Kulstof: Puljer og kredsløb | VG3

Projecter »

Kulstof: Puljer og kredsløb

En tidlig morgen er en familie på vej til arbejde og skole i deres bil. I bilens motor forbrændes kulstofforbindelserne i benzinen og omdannes til CO2. Følger vi et kulstofatom fra udstødningsrøret, vil vi opdage, at jord, luft og vand hele tiden udveksler kulstof med hinanden.

selpingvin.jpg

Det ”lange” kredsløb
I udstødningsrøgen findes kulstof på gas-form som CO2, der blandes op i atmosfæren. Her blæser CO2 molekylet rundt en rum tid og kommer på et tidspunkt ned i det nederste luftlag – eksempelvis lige over havoverfladen ved Antarktis. På grund af en række biologiske og fysiske processer er havvandet i dette område undermættet med CO2-gas. Havet vil derfor gerne optage CO2 molekylet og det sker, når vinden pisker luft ned i havet eller ganske enkelt ved diffusion af gas fra atmosfæren til havet.

selpingvin.jpg

Havvandet optager dermed CO2-gassen og nu reagerer det med vand: Først bliver der dannet kulsyre (H2CO3), der laves om til hydrogenkarbonat (HCO3-). Det er algerne vigtigste kulstofkilde og de optager hydrogenkarbonat, når de laver fotosyntese. Her i havet ved Antarktisk får en særlig stor kiselalge får fat i vores kulstofmolekyle og bygger kulstofatomet ind i dens cellevæg. Den kan blive ædt af dyreplankton, der igen bliver ædt af krebsdyr, fisk eller hvaler og på den måde fortsætter kulstofatomet rundt i kredsløbet.
Kiselalge.jpg

Men kiselalgen kan også dø og synke ned til bunden af havet sammen med en masse andre døde planter og dyr. Her bliver den begravet i mudder og gemt godt væk i havbunden. Kulstofatomet går dermed over i det geologiske kredsløb og er gennem millioner af år trukket ud af det store globale kredsløb. I det geologiske kredsløb bliver de døde dyr og planter presset og mast og kan efter millioner af år måske omdannes til kul eller råolie, som mennesket på et tidspunkt måske brænder af og dermed med bringer vores kulstofatom tilbage i det store kredsløb.

Det ”korte” kredsløb
Et andet kulstofatom fra familiens bil kan også optages af bladene på et bøgetræ, de passerer. Her bliver det indbygget i bladet som cellulose. Når bøgetræet en dag bliver fældet og brændt kommer kulstofatomet igen på CO2 form og slippes tilbage til atmosfæren.

Et kulstof atom fra udstødningen kunne også optages af et salatblad i familiens have. Når vi mennesker spiser salaten forbrænder vi kulstofforbindelserne og optager den energi, der er oplagret i salatbladet. Vi udånder CO2 og slipper derved kulstofatomet tilbage til atmosfæren.

Kulstofpuljer
Der er utallige veje, et kulstof atom kan tage rundt i kulstofkredsløbet. Nogle er som beskrevet korte – andre lange. Men det er karakteristisk, at det tager meget, meget lang tid at oplagre og omdanne kulstof til energi (kul, olie). Det tager derimod ikke lang tid at udvinde og forbrænde energien, og gennem de sidste hundrede år har mennesket forbrændt kolossale mængder fossilt kulstof, der har været gemt væk gennem millioner af år. Og med de krav vi i dag har på enorme mængder af energi forskubber vi voldsomt den kulstofbalance, der har eksisteret på jorden i millioner af år.

Det er vigtigt at betragte hele kloden som et stort system, når man skal undersøge fordelingen og udvekslingen af kulstof i dag. En stigning i atmosfærens kulstofindhold betyder også en stigning i havets kulstofpuljer.

pumpe.jpg

På figuren til højre ser du det globale kulstofkredsløb. De små pile viser hvordan kulstof cirkulerer i luft, vand og jord. Tallene angiver hvor mange Giga ton kulstof (10 9 ton kulstof), der cirkulerer per år. Du kan også se, hvor meget kulstof der er i de forskellige puljer f.eks. er der ca. 750 G ton C i atmosfæren, 800 G ton C gemt i havets overflade vand og ikke mindre end 38.000 G ton C gemt i dybhavet..
Kulstof: Puljer og kredsløb

En tidlig morgen er en familie på vej til arbejde og skole i deres bil. I bilens motor forbrændes kulstofforbindelserne i benzinen og omdannes til CO2. Følger vi et kulstofatom fra udstødningsrøret, vil vi opdage, at jord, luft og vand hele tiden udveksler kulstof med hinanden.

Havets kulstofpumper

Man taler populært om en biologisk og en fysisk pumpe.

Den biologiske CO2-pumpe

Vandhenteren på Vædderen blev flittigt brugt til at bringe havets små fritlevende alger ombord, hvor forskerne brugte mange timer på at kvantificere og undersøge det planteplankton, der er det første afgørende led i havets fødekæder..

Den fysiske CO2-pumpe

Forskerne på CO2 projektet havde travlt da vædderen krydsede Nordatlanten. I de arktiske områder skaber det kolde klima nogle særlige forhold i havet, som påvirker de globale havstrømme.

CO2 gør havet surt

CO2 er en gas, der opløses i havet. Den mængde, der kan opløses, er direkte proportional med mængden i atmosfæren. Havet kan derfor til en hvis grad modvirke stigningen af CO2 i atmosfæren.

CO2 og drivhuseffekten

Der har altid været svingende koncentrationer af CO2 i jordens atmosfære. Men via afbrænding af kul og olie er koncentrationen i atmosfæren nu højere, end den har været på noget tidspunkt i løbet af de sidste 650.000 år