H9 Systeem Aarde en de mens
Koolstofsinks
- Veranderingen op organisatieniveau Systeem Aarde werken door in de onderliggende
organisatieniveaus en omgekeerd werken veranderingen op een lager organisatieniveau door in
de hogere.
- De basis van al het leven op aarde is koolstof (C). Koolstofverbindingen zijn de bouwstoffen voor
de ecosystemen. De bouw- en brandstoffen die koolstof bevattende organismen opleveren,
voeden de energiestroom. Systeem Aarde bevat grote voorraden koolstofverbindingen die
mensen gebruiken voor verschillende doeleinden.
- Fossiele brandstoffen zoals olie, bruin- en steenkool en aardgas zijn koolstofverbindingen die
ontstaan zijn uit planten en dieren die vaak meer dan 100 miljoen jaar geleden leefden. In de
bodem vormen deze koolstofvoorraden grote koolstofsinks.
- Kalkgesteenten (CaCO3 calciumcarbonaat) vormen ook grote koolstofsinks. Ze zijn in zeeën en
oceanen ontstaan door een reactie van CO2 met aanwezig Ca2+.
- Ook het oceaansediment vormt een grote koolstofsink. Vooral in de noordelijke Atlantische
Oceaan komen enorme hoeveelheden afgestorven plankton, met oceaanstromingen
meegevoerd, op de oceaanbodem terecht. Daar blijven ze opgeslagen.
- De koolstof uit een sink kan op natuurlijke wijze weer vrijkomen door erosie van gesteenten of
door het schuiven van tektonische platen waardoor vulkaanactiviteit ontstaat. Jaarlijks komt op
deze manier zo'n 280 tot 360 miljoen ton koolstof vrij in de vorm van CO 2, De koolstof is dan weer
beschikbaar voor fotosynthese, het begin van een nieuwe koolstofkringloop. Het vrijgekomen
CO2 heeft als broeikasgas echter ook invloed op het wereldklimaat.
- Fossiele brandstoffen, kalkgesteenten en oceaansediment zijn onderdeel van de langzame
koolstofkringloop. Die koolstofstroom atmosfeer -> sink -> atmosfeer duurt zo'n 100 tot 200
miljoen jaar. Door het verbranden van de fossiele brandstoffen is de koolstofstroom sink ->
atmosfeer in de langzame koolstofkringloop enorm versneld. Fossiele brandstoffen vormen zo
een koolstofsource.
- Bij een kringloop waarbij koolstof in relatief korte tijd overgaat van anorganische naar organische
stof, spreken biologen van een snelle of korte koolstofkringloop. Bij zo'n snelle koolstofkringloop
leggen producenten CO2 vast in organische stoffen waarna afbraak door consumenten en
reducenten het CO2 weer vrijmaakt. Bij eenjarige planten gaat dit relatief snel. Bij bepaalde
bomen duurt het soms enkele duizenden jaren.
- Bij de snelle koolstofkringloop bestaat de koolstofsink uit biomassa, maar ook uit organische stof
in de bodem en veen. Grote hoeveelheden biomassa liggen opgeslagen in de
permafrostgebieden rond de Noordpool.
- Bij de snelle koolstofkringloop komt de door de producenten vastgelegde koolstof weer relatief
snel terug in de kringloop na afbraak door dissimilatie van consumenten of na afbraak door
reducenten. Van april tot september nemen planten op het noordelijk halfrond meer CO 2 op dan
ze afgeven, van oktober tot maart is dat andersom. Het zuidelijk halfrond volgt een
tegenovergestelde cyclus.
- De afgelopen millennia is de hoeveelheid in biomassa opgeslagen koolstof afgenomen door
ontbossing, ontginning van venen en ontdooiing van de permafrost. Dat kwam als CO2 in de
, atmosfeer. Veel koolstof is in de vorm van CO2 opgelost in de oceaan -> een belangrijke
koolstofsink. Een toename van opgelost CO2 in de oceanen leidt tot een lagere pH. Voor de
meeste schelpdieren is het daardoor moeilijker om hun schelp op te bouwen. Ook het plankton
heeft last van die pH-daling. Veranderingen in het ene organisatieniveau werken door in andere
niveaus.
Broeikasgassen en klimaat
- De zon levert de energie waarop Systeem Aarde draait. Niet alle zonnestralen bereiken de aarde.
Voor een deel houdt de ozonlaag hoog in de atmosfeer ze tegen. Een ander deel kaatst terug
naar de ruimte door hoge bewolking die als een soort spiegel werkt. Alleen het licht dat het
bladgroen van fytoplankton en planten bereikt, geeft fotosynthese.
- Een deel van het zonlicht verwarmt de aarde en kaatst als warmte terug de atmosfeer in.
Broeikasgassen als CO2 houden die warmtestralen tegen en houden daarmee het broeikaseffect
in stand. Deze natuurlijke deken houdt de gemiddelde temperatuur op aarde zo’n 30 °C hoger.
Zonder broeikasgassen zouden veel plekken op aarde onbewoonbaar zijn.
- De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan, lachgas en ozon. Ze
hebben allemaal het vermogen om infraroodstraling te absorberen. Die stralen ze weer naar alle
kanten uit, ook terug naar de aarde.
- Een toename van broeikasgassen in de atmosfeer door menselijke activiteit heeft geleid tot een
versterkt broeikaseffect.
- De hoeveelheid methaan (CH4) in de atmosfeer is laag. Het GWP is de mate waarin een stof
bijdraagt aan het broeikaseffect in vergelijking met CO 2 gedurende een bepaalde periode.
Gemeten over een periode van 20 jaar staat het opwarmingsvermogen van de atmosfeer van 1 kg
CH4 gelijk aan een waarde in de orde van 84 kg CO 2. In 10 tot 15 jaar oxideert CH4 tot CO2 en H2O.
Hierdoor is het GWP van CH4 over een periode van 100 jaar gedaald tot rond de 25 en over een
periode van 500 jaar gedaald tot ongeveer 7.
- CH4 is afkomstig van fossiele brandstoffen, maar ook van biologische processen. CH 4 ontstaat
onder anaerobe omstandigheden uit organisch materiaal. Landbouw, veeteelt en
afvalstortplaatsen zijn de voornaamste bronnen.
- N2O is een broeikasgas dat vrijkomt door bacteriewerking in oceanen, bij sterk bemeste
landbouwgrond en door verkeer. De concentratie in de atmosfeer is 3,3 ppm, het GWP is 265. Het
duurt zo'n 150 jaar voor een N2O-molecuul in de atmosfeer is afgebroken. De verschillen in de
hoeveelheden, eigenschappen en het GWP van de broeikasgassen maken dat berekeningen aan
het versterkte broeikaseffect heel complex zijn.
Klimaatverandering en biodiversiteit
- Door klimaatverandering veranderen de abiotische factoren van een ecosysteem, zoals de
temperatuur en luchtvochtigheid. Deze veranderingen van abiotische factoren kunnen leiden tot
het overschrijden van tolerantiegrenzen. Met als gevolg dat het voor bepaalde soorten
organismen niet meer mogelijk is om in hun huidige leefgebied te blijven leven. Migreren of
evolueren is de enige optie, anders sterft de soort lokaal uit. De nieuwe omstandigheden trekken
andere soorten juist aan. Door klimaatverandering wijzigen de soortensamenstelling en de
soortenrijkdom van een ecosysteem.
- Soortensamenstelling en soortenrijkdom bepalen de biodiversiteit van een gebied. Ook de
genetische variatie binnen de populaties is van invloed. Een grote biodiversiteit draagt bij aan de
Koolstofsinks
- Veranderingen op organisatieniveau Systeem Aarde werken door in de onderliggende
organisatieniveaus en omgekeerd werken veranderingen op een lager organisatieniveau door in
de hogere.
- De basis van al het leven op aarde is koolstof (C). Koolstofverbindingen zijn de bouwstoffen voor
de ecosystemen. De bouw- en brandstoffen die koolstof bevattende organismen opleveren,
voeden de energiestroom. Systeem Aarde bevat grote voorraden koolstofverbindingen die
mensen gebruiken voor verschillende doeleinden.
- Fossiele brandstoffen zoals olie, bruin- en steenkool en aardgas zijn koolstofverbindingen die
ontstaan zijn uit planten en dieren die vaak meer dan 100 miljoen jaar geleden leefden. In de
bodem vormen deze koolstofvoorraden grote koolstofsinks.
- Kalkgesteenten (CaCO3 calciumcarbonaat) vormen ook grote koolstofsinks. Ze zijn in zeeën en
oceanen ontstaan door een reactie van CO2 met aanwezig Ca2+.
- Ook het oceaansediment vormt een grote koolstofsink. Vooral in de noordelijke Atlantische
Oceaan komen enorme hoeveelheden afgestorven plankton, met oceaanstromingen
meegevoerd, op de oceaanbodem terecht. Daar blijven ze opgeslagen.
- De koolstof uit een sink kan op natuurlijke wijze weer vrijkomen door erosie van gesteenten of
door het schuiven van tektonische platen waardoor vulkaanactiviteit ontstaat. Jaarlijks komt op
deze manier zo'n 280 tot 360 miljoen ton koolstof vrij in de vorm van CO 2, De koolstof is dan weer
beschikbaar voor fotosynthese, het begin van een nieuwe koolstofkringloop. Het vrijgekomen
CO2 heeft als broeikasgas echter ook invloed op het wereldklimaat.
- Fossiele brandstoffen, kalkgesteenten en oceaansediment zijn onderdeel van de langzame
koolstofkringloop. Die koolstofstroom atmosfeer -> sink -> atmosfeer duurt zo'n 100 tot 200
miljoen jaar. Door het verbranden van de fossiele brandstoffen is de koolstofstroom sink ->
atmosfeer in de langzame koolstofkringloop enorm versneld. Fossiele brandstoffen vormen zo
een koolstofsource.
- Bij een kringloop waarbij koolstof in relatief korte tijd overgaat van anorganische naar organische
stof, spreken biologen van een snelle of korte koolstofkringloop. Bij zo'n snelle koolstofkringloop
leggen producenten CO2 vast in organische stoffen waarna afbraak door consumenten en
reducenten het CO2 weer vrijmaakt. Bij eenjarige planten gaat dit relatief snel. Bij bepaalde
bomen duurt het soms enkele duizenden jaren.
- Bij de snelle koolstofkringloop bestaat de koolstofsink uit biomassa, maar ook uit organische stof
in de bodem en veen. Grote hoeveelheden biomassa liggen opgeslagen in de
permafrostgebieden rond de Noordpool.
- Bij de snelle koolstofkringloop komt de door de producenten vastgelegde koolstof weer relatief
snel terug in de kringloop na afbraak door dissimilatie van consumenten of na afbraak door
reducenten. Van april tot september nemen planten op het noordelijk halfrond meer CO 2 op dan
ze afgeven, van oktober tot maart is dat andersom. Het zuidelijk halfrond volgt een
tegenovergestelde cyclus.
- De afgelopen millennia is de hoeveelheid in biomassa opgeslagen koolstof afgenomen door
ontbossing, ontginning van venen en ontdooiing van de permafrost. Dat kwam als CO2 in de
, atmosfeer. Veel koolstof is in de vorm van CO2 opgelost in de oceaan -> een belangrijke
koolstofsink. Een toename van opgelost CO2 in de oceanen leidt tot een lagere pH. Voor de
meeste schelpdieren is het daardoor moeilijker om hun schelp op te bouwen. Ook het plankton
heeft last van die pH-daling. Veranderingen in het ene organisatieniveau werken door in andere
niveaus.
Broeikasgassen en klimaat
- De zon levert de energie waarop Systeem Aarde draait. Niet alle zonnestralen bereiken de aarde.
Voor een deel houdt de ozonlaag hoog in de atmosfeer ze tegen. Een ander deel kaatst terug
naar de ruimte door hoge bewolking die als een soort spiegel werkt. Alleen het licht dat het
bladgroen van fytoplankton en planten bereikt, geeft fotosynthese.
- Een deel van het zonlicht verwarmt de aarde en kaatst als warmte terug de atmosfeer in.
Broeikasgassen als CO2 houden die warmtestralen tegen en houden daarmee het broeikaseffect
in stand. Deze natuurlijke deken houdt de gemiddelde temperatuur op aarde zo’n 30 °C hoger.
Zonder broeikasgassen zouden veel plekken op aarde onbewoonbaar zijn.
- De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp, koolstofdioxide, methaan, lachgas en ozon. Ze
hebben allemaal het vermogen om infraroodstraling te absorberen. Die stralen ze weer naar alle
kanten uit, ook terug naar de aarde.
- Een toename van broeikasgassen in de atmosfeer door menselijke activiteit heeft geleid tot een
versterkt broeikaseffect.
- De hoeveelheid methaan (CH4) in de atmosfeer is laag. Het GWP is de mate waarin een stof
bijdraagt aan het broeikaseffect in vergelijking met CO 2 gedurende een bepaalde periode.
Gemeten over een periode van 20 jaar staat het opwarmingsvermogen van de atmosfeer van 1 kg
CH4 gelijk aan een waarde in de orde van 84 kg CO 2. In 10 tot 15 jaar oxideert CH4 tot CO2 en H2O.
Hierdoor is het GWP van CH4 over een periode van 100 jaar gedaald tot rond de 25 en over een
periode van 500 jaar gedaald tot ongeveer 7.
- CH4 is afkomstig van fossiele brandstoffen, maar ook van biologische processen. CH 4 ontstaat
onder anaerobe omstandigheden uit organisch materiaal. Landbouw, veeteelt en
afvalstortplaatsen zijn de voornaamste bronnen.
- N2O is een broeikasgas dat vrijkomt door bacteriewerking in oceanen, bij sterk bemeste
landbouwgrond en door verkeer. De concentratie in de atmosfeer is 3,3 ppm, het GWP is 265. Het
duurt zo'n 150 jaar voor een N2O-molecuul in de atmosfeer is afgebroken. De verschillen in de
hoeveelheden, eigenschappen en het GWP van de broeikasgassen maken dat berekeningen aan
het versterkte broeikaseffect heel complex zijn.
Klimaatverandering en biodiversiteit
- Door klimaatverandering veranderen de abiotische factoren van een ecosysteem, zoals de
temperatuur en luchtvochtigheid. Deze veranderingen van abiotische factoren kunnen leiden tot
het overschrijden van tolerantiegrenzen. Met als gevolg dat het voor bepaalde soorten
organismen niet meer mogelijk is om in hun huidige leefgebied te blijven leven. Migreren of
evolueren is de enige optie, anders sterft de soort lokaal uit. De nieuwe omstandigheden trekken
andere soorten juist aan. Door klimaatverandering wijzigen de soortensamenstelling en de
soortenrijkdom van een ecosysteem.
- Soortensamenstelling en soortenrijkdom bepalen de biodiversiteit van een gebied. Ook de
genetische variatie binnen de populaties is van invloed. Een grote biodiversiteit draagt bij aan de
