgassen. De belangrijkste: waterdamp, CH4 (methaan) en
N2O (lachgas). Broeikasgassen hebben het vermogen om de warmte die de aarde uitstraalt te
absorberen. Die energie stralen ze vervolgens weer naar alle kanten uit, ook naar de aarde toe. De
waarde krijgt daarmee een deel van de uitgestraalde warmte weer terug, warmte afkomstig uit
zonnestralen die de aarde hebben bereikt. Gelukkig houdt een deel van de ozonlaag in de atmosfeer ze
tegen. Een ander deel kaatst terug door bewolking. Niet alle broeikasgassen hebben hetzelfde effect.
Het gewone broeikaseffect bestaat voor 50% uit waterdamp, voor 25% door waterdruppeltjes in de
lage bewolking en voor 20% door een normale hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. De laatste 5% is
methaan.
Water verdampt door warmte. Boven de oceanen is de lucht volledig verzadigd met waterdamp. Een
hogere luchttemperatuur betekent extra verdamping, omdat de lucht dan meer waterdamp kan
bevatten. Ook de landgebieden verdampen bij hogere temperatuur meer water.
Toch is waterdamp niet de hoofdoorzaak van het versterkte broeikaseffect: die komt door de
verhoogde CO2-concentratie. Een deel van de door mens toegevoegde CO2 kan Systeem Aarde
opvangen met een verhoogde fotosynthese: 60% van de extra CO2 levert weer biomassa op.
Naast CO2 spelen CH4 en N2O een rol bij het versterkte broeikaseffect. Het GWP van methaan is 25,
wat aangeeft dat het een 25 x zo sterk broeikasgas is als CO2. De hoeveelheid CH4 is echter laag. Dat
blijkt echter genoeg voor bijna de helft van het versterkte broeikaseffect. CH4 is afkomstig van het
gebruik van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstortplaatsen en van de veeteelt. Uit veel sloten
en plassen borrelt moerasgas omhoog dat vooral uit CH4 bestaat. Het ontstaat uit organisch materiaal
onder anaerobe omstandigheden. Toendra’s bevatten in de bodem veel organische stof door de resten
van planten die er lang groeiden. ’s Zomers ontdooit de bovenlaag. Doordat het water niet weg kan
zakken in de bevroren permafrostlaag eronder, ontstaan veel plassen waar onder andere anaerobe
methaanbacteriën organische stoffen afbreken. Door het versterkte broeikaseffect ontdooit de
permafrost steeds meer. Dat betekent extra CH4-vorming. Uit de ontdooide permafrostlaag komt ook
moerasgas vrij. In de atmosfeer komt echter niet heel veel CH4 voor, het oxideert tot CO2.
N2O is een broeikasgas dat vrijkomt door bacteriewerking in oceanen en in sterk bemeste
landbouwgrond door overtollig of uitgespoeld nitraat NO3-. Het GWP is 265.
De gevolgen van het versterkte broeikaseffect zijn groot. Zoals verdwijnen van eilanden. Daarom
Parijs klimaatafspraken. Er zijn al ontwikkelingen zichtbaar, zoals betere mestverwerking etc.
