Koolstofkringloop

Kringlopen horen bij het leven, voedingsstoffen komen weer beschikbaar, alle materiaal wordt weer opnieuw gebruikt. Niets blijft onbenut. Zie ook stikstofkringloop en zwavelkringloop.

In deze kringlopen zijn micro-organismen onmisbaar. Wat er gebeurt als stoffen niet afbreekbaar zijn zie je aan de plastic soup. Plastic blijft eeuwig bestaan. Plastic wordt alleen maar kleiner maar verdwijnt nooit. Het plastic afval is jaarlijks verantwoordelijk voor de verstikking en verdrinking van vele honderdduizenden vogels, zeezoogdieren en vissen die het plastic eten of erin verstrikt raken. Ook lekken diverse chemicaliën die uit de plastics in het milieu.

Hieronder de koolstofkringloop.

Bomen, planten, algen en fotosynthetische bacteriën, zoals de cyanobacteriën, zetten de C-bron kooldioxide (CO2) met behulp van licht als energiebron om in complexe koolwaterstoffen en in biomassa van de plant, alg of bacterie zelf: de fotosynthese.

Deze groep van organismen wordt de producenten genoemd. Ze produceren organische verbindingen (CHO).
Er zijn ook nog bacterien die met een anorganische chemische stof als energiebron bijvoorbeeld H2S de C-bron kooldioxide CO2 in organische stof, CHO kunnen vastleggen : de chemosynthese (niet afgebeeld). Dus ook producenten.

De producenten, dat zijn bovengenoemde autotrofe planten, algen en bacterien zijn de voedingsstoffen voor de heterotrofen organismen zoals de onder andere de dieren.
Dieren kunnen niet zonder de autotrofe organismen, zij kunnen zelf geen organisch materiaal maken en zijn heterotroof, dat wil zeggen afhankelijk afhankelijk van een ander autotroof organisme dat ze consumeren, hetzij direct als planteneter, hetzij indirect door een planteneter de consumeren. Dieren zijn consumenten.

Zowel de producenten als de consumenten vormen tijdens hun leven CO2, dit gebeurt tijdens de dissimilatie, (meestal) de aerobe ademhaling. Dit is de biologische verbranding van organische stof met als doel chemische energie (ATP) te winnen nodig voor opbouw van celmateriaal (assimilatie) , beweging en onderhoud. Deze energie komt dus ook indirect uit het zonlicht.

Producenten en consumenten produceren organisch afval (bladeren, urine, uitwerpselen) en gaan dood. Het organisch materiaal dat zo ontstaat wordt vroeger of later gebruikt door heterotrofe micro-organismen zoals bacterien en schimmels die dankzij hun (variatie en ) veelzijdigheid al deze stoffen kunnen afbreken.Het is hun voedsel, ze gebruiken het voor hun eigen groei (celmateriaal) en breken het ook af in hun dissimilatie, zowel (an)aerobe ademhaling als gisting. Hierbij ontstaat CO2. (zelf sterven ze ook af, waarna ze omgezet worden door micro-organismen). Uiteindelijk wordt zo al het gevormde organisch materiaal weer omgezet in CO2. De organismen die dit doen heten de reducenten. De stoffen die omgezet kunnen worden moeten uiteraard biologisch afbreekbaar zijn.

Onder anaerobe omstandigheden vindt methaanvorming plaats waarna dit methaan zowel anaeroob als aeroob door methaan gebruikende bacterien weer in CO2 wordt omgezet. Zowel methaan als CO2 zijn broeikasgassen. Maar als deze gassen weer gebruikt door andere bacterien en/of planten worden is het effect op het klimaat natuurlijk nihil.

Een voorbeeld: Hoogvenen bevatten wel 30 procent van alle koolstof op aarde en leveren een belangrijke bijdrage aan de uitstoot van methaan. Een groot deel van het moerasgas wordt echter ter plekke geconsumeerd door in en op de veenmossen levende methaanbacteriën. Ook is aangetoond dat methaanetende bacteriën het gas omzetten in CO2, waarna het mos dat vervolgens weer inbouwt in biomassa (vetzuren en chlorofyl). Zo zorgt deze symbiose dat het broeikasgas niet in de atmosfeer terecht komt. lees meer.

Als er ook op wereldschaal evenveel CO2 vastgelegd door de producenten als gedissimileerd door alle drie groepen samen dan zal de concentratie CO2 in de atmosfeer constant blijven en is er een echte kringloop.. Geologische processen (heel belangrijk!) even buiten beschouwing gelaten, hierbij is er ook een kringloop.

Op dit moment is er geen sprake van een kringloop: de CO2 concentratie stijgt, de oorzaak is dat de laatste hondervijftig jaar, sinds het gebruik van de stoommachine, de plantenresten die in de aardbodem (steenkool, aardolie, aardgas) miljoenen jaren lang zijn opgeslagen in een heel snel tempo worden verbrand. De mens speelt een belangrijke rol in de koolstofkringloop en is verantwoordelijk voor opwarming van de aarde.

Zowel CO2 als methaan CH4 worden broeikasgassen genoemd, omdat ze in de atmosfeer de warmteafgifte van de aarde beperken, hoe hoger de concentraties hoe hoger de temperatuur: het broeikaseffect. Met als gevolg smeltende ijskappen, hogere waterstanden , extremer weer. Recent onderzoek wijst uit dat als we alle fossiele brandstoffen opmaken ook alle ijs op de wereld smelt en het waterpeil van de oceanen met 60 meter stijgt. Dus hoe eerder we stoppen met het gebruik van fossiele brandstoffen hoe beter het is. Iedereen zal zich moeten aanpassen, dus minder energie gebruiken en andere duurzame (geen fossiele) energie, lees hier meer over bij klimaatverandering, maar vooral ook wat er tegen te doen is.

Zo kunnen cyanobacterien CO2 fixeren en biobrandstof maken, een nieuwe techniek uitgevonden door een Nederlandsbedrijf.

Ook kunnen we CO2 laten omzetten in plantaardig materiaal: algen, blauwalgen, gras, planten, struiken, bomen, een extra argument om woestijnen te vergroenen zie de film groen goud en groen goud 2.

koolstofkringloop

Vragen: de antwoorden kun je afleiden uit de koolstofkringloop.

Leg uit waarom er minder CO2 uitstoot is als er minder vlees gegeten wordt. Dit is een belangrijk argument voor veel mensen minder vlees te eten of vegetariër te worden. Lees meer.

Hoe minder CO2 uitstoot hoe beter. Het is daarom beter om fossiele brandstoffen niet meer te gebruiken en over te gaan op duurzame energie. Geldt dit ook voor het gebruik van afvalhout als energiebron of kun je argumenten geven om wel afvalhout als brandstof te blijven gebruiken? (tip: wat gebeurt er als we dit afval niet gebruiken en laten liggen?)

kies jouw manier om de aarde door te geven