Samenvatting Biologie: H16 Systeem Aarde en de mens; VWO 5; Nectar

BIO H16 SYSTEEM AARDE EN DE
MENS
16.1 KOOLSTOFKRINGLOOP EN KLIMAAT


FOTOSYNTHESE: HET STARTSCHOT
 Na het ontstaan van de eerste eencellige autotrofe organismen  CO2 ging naar oceanen: waar
fotosynthese en omzetting naar CaCO3 plaatsvond  afname CO2  temperatuurdaling
 Na ijstijd kwam opwarming en uiteenvalling van Pangea  systeem Aarde: met variatie aan
levensvormen, verbonden door complexe voedselwebben en ecosystemen


KOOLSTOFVOORRADEN
 Enorme hoeveelheden koolstof in organische stoffen liggen vast in bodemvoorraden: sinks;
vooral fossiele brandstoffen
 Grote sinks:
- Permafrostgebieden (rond de noordpool): organisch materiaal
- Atlantische Oceaan & Zuidelijke IJszee: afgestorven plankton
- Kalkgesteenten (vooral CaCO3): gevormd door chemische processen uit CO2
 Veel vanuit CO2 geproduceerde stoffen zitten vast in biomassa (al de organische stoffen) van levende
planten en dieren


KOOLSTOF STROOMT
 Koolstof in de sinks kan vrijkomen door:
- Vulkaanactiviteit (door het schuiven van tektonische platen)
- Erosie van gesteenten
 Langzame kringloop: 100-200 miljoen jaar
- Fossiele brandstoffen
- Kalkgesteentes
 Snelle kringloop: minuut – 1000 jaar
 Door dissimilatie komt koolstof vrij als CO2


MENSEN EN KOOLSTOF
 Energievoorziening (arbeid, transport, warmte) en grondstoffen om producten te maken (plastic) en
bouwmaterialen bestaand uit koolstofverbindingen
 Bij verbranding ontstaat CO2  CO2-concentratie stijgt


DE TEMPERATUUR OP AARDE
 Broeikasgas= een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking heeft (bv. CO2)
 Dit natuurlijke effect heet het broeikaseffect: het houdt de aarde warm
 Door CO2 uit fossiele brandstoffen versterkt het effect: het versterkte broeikaseffect: meer warmte
wordt vastgehouden dan normaal
 De belangrijkste broeikasgassen:
- CO2
- Waterdamp (warmte verdampt water)

, - CH4
- N2O
 Broeikasgassen absorberen warmte van zonlicht dat de aarde heeft teruggekaatst
 Gewone broeikaseffect
- Waterdamp: 50%
- Waterdruppels in de lage bewolking: 25%
- Normale hoeveelheid CO2: 20%
- Andere broeikasgassen (bv. methaan): 5%
 Hoofdoorzaak van het versterkte broeikaseffect is CO 2


METHAAN EN DISTIKSTOFMONOXIDE
 Naast CO2 zorgen CH4 en N2O ook voor het versterkte broeikaseffect
 GWP (global warming potential) van methaan = 25 (25 x zo sterk broeikasgas als CO 2)
 (Extra) CH4 afkomstig van:
- Fossiele brandstoffen
- Landbouw
- Afvalstortplaatsen
- Veeteelt
- Moerasgas (vooral CH4)
 CH4 ontstaat uit organisch materiaal in anaerobe omstandigheden (BINAS 93F)
 Toendra’s: veel organische stoffen in de bodem. In de zomer smelt de bovenlaag en het water kan niet
wegzakken in de bevroren permafrostlaag eronder  plassen ontstaan waarin anaerobe
methaanbacteriën organische stoffen afbreken  methaan ontstaat
- Door stijgende temperatuur  meet permafrost ontdooit  meet CH4-vorming
- Uit ontdooide permafrostlaag komt ook moerasgas vrij
- Na 10-15 jaar oxideert het CH4 tot CO2
 N2O komt vrij door:
- Bacteriewerking in oceanen
- Overtollig of uitgespoeld nitraat (NO3-) (in sterk bemeste landbouwgrond)


OP WEG NAAR KLIMAATBEHEERSING
 (Nadelige) gevolgen van het versterkte broeikaseffect:
- Lucht- en oceaanstromen verschuiven  droogte / te nat
- Landijs smelt  waterpeil stijgt  overstromingen
 Oplossingen:
- Klimaatafspraken
- Energiezuinigere technieken
- Betere mestwerking
- Circulaire economie (hergebruik)

16.2 STIKTSTOFKRINGLOOP


STIKSTOF GEBRUIKEN VIA NATUURLIJKE PROCESSEN
 Een deel van mest spoelt uit met het regenater
 Stikstofbinding/stikstoffixatie: bacteriën die N2 uit lucht opnemen en binden aan organische stoffen
 Stikstofbindende bacteriën leven vrij in de bodem of in het water of in symbiose met platen
 Voorbeeld symbiose: mutualisme: anaerobe bacteriën maken uit NH 4+ (door de bacteriën omgezet uit
N2, door nitrogenase) en koolhydraten (geleverd door de plant) aminozuren