H9 Systeem Aarde en de mens
9.1 Klimaatverandering
De gevolgen van voedsel, afvalstoffen, energieverbruik en grondstoffen zijn merkbaar als
klimaatveranderingen op het niveau van systeem Aarde: het hoogste organisatiesysteem. De basis
van het leven op aarde is koolstof. Koolstofverbindingen zijn de bouwstoffen voor de ecosystemen.
De bouw- en brandstoffen die koolstof bevattende organismen opleveren, voeden de energiestroom.
Fossiele brandstoffen zijn koolstofverbindingen die ontstaan zijn uit planten en dieren. In de bodem
vormen deze voorraden, het oceaansediment en kalkgesteenten zoals calciumcarbonaat (ontstaan in
zeeën en oceanen) grote koolstofsinks. 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. De koolstof is dan weer beschikbaar voor fotosynthese, het begin van een
nieuwe koolstofkringloop. Fossiele brandstoffen, het oceaansediment en kalkgesteenten maken deel
uit van de langzame koolstofkringloop. Bij een kringloop waarbij koolstof in relatief korte tijd
overgaat van anorganische naar organische stof en weer terug, spreken biologen van de snelle
koolstofkringloop, waarbij producenten CO2 vastleggen in organische stoffen waarna consumenten
via dissimilatie en reducenten via afbraak het CO 2 weer vrijmaken. De koolstofsink bestaat dan uit
biomassa. De hoeveelheid in biomassa opgeslagen koolstof neemt af door ontbossing, ontginning
van venen en ontdooiing van de permafrost. Veranderingen in het ene organisatieniveau werken
door in andere niveaus.
Voor een deel houden de ozonlaag en bewolking de zonnestralen tegen. Een deel van het zonlicht
kaatst in warmte terug de atmosfeer in. Broeikasgassen houden die stralen tegen en houden
daarmee het broeikaseffect in stand, een natuurlijke deken die de gemiddelde temperatuur op aarde
gelijk houdt. De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp (H 2O), koolstofdioxide (CO2), methaan
(CH4), lachgas (N2O) en ozon (O3). Ze hebben allemaal het vermogen om infraroodstraling te
absorberen. Een toename van broeikasgassen in de atmosfeer door menselijke activiteit heeft geleid
tot een versterkt broeikaseffect. De hoeveelheid methaan is laag, maar het GWP (global warming
potential) is 84 en dus staat 1kg gelijk aan 84kg CO 2. Methaan ontstaat onder anaerobe
omstandigheden uit organisch materiaal (Binas 93F). Lachgas komt vrij door bacteriewerking in
oceanen, bij sterk bemeste landbouwgrond en door verkeer. Het heeft een GWP van 265. Het GWP is
de mate waarin een stof bijdraagt aan het broeikaseffect in vergelijking met CO 2 gedurende een
bepaalde periode. De verschillen in de hoeveelheden, eigenschappen en het GWP van
broeistofgassen maken dat berekeningen aan het versterkte broeikaseffect heel complex zijn.
De abiotische factoren, zoals temperatuur en luchtvochtigheid, veranderen, wat kan leiden tot het
overschrijden van tolerantiegrenzen met als gevolg dat het voor bepaalde soorten niet mogelijk is
om in hun leefgebied te blijven. Door klimaatverandering wijzigen de soortensamenstelling en de
soortenrijkdom van een ecosysteem. Deze bepalen de biodiversiteit in een gebied. Ook genetische
variatie is van invloed. Een grote biodiversiteit draagt bij aan de veerkracht van de ecosystemen in
systeem Aarde: het vermogen tot aanpassing aan veranderingen.
9.2 Invloed van de mens op de stikstofkringloop
Planten gebruiken stikstof om aminozuren, eiwitten en andere organische N-houdende verbindingen
zoals DNA, ATP en chlorofyl te maken.
9.1 Klimaatverandering
De gevolgen van voedsel, afvalstoffen, energieverbruik en grondstoffen zijn merkbaar als
klimaatveranderingen op het niveau van systeem Aarde: het hoogste organisatiesysteem. De basis
van het leven op aarde is koolstof. Koolstofverbindingen zijn de bouwstoffen voor de ecosystemen.
De bouw- en brandstoffen die koolstof bevattende organismen opleveren, voeden de energiestroom.
Fossiele brandstoffen zijn koolstofverbindingen die ontstaan zijn uit planten en dieren. In de bodem
vormen deze voorraden, het oceaansediment en kalkgesteenten zoals calciumcarbonaat (ontstaan in
zeeën en oceanen) grote koolstofsinks. 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. De koolstof is dan weer beschikbaar voor fotosynthese, het begin van een
nieuwe koolstofkringloop. Fossiele brandstoffen, het oceaansediment en kalkgesteenten maken deel
uit van de langzame koolstofkringloop. Bij een kringloop waarbij koolstof in relatief korte tijd
overgaat van anorganische naar organische stof en weer terug, spreken biologen van de snelle
koolstofkringloop, waarbij producenten CO2 vastleggen in organische stoffen waarna consumenten
via dissimilatie en reducenten via afbraak het CO 2 weer vrijmaken. De koolstofsink bestaat dan uit
biomassa. De hoeveelheid in biomassa opgeslagen koolstof neemt af door ontbossing, ontginning
van venen en ontdooiing van de permafrost. Veranderingen in het ene organisatieniveau werken
door in andere niveaus.
Voor een deel houden de ozonlaag en bewolking de zonnestralen tegen. Een deel van het zonlicht
kaatst in warmte terug de atmosfeer in. Broeikasgassen houden die stralen tegen en houden
daarmee het broeikaseffect in stand, een natuurlijke deken die de gemiddelde temperatuur op aarde
gelijk houdt. De belangrijkste broeikasgassen zijn waterdamp (H 2O), koolstofdioxide (CO2), methaan
(CH4), lachgas (N2O) en ozon (O3). Ze hebben allemaal het vermogen om infraroodstraling te
absorberen. Een toename van broeikasgassen in de atmosfeer door menselijke activiteit heeft geleid
tot een versterkt broeikaseffect. De hoeveelheid methaan is laag, maar het GWP (global warming
potential) is 84 en dus staat 1kg gelijk aan 84kg CO 2. Methaan ontstaat onder anaerobe
omstandigheden uit organisch materiaal (Binas 93F). Lachgas komt vrij door bacteriewerking in
oceanen, bij sterk bemeste landbouwgrond en door verkeer. Het heeft een GWP van 265. Het GWP is
de mate waarin een stof bijdraagt aan het broeikaseffect in vergelijking met CO 2 gedurende een
bepaalde periode. De verschillen in de hoeveelheden, eigenschappen en het GWP van
broeistofgassen maken dat berekeningen aan het versterkte broeikaseffect heel complex zijn.
De abiotische factoren, zoals temperatuur en luchtvochtigheid, veranderen, wat kan leiden tot het
overschrijden van tolerantiegrenzen met als gevolg dat het voor bepaalde soorten niet mogelijk is
om in hun leefgebied te blijven. Door klimaatverandering wijzigen de soortensamenstelling en de
soortenrijkdom van een ecosysteem. Deze bepalen de biodiversiteit in een gebied. Ook genetische
variatie is van invloed. Een grote biodiversiteit draagt bij aan de veerkracht van de ecosystemen in
systeem Aarde: het vermogen tot aanpassing aan veranderingen.
9.2 Invloed van de mens op de stikstofkringloop
Planten gebruiken stikstof om aminozuren, eiwitten en andere organische N-houdende verbindingen
zoals DNA, ATP en chlorofyl te maken.
