Hoofdstuk 16 systeem Aarde en de mens
16.1 koolstofkringloop en klimaat
Er zijn aanwijzingen dat het klimaat van de aarde drastisch veranderde met het ontstaan van de
eerste eencellige autotrofe organismen. De CO2 kwam
met regen in de oceanen, waar fotosynthese en
omzetting tot CaCO3 plaatsvond. Dat had een
temperatuurdaling tot gevolg (minder CO2). De
temperatuur daalde zo erg dat de aarde bedekt was
met een laagje ijs (sneeuwbalaarde). Toen vulkanen
uitbarstten en oercontinent Pangea uiteenviel ontstonden vele niches voor leven. Aarde gevuld met
levensvormen, voedselwebben en ecosystemen: systeem Aarde.
Enorme voorraden CO2 liggen in organische stoffen in de bodem: sinks. O.a. als fossiele brandstoffen
en permafrostgebieden. In de bodem van de Atlantische Oceaan of IJszee ligt afgestorven plankton.
Kalkgesteenten vormen ook een sink (CaCO3). Veel uit CO2 geproduceerde stoffen zitten in biomassa
van planten & dieren. In regenwouden/bossen betreft dit grote niet-constante hoeveelheden
(seizoenen).
Koolstof in sinks kan vrijkomen door schuiven van tektonische platen, waardoor vulkaanactiviteit
ontstaat en door erosie. Zo komt er 107-108 ton CO2 vrij beschikbaar voor fotosynthese. Koolstofsinks
zijn de langzame koolstofkringloop: atmosfeer sink atmosfeer (100-200 Mjaar). Snelle
koolstofkringloop doet het in minuten tot jaren. Door dissimilatie komt er 1010 -1011 ton vrij, wat
biomassa wordt. Tot de 19e eeuw waren er stabiele koolstofstromen.
Je lichaam zit vol koolstof. Na dissimilatie adem je dat uit als CO 2. Energievoorziening heeft ook
koolstofverbindingen nodig, evenals grondstoffen. Door stijging van de wereldpopulatie zijn er 6x
zoveel mensen als in 1850. Die gebruiken energie uit koolstofverbindingen, waardoor de CO2-
concentratie stijgt en de kringloop verandert.
Verandering van de koolstofkringloop heeft invloed op het klimaat. CO2 is namelijk een broeikasgas:
warmte-isolerende werking. Dit heet het broeikaseffect. CO2 uit fossiele brandstoffen vergroot dit
effect: het versterkte broeikaseffect. Andere broeikasgassen: waterdamp, CH4 & N2O.
Broeikasgassen kunnen door de aarde uitgestraalde warmte (infraroodstraling) van de zon
absorberen en terugsturen. De ozonlaag houdt een deel van de zonnestralen tegen in de atmosfeer.
Ook een deel gaat terug door bewolking. Gewone broeikaseffect: 50% waterdamp, 25% water (in
lage bewolking) en 20% CO2. 5% door andere zoals CH4. Water verdampt door warmte, zoals boven
de oceaan. Het versterkte broeikaseffect komt door CO2-concentratie. Wetenschappers hebben een
verband tussen temperatuur en CO2 aangetoond. Systeem Aarde kan extra CO 2 opvangen met
fotosynthese: 60% wordt biomassa.
CH4 en N2O spelen ook een rol in het versterkte broeikaseffect. Het GWP (global warming potential)
van methaan is 25 x zo sterk als CO2. Hoeveelheid CH4 is laag (1,8ppm), maar wel helft van
broeikaseffect. Die extra CH4 is afkomstig van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstort en
veeteelt. Ook moerasgas uit organisch materiaal ontstaat anaerobe (zonder lucht). Toendra’s
bevatten veel organische stoffen, waar zomers plassen vormen (water kan niet weg door
permafrostlaag). In de plassen breken methaanbacteriën die stoffen af. Permafrost ontdooid steeds
meer: extra CH4. Ook moerasgas vrij daarbij. In lucht oxideert die CH 4 tot CO2 waardoor het bijdraagt
16.1 koolstofkringloop en klimaat
Er zijn aanwijzingen dat het klimaat van de aarde drastisch veranderde met het ontstaan van de
eerste eencellige autotrofe organismen. De CO2 kwam
met regen in de oceanen, waar fotosynthese en
omzetting tot CaCO3 plaatsvond. Dat had een
temperatuurdaling tot gevolg (minder CO2). De
temperatuur daalde zo erg dat de aarde bedekt was
met een laagje ijs (sneeuwbalaarde). Toen vulkanen
uitbarstten en oercontinent Pangea uiteenviel ontstonden vele niches voor leven. Aarde gevuld met
levensvormen, voedselwebben en ecosystemen: systeem Aarde.
Enorme voorraden CO2 liggen in organische stoffen in de bodem: sinks. O.a. als fossiele brandstoffen
en permafrostgebieden. In de bodem van de Atlantische Oceaan of IJszee ligt afgestorven plankton.
Kalkgesteenten vormen ook een sink (CaCO3). Veel uit CO2 geproduceerde stoffen zitten in biomassa
van planten & dieren. In regenwouden/bossen betreft dit grote niet-constante hoeveelheden
(seizoenen).
Koolstof in sinks kan vrijkomen door schuiven van tektonische platen, waardoor vulkaanactiviteit
ontstaat en door erosie. Zo komt er 107-108 ton CO2 vrij beschikbaar voor fotosynthese. Koolstofsinks
zijn de langzame koolstofkringloop: atmosfeer sink atmosfeer (100-200 Mjaar). Snelle
koolstofkringloop doet het in minuten tot jaren. Door dissimilatie komt er 1010 -1011 ton vrij, wat
biomassa wordt. Tot de 19e eeuw waren er stabiele koolstofstromen.
Je lichaam zit vol koolstof. Na dissimilatie adem je dat uit als CO 2. Energievoorziening heeft ook
koolstofverbindingen nodig, evenals grondstoffen. Door stijging van de wereldpopulatie zijn er 6x
zoveel mensen als in 1850. Die gebruiken energie uit koolstofverbindingen, waardoor de CO2-
concentratie stijgt en de kringloop verandert.
Verandering van de koolstofkringloop heeft invloed op het klimaat. CO2 is namelijk een broeikasgas:
warmte-isolerende werking. Dit heet het broeikaseffect. CO2 uit fossiele brandstoffen vergroot dit
effect: het versterkte broeikaseffect. Andere broeikasgassen: waterdamp, CH4 & N2O.
Broeikasgassen kunnen door de aarde uitgestraalde warmte (infraroodstraling) van de zon
absorberen en terugsturen. De ozonlaag houdt een deel van de zonnestralen tegen in de atmosfeer.
Ook een deel gaat terug door bewolking. Gewone broeikaseffect: 50% waterdamp, 25% water (in
lage bewolking) en 20% CO2. 5% door andere zoals CH4. Water verdampt door warmte, zoals boven
de oceaan. Het versterkte broeikaseffect komt door CO2-concentratie. Wetenschappers hebben een
verband tussen temperatuur en CO2 aangetoond. Systeem Aarde kan extra CO 2 opvangen met
fotosynthese: 60% wordt biomassa.
CH4 en N2O spelen ook een rol in het versterkte broeikaseffect. Het GWP (global warming potential)
van methaan is 25 x zo sterk als CO2. Hoeveelheid CH4 is laag (1,8ppm), maar wel helft van
broeikaseffect. Die extra CH4 is afkomstig van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstort en
veeteelt. Ook moerasgas uit organisch materiaal ontstaat anaerobe (zonder lucht). Toendra’s
bevatten veel organische stoffen, waar zomers plassen vormen (water kan niet weg door
permafrostlaag). In de plassen breken methaanbacteriën die stoffen af. Permafrost ontdooid steeds
meer: extra CH4. Ook moerasgas vrij daarbij. In lucht oxideert die CH 4 tot CO2 waardoor het bijdraagt
