Die Ozeane

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2. Nährstoffe im Ozean - Mehr

Arbeitsblatt 2: Phytoplankton, Eisen und CO₂ Absorption

1. Die Absorption durch CO₂

Nahezu alle Pflanzen auf der Erde nehmen Kohlendioxid auf, um zu wachsen, denn das Gas stellt die Kohlenstoffatome bereit, aus denen die organischen Verbindungen in den Pflanzenzellen aufgebaut sind.

Wird die Bildung von Biomasse (= Pflanzenmaterial) durch die Energie der Sonne möglich gemacht und durch das Chlorophyll in den Pflanzenzellen ausgeführt, so bezeichnen wir diesen Vorgang als Photosynthese.

Chlorophyll verleiht vielen Pflanzen ihre grüne Farbe. Die Photosynthese macht viele Pflanzen zu einer Senke (Gegenteil von Quelle) für das Treibhausgas CO₂. Wir wissen, dass Bäume eine Menge CO2 aufnehmen. Aber auch die winzigen Phytoplanktonorganismen in den Weltmeeren sind eine wichtige Senke, einfach weil es so viele von ihnen gibt.

Phytoplankton fungiert aber nicht nur als Senke für Kohlendioxid, sondern entlässt andere Gase in die Atmosphäre. Auch diese Gase können für unser Klima relevant sein.

                        1.   Bäume fungieren als Sauerstoffquelle. In gleicher Weise
                        tut dies auch Phytoplankton in den Meeren (Bildquelle: Hemera, Big Box of Art)

Übung 1:

Versuche,  die Begriffe unten entsprechend der Nummerierung in der Grafik in die richtige Reihenfolge zu bringen (Lade bitte das Arbeitsblatt herunter).

2.  Prozesse in der Atmosphäre über den Ozeanen. Bild: Lucinda Spokes, abgewandelt durch Julia Heres
 

1. ________________________

2. ________________________

3. ________________________

....

9. ________________________

Fehlende Begriffe:

- Staubpartikel
- Sulfataerosol
- DMS
- Phytoplankton
- Wolkenkondensationskeime
- Indirekte Kühlung / Lichtstreuung durch Wolken
- Direkte Kühlung, Lichtstreuung durch Aerosol
- DMS
- Eisen

Wir haben gelesen, dass Phytoplankton zum Wachsen nicht nur Sonnenlicht und Kohlendioxid benötigt, sondern auch bestimmte Nährstoffe eine Rolle spielen. In den meisten Fällen sind die Ionen von Stickstoff- und Phosphorverbindungen die beschränkenden Faktoren. In einigen Fällen jedoch sind sie in hinreichender Menge vorhanden und dennoch wächst kein Phytoplankton.

Übung 2:

Der Wissenschaftler John Martin sagte einmal, dass er die nächste Eiszeit hervorrufen könne, wenn man ihm einen mit Eisen gefüllten Tanker gäbe. Was meinte er damit?

Übung 3: 

Trage die richtigen Begriffe in den Lückentext ein.

In einigen Regionen des Ozeans sind die Nährstoffe _______________________ in ausreichenden Mengen vorhanden, um das Wachstum von Phytoplankton zu ermöglichen.
Aber der _______________________ an Eisen kann ein limitierender Faktor sein.
Das Wachstum des winzigen Einzellers _______________________ im Ozean ist für das Klimasystem von Bedeutung. Riesige Mengen hiervon befinden sich in den Weltmeeren, sodass es zu einer bedeutenden Senke für das Treibhausgas _______________________ wird.
Wie viele andere Pflanzen auch, nimmt das Phytoplankton CO2 während der _______________________ auf, wenn genug _______________________ vorhanden ist. Während dieses Prozesses wird _______________________ aufgebaut und Sauerstoff freigesetzt.
Einige Arten von Phytoplankton produzieren das Gas Dimethylsulfid, welches das Element _______________________ enthält. In der Atmosphäre kann Dimethylsulfid mit Eisen reagieren und Sulfataerosol erzeugen.
Das _______________________ reflektiert auf der einen Seite das Sonnenlicht zurück in den Weltraum und ruft auf diese Weise ein Abkühlen der Erde hervor. Zudem kann es als Kondensationskeim für die Bildung von _______________________ dienen. Auch Wolken reflektieren das Sonnenlicht zurück in den Weltraum. Allerdings hängt der Abkühlungseffekt vom Wolkentyp ab und kann auch aufgehoben werden, wenn der _______________________ der Wolken dominiert. Denn Wolken nehmen auch Wärmestrahlung von der Erde auf.
Wir sehen, dass Eisen in der Luft und im Meer ein wichtiger Faktor unseres Klimasystems sein kann. Die Hauptwirkung des Eisens resultiert jedoch nicht aus der Reflexion des Sonnenlichtes durch Eisen-Schwefelverbindungen, sondern aus der höheren _______________________ durch Eisen als Nährstoff im Meer. Wenn in den Ozeanen mehr Phytoplankton wächst und mehr absterbendes Phytoplankton in die Tiefen des Ozeans sinkt, wird mehr CO2 aus der Atmosphäre entfernt und in den Tiefen des Ozeans gespeichert.
Einige Wissenschaftler schlagen daher vor, mehr Eisen in das Meer einzubringen, um _______________________ aus der Atmosphäre zu entfernen, das von den Menschen als Abgas durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt wird.

Fehlende Begriffe: Aufnahme von CO2, Sonnenlicht, Phytoplankton, Wolken, Treibhauseffekt, Kohlendioxid, Schwefel, Photosynthese, Kohlendioxid, Biomasse, Nitrat und Phosphat, Mangel, Sulfataerosol

Übung 4:

Überprüfe, ob du die Aussagen der Texte verstanden hast:

Wähle den  GRÜNEN Schaltknopf, wenn du denkst, dass die Antwort richtig ist. Wähle den  ROTEN, wenn du denkst die Aussage ist falsch.

a) Die steigende Konzentration an Treibhausgasen in der Atmosphäre bewirkt eine globale Erwärmung.

b) Stärkere Emissionen der Schwefelverbindung Dimethylsulfid aus Phytoplankton können die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre reduzieren.

c) Wälder sind große Speicher für Kohlenstoff. Sie können CO₂ aus der Luft aufnehmen.

d) Zuviel Eisen im Meerwasser verhindert ein Wachstum von Phytoplankton.

e) Ein Teil des Phytoplanktons, das abstirbt, sinkt in die Tiefsee ab. So ermöglicht es eine Speicherung von Kohlendioxid auf dem Meeresgrund.

f) Das biologische Gleichgewicht in den Ozeanen wird durch eine Zufuhr von Eisen nicht beeinflusst.

g) Die Düngung mit Eisen kann mikrobiologische Prozesse begünstigen, die zur Bildung von effizienteren Treibhausgasen wie Methan führen.

About this page:

- Author: Bernd Wohlhöfer - University of Nürnberg, Elmar Uherek - MPI Chemistry Mainz  - Germany
- educational reviewing: Prof. Dr. Schrettenbrunner / Dr. Schleicher / J. Heres
- last update: 2005-02-08