Hoofdstuk 16 Systeem Aarde en de mens samenvatting 5VWO

Hoofdstuk 16 Systeem Aarde en de mens

16.1                                                            Koolstofkringloop > Binas tabel 93F

Het systeem Aarde → alle complexe voedselwebben en ecosystemen op aarde tezamen. De eerste eencellige autotrofe organismen startten de klimaatveranderingen die leidden tot het ontstaan van het huidige systeem Aarde. 

Koolstofvoorraden

Sinks → bodemvoorraden organische stoffen, bijvoorbeeld koolstofverbindingen (fossiele brandstoffen; steenkool, aardolie en aardgas). 

Dit is onder andere opgeslagen in:

• permafrostgebieden (dooïng CH4 gehalte atmosfeer neemt toe).
• afgestorven plankton op zeebodem opgeslagen
• kalkgesteenten (vooral CaCO3)

Koolstof stroomt

De koolstof in de sinks kan weer vrijkomen in de vorm van CO2 door:

• verschuiving tektonische platen → vulkaanactiviteit
• erosie van gesteenten

Sinks zijn een onderdeel van de langzame koolstofkringloop. De langzame koolstofkringloop is de kringloop van koolstof van miljoenen jaren. De snelle koolstofkringloop duurt van minuten tot enkele duizenden jaren. De afbraak van organische stoffen (dissimilatie) zorgt er ook voor dat CO2 in de atmosfeer terechtkomt. 

De temperatuur op aarde

De belangrijkste broeikasgassen in de atmosfeer zijn: CO2, waterdamp, CH4 en N2O. 

Een broeikasgas heeft een warmte-isolerende werking in de atmosfeer. Het natuurlijk effect dat erbij hoort heet het broeikaseffect. CO2 dat vrijkomt uit fossiele brandstoffen zorgen voor het meer dan normaal vasthouden van warmte door de atmosfeer: het versterkt broeikaseffect. 

Methaan en distikstofmonoxide

Naast CO2 spelen methaan en distikstofmonoxide ook een rol in het versterkt broeikaseffect:

• CH4 → afkomstig van het gebruik van fossiele brandstoffen, landbouw, afvalstortplaatsen en veeteelt. Moerasgas en afbraak door methaanbacteriën bij de ontdooiing van de permafrostlaag zorgen voor het vrijkomen van CH4. 
• N2O → komt vrij door bacteriewerking in oceanen en overtollig of uitgespoeld nitraat uit bemeste landbouwgrond. 

Op weg naar klimaatbeheersing

Gevolgen versterkt broeikaseffect:

• Lucht- en zeestromen verschuiven 
• Landijs smelt ↠ waterpeil in rivieren stijgt en oceaanwater zet uit.
• Overstromingen frequenter

 Om de uitstoot van CO2 te beperken zijn er ontwikkelingen gaande. Op grote schaal gaat het om energiezuinigheid en alternatieve energiebronnen. Op kleinere schaal gaat het bijvoorbeeld om circulaire economie en om voedsel uit de regio, zodat minder energie voor transport nodig is.

16.2                                                                    Stikstofkringloop > Binas tabel 93G

Stikstof gebruiken via natuurlijke processen

In de meeste bodems zit te weinig stikstof. De meeste stikstof is in gasvorm aanwezig in de lucht, maar dat kunnen planten niet opnemen; hiervoor zijn speciale stikstofbindende bacteriën nodig. Deze leven in symbiose met planten. Stikstofbindende bacteriën kunnen de N2 in de lucht in anaerobe omstandigheden omzetten in NH4+. Vanuit NH4+ kunnen ze andere stikstofhoudende moleculen maken. 

Groenbemesting → het verrijken van de bodem met stikstof afkomstig uit plantenresten.

De stikstofkringloop en de mens

Stikstof is een basisstof voor planten om te kunnen groeien. Door bevolkingsgroei is er meer voedsel nodig en dus tekort aan stikstof. Bemesting met kunstmest lijkt tot nu toe de enige oplossing. 

• Kunstmest bevat fosfaat, Kalium en stikstof en is verrijkt met sporenelementen, wat uitputting van sporenelementen in de bodem tegengaat. 

Stikstof in het water

Eutrofiëring → verrijking van het water met anorganische voedingsstoffen (NO3- spoelt uit door regenwater) 

Een gevolg van eutrofiëring is de algenbloei, explosieve toename van algen. 

Gevolgen van algenbloei zijn:

• hypoxie > tekort O2 in water, algen produceren niet genoeg om organismen in leven te houden, organismen gaan dood.
• Dode organismen zorgen voor meer bacteriën, waardoor meer O2 gebruik zal zijn. Cyanobacteriën (blauwalgen) scheiden giftige stoffen die leiden tot ziekte/zenuwschade. 

Stikstof in de atmosfeer

Naast N2 zijn er ook andere N-gassen in de atmosfeer. N2O en NOx komen vrij bij verbranding van fossiele brandstoffen. NO werkt in het lichaam als een neurotransmitter, waardoor gladde spieren samentrekken. 

• Zure regen → stikstofoxiden in atmosfeer reageren met water waarbij zuren ontstaan die giftige metalen uit bodem vrijmaken. NO reageert met O2 tot NO, NO2 en N2O. En met H2O tot HNO3. Gevolgen: verzuring en vermesting van de bodem. 
• Vermesting = extra stikstof in de bodem.