Kohlenstoffkreislauf in aquatischen Ökosystemen

Kohlenstoff ist ein Element, das die Grundlage aller Lebensformen auf der Erde ist. Es bewegt sich durch die Atmosphäre, Lithosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre. Der Kohlenstoffkreislauf reguliert die globale Temperatur der Erde und kontrolliert die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre. Während der Kohlenstoff recycelt wird, wird er von zahlreichen Organismen wiederverwendet. Aquatische Ökosysteme sind solche, die Pflanzen und Tiere enthalten, die auf Wasser angewiesen sind.

Marine Ökosysteme sind die größten Ökosysteme der Erde. Die Ozeane bedecken 71 Prozent der Erdoberfläche und produzieren 97 Prozent des weltweiten Wassers. Salze, meist Natriumchlorid, machen 85 Prozent der gelösten Stoffe in den Ozeanen aus und sind die Schlüsselkomponente, die das Meer von anderen Ökosystemen trennt. Die wichtigsten Unterteilungen mariner Ökosysteme sind Ozean-, Tiefwasser-, Ästuar-, Korallenriff-, Gezeiten- und Küstenökosysteme. Lebende Organismen reichen von Bakterien, Algen, Korallen, Muscheln, Fischen und Säugetieren.

Süßwasserökosysteme enthalten trinkbares Wasser, aber wenig oder kein Salz. Die wichtigsten Unterteilungen sind Seen und Teiche, Flüsse und Bäche, Stauseen, Feuchtgebiete und Grundwasser. Zu den lebenden Organismen gehören Algen, Fische, Amphibien und Pflanzen.

Die Hauptquelle des Kohlenstoffs der Erde ist Kohlendioxid aus submarinen Vulkanausbrüchen. Unterseeische Vulkane machen über 80 Prozent des Vulkanismus der Erde aus. Diese treten an mittelozeanischen Rücken auf, die entlang der zentralen Teile des Atlantiks, des Indischen und des Pazifiks verlaufen Ozeane, zusammen mit Vulkanismus um Subduktionszonen wie den gesamten Rand des Pazifischen Ozeans. Ein Teil dieses Kohlendioxids löst sich im Ozean auf. Ein anderer Teil entweicht durch Verdunstung des Ozeans in die Atmosphäre. Ein weiterer Teil wird von mariner Biomasse wie Plankton, Algen und Bakterien aufgenommen.

Pflanzen und Algen im Süßwasser und Phytoplankton (Meeresorganismen und Algen) nutzen die Sonnenenergie zur Photosynthese. Sie wandeln von ihnen aufgenommenes Kohlendioxid und Wasser in Zucker und Sauerstoff um. Sie speichern den Zucker als Energie und geben den Sauerstoff wieder an das Wasser ab. Die Phytoplanktonaktivität ist auf die ersten 50 Meter Wasser in Seen und Meeren beschränkt. Viele Bereiche des Ozeans bekommen nicht genug Sonnenlicht oder sind zu kalt.

Süßwasseralgen und marines Phytoplankton sind Nahrung für Fische. Fische atmen mit ihren Kiemen gelösten Sauerstoff aus dem Wasser ein und atmen Kohlendioxid wieder ins Wasser aus. Sie speichern die aufgenommenen Kohlenhydrate als Energie und scheiden anorganisches Calciumcarbonat und Bicarbonat aus. Diese Verbindungen werden durch Strömungen in die Tiefsee getragen, wo sie ausfallen.

Tote Organismen zersetzen sich auf dem Fluss-, See- oder Meeresboden und geben Kohlendioxid ab. Das Gas wird in Süß- und Meerwasser recycelt, wo es von anderen Organismen aufgenommen wird oder das Gas in die Atmosphäre verdampft.

Niederschlag löst Kohlendioxid in der Atmosphäre auf und gibt es als milde Säure in das Boden- und Wassersystem zurück. Am Boden verwittert der Regen freiliegende Karbonatgesteine ​​wie Kalkstein. Kalkstein sind die Überreste von anorganischen Karbonaten, die als Ausscheidungen von Fischen und den Skeletten von toten Fischen, Korallen oder anderen Meereslebewesen ausgeschieden wurden. Die tektonischen Kräfte der Erde in Kombination mit dem Klimawandel im Laufe der geologischen Zeit haben die Karbonate auf der Erdoberfläche freigelegt.

Das Regenwasser sammelt sich als Grundwasser unter dem Boden an und fließt über Flüsse und Seen in die Meere ab. Sein Kohlendioxidgehalt wird von Süßwasser- und Meeresorganismen zur Photosynthese aufgenommen und der aquatische Kohlenstoffkreislauf wird wieder aufgenommen.