Grundlagen der Ökologie / Stoffkreisläufe / Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoffkreislauf

Die gesamte Menge an Kohlenstoff auf der Erde ist im Vergleich zu anderen Elementen relativ gering. Der größte Kohlenstoffspeicher auf der Erde ist die Lithosphäre, in der u.a. in Carbonatgesteinen mehr als 99% des global vorkommenden Kohlenstoffs gespeichert sind. Weitere Kohlenstoffspeicher sind die Atmosphäre, die Hydrosphäre und die Biosphäre, zwischen denen ein Kreislauf des Kohlenstoffs stattfindet.

Man unterscheidet dabei einen langfristigen Kreislauf zwischen Lithosphäre, Atmosphäre und Hydrosphäre sowie einen kurzfristigen, der im Austausch mit der Biosphäre stattfindet.

Im abiotischen Kreislauf stellen Karbonate, fossile Brennstoffe und totes organisches Material wichtige Kohlenstoff-Reservoire dar. In den Meeren sedimentieren z.B. Calcium- und Magnesiumcarbonat, die somit in die Lithosphäre übergehen. Hier liegen sie gemeinsam mit fossilen Energieträgern und organischem Detritus vor. Über Verwitterung, Verbrennung und Vulkanismus gelangt der Kohlenstoff von hier wieder ins Meer bzw. in die Atmosphäre.

Der biologische Kreislauf des CO2 beginnt mit der Atmung von Lebewesen (Respiration). Dabei werden Kohlenhydrate zur Energiegewinnung mit Sauerstoff oxidiert, es entsteht Kohlendioxid, das an die Umgebungsluft abgegeben wird. Kohlendioxid wird von Pflanzen im Rahmen der Photosynthese wieder aufgenommen und unter Sauerstoffabgabe in Biomasse umgewandelt (Assimilation). Den Prozess der Einbindung von CO2 in pflanzliche Biomasse wird auch als "Kohlenstoff-Fixierung" bezeichnet.

Schematische Darstellung des Kohlenstoffkreislaufs

Eingriffe des Menschen in den natürlichen Kohlenstoffkreislauf führen u.a. dazu, dass infolge der Verbrennung fossiler Energieträger [?!] sich kohlenstoffbasierte sog. Treibhausgase [?!] in der Atmosphäre anreichern und damit die globale Erwärmung verstärken. Dies wird dadurch begünstigt, dass es sich bei der Atmosphäre um den kleinsten der Kohlenstoffspeicher handelt, der damit am empfindlichsten auf Änderungen reagiert.

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