Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Lehrerhandreichungen zu: "Der Kohlenstoffkreislauf"

Transkript

1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Lehrerhandreichungen zu: "Der Kohlenstoffkreislauf" Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 Schlagwörter Assimilation; Atmosphäre; Biosphäre; Calcit; Calciumhydrogencarbonat; CO 2 ; Dissimilation; Durchschnittstemperatur; Erde; fossile Brennstoffe; Fotosynthese; Glukose; Hydrogencarbonat; Hydrosphäre; Industrielle Revolution; Kalk; Kalkgestein; Klimaerwärmung; Klimawandel; Kohlensäure; Kohlenstoff; Kohlenstoffdioxid; Kohlenstoffkonzentration; Kohlenstoffkreislauf; Kohlenstoffverbindungen; Kreislauf; Lithosphäre; Meer; menschlicher Einfluss; Methan; Nahrungskette; Ökosysteme; Ozean; Pedosphäre; Photosynthese; Phytoplankton; Planeten; Sedimentschichten; Teilkreislauf; Treibhausgas; Versauerung; Wasser Systematik Chemie Biologie Geographie Umweltgefährdung Allgemeine Chemie Chemisches Gleichgewicht und seine Beeinflussung Anorganische Chemie Elemente, Verbindungen, Säure-Base- Reaktionen Organische Chemie Kohlenwasserstoffe Biochemie Stoffwechselvorgänge Ökologie Stoffkreisläufe Ökologie Ökosysteme Geologie Tektonik, Vulkanismus Hydrographie Meer Klimageographie Klima Geoökologie Ökosystem Geoökologie Umweltprobleme Wasser 2

3 Zum Inhalt Der Kohlenstoffkreislauf (Film 15 min) Der globale Kohlenstoffkreislauf ist von zentraler Bedeutung, da alle biologischen Organismen kohlenstoffhaltige Verbindungen für ihr Überleben benötigen. Der Film zeigt, dass der Kohlenstoffkreislauf hauptsächlich ein Kohlenstoffdioxidkreislauf ist, der aus vielen Teilschritten besteht: Die wichtigsten sind die Assimilation von CO 2 durch Pflanzen in der Fotosynthese und der entgegengesetzte Vorgang, also die Rückführung von Kohlenstoffdioxid, die Zellatmung des von den Pflanzen produzierten Sauerstoffs zu CO 2. Der Film gibt einen Überblick über die Bedeutung von Kohlenstoff im Allgemeinen und gibt einen Einblick in den Ablauf des Kohlenstoffkreislaufs. Dabei werden die einzelnen Prozesse zur Umwandlung, Weitergabe und Wiederaufbereitung des Kohlenstoffs anschaulich erklärt und es wird verdeutlicht, wie die verschiedenen Teilkreisläufe ineinandergreifen. Erst die Kenntnis dieser Kreisläufe ermöglicht es, die Eingriffe des Menschen in den Kohlenstoffkreislauf zu verstehen und deren Auswirkungen auf die globale Klima veränderung abzuschätzen und zu bewerten. Filmsequenzen Der Kohlenstoffkreislauf und seine Teilkreisläufe (3:00 min) Die Filmsequenz zeigt, dass der Kohlenstoffkreislauf in mehrere Teilkreisläufe unterteilt werden kann. Dabei laufen manche Prozesse schnell und andere sehr langsam ab. In diesen Kreisläufen wird der Kohlenstoff von fünf großen Teilsystemen aufgenommen, getauscht und gespeichert. 99,95 Prozent des gesamten Kohlenstoffvorkommens befinden sich in der Gesteinshülle der Erde. Biologischer Kreislauf (2:40 min) Das CO 2 aus der Atmosphäre ist die erste Station des biologischen Kohlenstoffkreislaufs. Während der Fotosynthese wandeln Pflanzen das Kohlenstoffdioxid und Wasser mithilfe von Lichtenergie in Glukose um. Diesen Prozess nennt man Assimilation. Der dazu gegenläufige Prozess ist die Zellatmung oder auch Dissimilation. Die Filmsequenz verdeutlicht, dass der biologische Kohlenstoffkreislauf eng mit dem Wachstum von Pflanzen verbunden ist. Dadurch lassen sich auch die jahreszeitlichen Schwankungen der CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre erklären. 3

4 deutlich wird auch, dass sich die Kohlenstoffdioxid-Konzentration seit Beginn der Industriellen Revolution ab Ende des 18. Jahrhunderts stetig erhöht hat. Diesen Umstand verdeutlicht die zweite Grafik zur Kohlenstoffdioxid-Konzentration noch einmal. Diese Konzentration wird hier für den Zeitraum von kurz vor 1960 bis heute gezeigt. Dabei wird sowohl ein gemittelter Wert als auch der tatsächliche Wert mit seinen jahreszeitlichen Schwankungen dargestellt. Abweichung der globalen Lufttemperatur (Grafik) Die Darstellung zeigt den aus dem anthropogenen Treibhauseffekt resultierenden Temperaturanstieg seit 1850 etwa seit Beginn der modernen Wetterbeobachtung bzw. -aufzeichnung. Dabei entspricht die Nulllinie dem globalen Temperaturdurchschnitt der Jahre 1961 bis Dieser liegt bei 14,0 C. Der globale Temperaturdurchschnitt im Jahr 2016 lag bei rund 14,8 C und der Temperaturanstieg somit bei etwa 0,8 C. Versauerung der Ozeane (Grafik) Als Versauerung der Ozeane wird die Abnahme des ph-wertes des Meerwassers bezeichnet. Der Vorgang zählt neben der globalen Erwärmung zu den Hauptfolgen der menschlichen Emissionen von Kohlenstoffdioxid. Das Meerwasser ist leicht basisch. Durch die Versauerung wird es nicht sauer, sondern weniger basisch (= ph-wert um 8). Infolge des menschlichen Kohlenstoffdioxid aus stoßes, der zu etwa einem Viertel von den Weltmeeren aufgenommen wird, stieg der Säuregrad der Ozeane seit Beginn der Industrialisierung um knapp 30 Prozent. Dies hat weitreichende Folgen für Tiere mit Skeletten oder Gehäusen aus Kalk oder beispielsweise die Korallenriffe (Stichwort Korallenbleiche ). Im ROM-Teil der Produktion stehen zwei weitere Grafiken bereit: Steckbrief Kohlenstoff (Grafik) Das Periodensystem der Elemente (Grafik) Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards (Biologie B, Chemie C, Geographie G) Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Kohlenstoffkreislauf aus biologischer und chemischer Perspektive (B/C); 6

5 Arbeitsmaterial Als Arbeitsmaterial steht Ihnen im ROM- Teil ein umfangreiches Angebot an ergänzenden Materialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Die Arbeitsblätter liegen als PDF- und Word-Dateien vor: Die Word-Dateien können bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden. Ordner Didaktische Hinweise Arbeitsblätter (mit Lösungen) Grafiken Filmtext Programmstruktur Weitere Medien Produktionsangaben Materialien Hinweise zum Einsatz des Films, der Filmsequenzen, der Grafiken, und der ergänzenden Arbeitsmaterialien 1) Das Element Kohlenstoff 2) Der Kohlenstoffkreislauf 3) Biologischer Kohlenstoffkreislauf 4) Versauerung der Ozeane 5) Klimawandel Der Kohlenstoffkreislauf und seine Teilkreisläufe Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre (2 Grafiken) Abweichung der globalen Lufttemperatur Versauerung der Ozeane Steckbrief Kohlenstoff Das Periodensystem der Elemente Filmtext zum Film als PDF-Dokument Übersicht über den Aufbau der DVD Informationen zu ergänzenden FWU-Medien Produktionsangaben zur DVD und zum Film 9

6 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Lehrerhandreichungen zu: "Der Kohlenstoffkreislauf" Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de