Hallo zusammen,
Nachdem der Trailer für diesen Film (den Film selbst kenne ich nicht) geradezu verschwenderisch mit detaillierten Informationen um sich wirft [/Ironie] auf die Schnelle ein paar einleitende Gedanken zum Thema Kohlenstoffkreislauf.
Wer sich näher in diese Thematik vertiefen will, kommt allerdings um ein Lehrbuch der Bodenkunde bzw. Bodenökologie nicht herum. Kohlenstoffkreisläufe sind eine garstig komplexe Angelegenheit, die sich tief in den Bereich der Biochemie erstrecken und ich bin auf diesem Gebiet alles andere als kompetent.
Hier also nur ein grober und sicherlich stark vereinfachter Überblick:
Bei der
Photosynthese werden mit Hilfe des grünen Blattfarbstoffes (Chlorophyll) und der Energie des Sonnenlichts in speziellen Zellorganellen (Chloroplasten) aus dem Kohlenstoffdioxid der Luft Glucose und Sauerstoff gebildet:
6 CO
2 + 12 H
2O ergibt C
6H
12O
6 (Glucose) + 6 O
2 + 6 H
2O
Der
Sauerstoff entsteht dabei sozusagen als „Abfallprodukt“ der Reaktion aus der Spaltung des Wassers. Im Dunkeln kehrt sich diese Gleichung um (läuft also von rechts nach links!), eine Pflanze atmet dann letztendlich genau wie wir, verstoffwechselt einen Teil des Zuckers (Glucose) und gibt dabei Kohlenstoffdioxid ab.
Der in der Photosynthese gebildete Zucker wird fast komplett wieder abgebaut, eine Hälfte wird von den Pflanzen durch die Atmung verbraucht, die andere Hälfte entsteht durch den mikrobiellen Abbau abgestorbener Pflanzenmassen. Das heißt letztendlich wird der in der Photosynthese gebundene Kohlenstoff wieder komplett als Kohlenstoffdioxid freigesetzt.
Das gilt allerdings nicht,
wenn das abgestorbene Material mikrobiologisch (durch Bakterien, Pilze, Protozoen) nicht abgebaut werden kann. Beispiel dafür sind die Torfmoore, die durch Nährstoffarmut und einen extrem sauren PH keine geeigneten Bedingungen für die entsprechenden Mikroorganismen bieten. Dadurch können sich mächtige Torfschichten aufbauen, die mit einer „Geschwindigkeit“ von 1 mm jährlich wachsen. Ein zweites Beispiel sind fossile Steinkohlen- und Erdöllager, die ebenfalls aus organischem Ausgangsmaterial gebildet wurden. (Nachdem wir diese Quellen momentan geradezu verschwenderisch verheizen, wird das gebundene Kohlenstoffdioxid natürlich wieder freigesetzt). Ein drittes Beispiel wäre das pflanzliche Plankton in den Meeren das nach dem Absterben und unten sinkt .
Im Boden kann Kohlenstoff in Form von Huminstoffen gebunden werden, die im Boden Jahrhunderte bis Jahrtausende überdauern können. Normalerweise halten sich Humusabbau und Neubildung in etwa die Waage, bei intensiver konservativer landwirtschaftlicher kann der Abbau die Neubildung übersteigen und dann haben wir ein Problem! Durch Zufuhr von organischem Material kann dieser Verlust kompensiert werden
Wodurch entstehen nun diese seltsamen Huminstoffe?
Kleine organische Moleküle wie Zucker und Aminosäuren werden von den Mikororganismen direkt für Energiestoffwechsel und Zellaufbau verwendet, die Gesamtkonzentration im Boden bleibt daher stets sehr niedrig.
Makromoleküle (Stärke, Lignin, Zellulose) müssen durch Enzyme schrittweise in immer kleinere Bruchstücke gespalten werden, bevor sie weiter verwertet werden können. Auf dem Gebiet des Holzabbaus (Cellulose + Lignin) sind hier die Pilze ungeschlagene Spitzenreiter. Einige Ausgangsmaterialien wie Lignin und Polyphenole enthalten
Phenole. Das sind Ringe aus sechs Kohlenstoffatomen(z.B. Benzol) in denen sich jeweils eine Einfachbindung und eine Doppelbindung zwischen zwei benachbarten Kohlenstoffatomen abwechseln. Diese Verbindungen sind enorm stabil und in etwa so reaktionsfreudig wie eine tote Schildkröte. Der Sechsring kann daher enzymatisch so gut wie nicht geknackt werden und bildet damit ein wesentliches Ausgangsmaterial für die Huminstoffe. So etwas frisst einfach kein Schwein! Durch die Vielfalt der Kombinationsmöglichkeiten und Reaktionswege gibt es kein genormtes Huminstoffmolekül, es handelt sich um eine absolut heterogene Gruppe. Der „Kern“ eines Huminstoffs besteht immer aus einer Kombination von Ringverbindungen in schier unendlichen Variationen. In den Randbereichen des Moleküls können nun andere Moleküle für eine gewisse Zeit „andocken“. Auch Spaltprodukte von Zuckern und Proteinen werden so fixiert und damit für eine gewisse Zeit dem Abbau entzogen. Last not least werden an negativ geladenen Stellen der Huminstoffmoleküle positiv geladene Calcium- und Magnesiumionen angelagert, die im Austausch gegen Protonen (positiv geladene Wasserstoffatome) wieder freigesetzt werden können. Das System ist einem ständigen Wandel und Umbau unterworfen, die aromatischen Ringsysteme können in tiefen Bodenschichten bis 4000 Jahre überdauern.
Wie gesagt, das ist jetzt eine extrem vereinfachte Darstellung, Bodenkunde ist nicht umsonst ein eigenes Studienfach. Ich hoffe trotzdem Ihr seht jetzt ein klitzekleines bißchen klarer
LG Werner
Ich versuche gerade 15 Kilogramm dieser Kapitalanlage wieder "flüssig" zu bekommen.