Globaler Kohlenstoffkreislauf und Ozeanstruktur
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Questions and Answers

Was passiert mit dem Carbonat in der Carbonat-Kompensationstiefe?

  • Es wird in die Atmosphäre freigesetzt.
  • Es verursacht einen Anstieg der Wassertemperatur.
  • Es wird dauerhaft im Sediment gespeichert.
  • Es löst sich wieder auf. (correct)

Welche Funktion hat die Biologische Pumpe im Ozean?

  • Sie erhöht die Salinität des Wassers.
  • Sie speichert CO2 am Meeresboden. (correct)
  • Sie sorgt für die Sedimentbildung.
  • Sie reduziert die Wasserverdampfung.

Was beschreibt die Löslichkeitspumpe?

  • Den Prozess der CO2 Speicherung nur an Land.
  • Die Umweltzirkulation durch Down- und Upwelling. (correct)
  • Die Erhöhung der Biomasse in Gewässern.
  • Den Anstieg der Temperatur in der Atmosphäre.

Wie wird die terrestrische Senke berechnet?

<p>Durch Bilanzberechnungen. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein Einfluss von anthropogenen Aktivitäten auf die Senken an Land?

<p>Erhöhung der CO2-Konzentration. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Rückkopplungseffekte ergeben sich durch CO2 in der Atmosphäre?

<p>Positive Werte erhöhen die Biomasse und die CO2-Emission. (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Prozess trägt zur CO2-Speicherung im Boden bei?

<p>Respiration von Organisationen. (C)</p> Signup and view all the answers

Was beeinflusst die Klimawirkung unabhängig von der CO2-Konzentration?

<p>Die Klimareaktion. (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt das Henry-Gesetz in Bezug auf CO2?

<p>Die gelöste Menge CO2 ist proportional zum Partialdruck in der Gasphase. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie unterscheidet sich die Dichte von Wasser?

<p>Sie steigt mit zunehmendem Salzgehalt und sinkt mit steigender Temperatur. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen zur atmosphärischen CO2-Konzentration ist korrekt?

<p>Sie beträgt etwa 4.70 Gigatonnen pro Jahr. (C), Sie kann präzise gemessen werden. (D)</p> Signup and view all the answers

Was verursacht die Pyknokline in den Ozeanen?

<p>Unterschiedliche Wassertemperaturen und Salzgehalte. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt die Umgebungstemperatur im Ozean?

<p>Temperaturveränderungen führen zur Schichtung von Wasser. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine wichtige Konsequenz der ozeanischen CO2-Senke?

<p>Sie spielt eine Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. (C)</p> Signup and view all the answers

Was stellt eine Herausforderung bei der Bestimmung der ozeanischen CO2-Senke dar?

<p>Die Unsicherheit über die Einflussfaktoren in der Ozeanchemie. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Schicht im Ozean verhindert häufig die Durchmischung von Oberflächen- und Tiefenwasser?

<p>Der Dichtesprung, bekannt als Pyknokline. (D)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit Wasser, wenn es abkühlt und welche Folge hat dies in der thermohalinen Zirkulation?

<p>Die Dichte des Wassers nimmt zu und das Wasser sinkt ab. (A)</p> Signup and view all the answers

Was bewirkt die Meereseisbildung im Nordatlantik?

<p>Erhöhung der Salinität des Wassers. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie kann man das Absinken von Wassermassen und Mischungsprozesse nachverfolgen?

<p>Mit Hilfe eines Tritium-Tracers. (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Pyknokline im Kontext von Tritiumverteilungen?

<p>Sie verhindert das Absinken von Tritium. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie viel CO2 nimmt der Ozean jährlich auf?

<p>Etwa 3 bis 3 Gigatonnen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher Prozess führt dazu, dass atmosphärisches CO2 im Oberflächenwasser des Ozeans gelöst wird?

<p>Austausch zwischen Luft und Wasser. (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit den Organismen des Phytoplanktons nach ihrem Absterben?

<p>Die Biomasse sinkt ab und trägt zur Sedimentbildung bei. (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Hauptfaktor für die Austauschrate von CO2 zwischen Atmosphäre und Ozean?

<p>Konzentrationsdifferenz zwischen Luft und Wasser. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Atmosphärische CO2-Konzentration

Die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre ist durch Messungen bekannt und beträgt etwa 4,70 Gigatonnen pro Jahr.

Fossilen Emissionen

Fossilen Emissionen sind durch Statistiken zu Energieverbrauch und Zementproduktion bekannt und liegen bei etwa 9,4 Gigatonnen pro Jahr.

Ozeanische Senke

Die Ozeanische Senke bezeichnet die Aufnahme von CO2 durch den Ozean. Wie viel CO2 der Ozean aufnehmen kann, ist jedoch schwieriger zu bestimmen.

Henry-Gesetz

Das Henry-Gesetz besagt, dass die gelöste Menge an CO2 proportional zum Partialdruck in der Gasphase ist. CO2 ist sehr gut löslich im Wasser, da es weitere chemische Gleichgewichte beeinflusst.

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Schichtung des Wassers

Die Schichtung des Wassers erfolgt nach der Dichte. Die Dichte von Wasser hängt von Salzgehalt und Temperatur ab.

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Pyknokline

Die Dichtegradient wird Pyknokline genannt, also der Übergang zwischen Wasserschichten verschiedener Dichten. Diese kann durch Temperaturveränderungen (Thermokline) oder Salinitätsveränderungen (Halokline) verursacht werden.

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Schichtung in höheren Breiten

In höheren Breiten entstehen starke Änderungen der Dichte. In tieferen Breiten verhindert eine Thermokline die Durchmischung von Oberflächen- mit Tiefenwasser. Die Oberflächenwasserschicht ist dabei gemischt und relativ uniform.

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Schichtung in den Tropen und mittleren Breiten

In den Tropen, Subtropen und mittleren Breiten ist die Pyknokline sehr ausgeprägt (hauptsächlich wegen der Thermokline). Das Tiefenwasser darunter ist uniform.

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Downwelling

Die Abkühlung von Wasser führt zu einer höheren Dichte, wodurch die Wassermassen absinken. Dieser Prozess wird Downwelling genannt.

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Upwelling

Die Bewegung von warmen Wassermassen nach oben. Dieser Prozess wird durch die Mischung von Wassermassen, insbesondere durch Gezeiten, angetrieben.

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Antarktisches Upwelling

Eine starke Wasserzirkulation, die durch Wind und andere Faktoren um die Antarktis entsteht. Sie führt zum Aufsteigen von Wasser aus der Tiefe.

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Nordatlantisches Downwelling

Die Abkühlung von Wasser im Nordatlantik durch kalte Winde und die Bildung von Meereis erhöht die Salinität des Wassers. Dies führt zu einer höheren Dichte und dem Absinken des Wassers.

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Tritium-Tracer

Die Verwendung von Tritium, einem Isotop von Wasserstoff, als Tracer, um die Bewegung von Wassermassen im Ozean zu verfolgen.

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CO2-Austausch

Der Austausch von Kohlendioxid CO2 zwischen der Atmosphäre und dem Ozean. Die Geschwindigkeit dieses Austausches hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Temperatur und Windgeschwindigkeit.

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CO2-Aufnahme durch Ozean

Die Aufnahme von Kohlendioxid CO2 aus der Atmosphäre durch das Oberflächenwasser des Ozeans. Dies geschieht durch verschiedene Prozesse, wie die Auflösung im Wasser und die Fixierung durch Phytoplankton.

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Carbonat-Kompensationstiefe

Die Carbonat-Kompensationstiefe beschreibt die Wassertiefe, in der sich gelöstes Kohlendioxid (CO2) wieder in Carbonat (CaCO3) umwandelt.

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Biologische Pumpe

Die Biologische Pumpe beschreibt die Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre durch Photosynthese in marinen Organismen, die beim Absinken in die Tiefe CO2 in Form von Carbonat am Meeresboden speichern.

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Löslichkeits- / Umweltzirkulation

Die Löslichkeits- oder Umweltzirkulation beschreibt den Transport von CO2 durch das Meer, der durch Down- und Upwelling-Prozesse entsteht.

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Terrestrische Senke

Die Aufnahme von CO2 durch die terrestrischen Ökosysteme (Landpflanzen und Böden) wird als terrestrische Senke bezeichnet.

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Globale Kohlenstoffbilanz

Die globale Kohlenstoffbilanz beschreibt den Austausch von CO2 zwischen Atmosphäre, Ozean, Land und Biosphäre.

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Rückkopplungseffekte im C-Kreislauf

Rückkopplungseffekte im Kohlenstoffkreislauf beschreiben die Reaktionen des Systems auf Änderungen der CO2-Konzentration.

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Positive und negative Rückkopplungseffekte

Positive Rückkopplungseffekte verstärken die ursprünglichen Veränderungen im CO2-Kreislauf, während negative Effekte diese abschwächen.

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Study Notes

Globaler Kohlenstoffkreislauf

  • Der globale Kohlenstoffkreislauf ist stark durch menschliche Aktivitäten verändert.
  • Die atmosphärische CO2-Konzentration beträgt ca. 4.70 ± 0.02 Gigatonnen pro Jahr.
  • Fossile Emissionen betragen ca. 9.4 ± 0.5 Gigatonnen pro Jahr.
  • Die Ozeanische Senke ist schwieriger zu bestimmen.

Löslichkeit von CO2 im Ozean

  • Im Gleichgewicht sind die Partialdrücke von gasförmigem und gelöstem CO2 gleich.
  • Das Henry-Gesetz besagt, dass die gelöste Menge CO2 proportional zum Partialdruck in der Gasphase ist.
  • CO2 ist gut löslich, da es in weitere Gleichgewichte involviert ist.
  • Daher folgt die Menge an insgesamt gelöstem CO2-C nicht mehr dem Henry-Gesetz.

Stratifizierung der Ozeane

  • Die Schichtung von Wasser erfolgt nach der Dichte.
  • Die Dichte hängt vom Salzgehalt (Salinität) und der Temperatur ab.
  • Höherer Salzgehalt = höhere Dichte
  • Höhere Temperatur = geringere Dichte
  • Der Dichtegradient wird Pyknokline genannt.
  • Temperaturveränderungen (Thermokline) und Salinitätsveränderungen (Halokline) erzeugen die Pyknokline.
  • In höheren Breiten verursachen starke Dichteänderungen eine Durchmischung von Oberflächen- und Tiefenwasser nicht.

Das Prinzip der thermohalinen Zirkulation

  • Abkühlung von Wasser erhöht die Dichte.
  • Wasser sinkt ab.
  • Konvektion führt zur Mischung.
  • Wärmetransport entlang der Thermokline bewirkt Aufsteigen der Wassermassen.
  • Durch Mischung (z.B. Gezeiten) und Wind (z.B. Antarktischer Zirkumpolarstrom) wird Wasser bewegt.

Atomwaffentests und Radioisotope

  • Neutronenstrahlung wird durch kosmische Strahlung oder Atomwaffentests generiert.
  • Verwendung von Tritium-Tracer um Misch- und Absinkprozesse von Wassermassen zu verfolgen.

CO2-Austausch zwischen Atmosphäre und Ozean

  • Die Austauschrate hängt von Faktoren wie Wassertemperatur und Windgeschwindigkeit ab.
  • Die Austauschrate basierend auf der Konzentrationsdifferenz zwischen Luft und Wasser kann berechnet werden.
  • Modellrechnungen zeigen eine CO2-Aufnahme von ca. 3-3 Gigatonnen pro Jahr durch das Meer.

Umsatz des Oberflächenwasser-CO2

  • Atmosphärisches CO2 löst sich im Oberflächenwasser.
  • Phytoplankton nimmt CO2 durch Photosynthese auf.
  • Biomasse sinkt ab und wird zu Sedimenten.
  • In der Carbonat-Kompensationstiefe löst sich das Carbonat wieder auf.
  • Die biologische Pumpe (Umweltzirkulation) transportiert CO2 in die Tiefe.
  • Down- und Upwelling, sowie andere Prozesse bewegen das CO2 mit.

Globale Kohlenstoffbilanz

  • Die terrestrische Senke ist schwer direkt zu berechnen.
  • Sie wird aus der Bilanz abgeleitet, weil die Prozesse sehr unterschiedlich sind.
  • Obgleich die Landnutzung Quelle von CO2 ist, ist die Netto-terrestrische Senke negativ.
  • Anthropogene Einflüsse (wie z.B. Landnutzung) haben die Ozeanischen und terrestrischen Senken beeinflusst.

Rückkopplungseffekte via C-Kreislauf

  • Rückkopplungseffekte beinhalten Wechselwirkungen zwischen Klima und Kohlenstoffkreislauf.
  • Positive Werte steigern die CO2-Menge in der Atmosphäre.
  • Negative Werte verringern die CO2-Menge in der Atmosphäre.
  • Änderungen der Temperatur und/oder CO2-Konzentration beeinflussen die Prozesse.

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Zusammenfassung - Globaler Kohlenstoffkreislauf

Description

Dieser Quiz behandelt den globalen Kohlenstoffkreislauf, die Löslichkeit von CO2 im Ozean und die Stratifizierung der Ozeane. Lernen Sie, wie menschliche Aktivitäten den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen und welche physikalischen Prinzipien die Dichte und Schichtung der Ozeane bestimmen.

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