Bei der Photosynthese nehmen Pflanzen ständig atmosphärische Gase auf und geben sie so ab, dass Zucker für die Nahrung entsteht. Kohlendioxid geht in die Zellen der Pflanze; Sauerstoff kommt raus. Ohne Sonnenlicht und Pflanzen wäre die Erde ein unwirtlicher Ort, der luftatmende Tiere und Menschen nicht ernähren könnte.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Bei der Photosynthese wird der Atmosphäre Kohlendioxid entzogen und Sauerstoff zugeführt.
Die geschichtete Atmosphäre der Erde
Die Atmosphäre ist in verschiedene Schichten geschichtet, von denen jede eine etwas andere Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften hat. Alle biologischen Organismen leben in der untersten Ebene der Atmosphäre, der Troposphäre, die sich vom Boden bis zwischen 9 Kilometer (5,6 Meilen) und 17 Kilometer (10,6 Meilen) erstreckt. Die Troposphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff, Argon und Kohlendioxid. Die Photosynthese hilft, die Mengen an Sauerstoff und Kohlendioxid in der Atmosphäre zu regulieren.
Die Photosynthesereaktion
Die meisten Pflanzen und einige spezialisierte Bakterien betreiben Photosynthese, deren chemische Gleichung lautet:
Kohlendioxid + Wasser = Glucose + Sauerstoff
Chlorophyll, ein Molekül, das in den Blättern von Pflanzen vorkommt, ist für die Photosynthese unerlässlich. Dieses Molekül fängt die Energie des Sonnenlichts ein und ermöglicht die Photosynthesereaktion. Die Konvention besagt, dass Chlorophyll und Sonnenlicht auf keiner Seite der Gleichung stehen sollten. Stattdessen können Sie sich Chlorophyll als einen Katalysator vorstellen, der Sonnenlicht nutzt, um die Reaktion zu beschleunigen.
Sauerstoff und die frühe Erde
Die Atmosphäre der frühen Erde, die sich dramatisch von der heutigen unterschied, bestand aus Wasserdampf, Kohlendioxid und Ammoniak. Erst durch die Evolution von Cyanobakterien (photosynthetische Bakterien) gelangte Sauerstoff in die Atmosphäre. Die Photosynthese führte über Milliarden von Jahren zu einer Zunahme des Sauerstoffs in der Atmosphäre. Heute macht Sauerstoff etwa 21 Prozent der Atmosphäre aus, und es ist das komplizierte Gleichgewicht zwischen Photosynthese und Atmung, das es auf einem konstanten Niveau hält.
Kohlendioxid und Erdtemperatur
Treibhausgase absorbieren die Strahlung der Sonne und halten die Temperatur der Erde aufrecht. Kohlendioxid ist eines der wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre, und ein Anstieg des CO2 wird wahrscheinlich zu einer Veränderung der globalen Temperatur der Erde führen. Photosynthetische Organismen spielen eine wesentliche Rolle dabei, den Kohlendioxidgehalt relativ konstant zu halten und damit die Temperatur der Erde zu halten. Seit der industriellen Revolution pumpt die Menschheit durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe große Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre. Dies verstärkte den Treibhauseffekt, der die globale Temperatur in den nächsten Jahrzehnten voraussichtlich um 2 bis 3 Grad Celsius (3,6 bis 5,4 Grad Fahrenheit) erhöhen wird.