Kolets kretslopp Det finns kol i nästan allting som vi äter och dricker. Kol är en viktig byggsten i allt levande och eftersom allt levande föds, växer, dör och bryts ner, så flyttar sig kolatomerna och blir till nya ämnen hela tiden. Alla kolatomer som finns i dag är de som alltid har funnits på jorden. De ingår i ett stort kretslopp.

Kretsloppets ämnen Koldioxid, syre och vatten är de viktigaste ämnena i kolets kretslopp. Koldioxid är en kemisk förening och molekylen består av en kolatom och två syreatomer som sitter ihop. Den kemiska formeln för koldioxid är CO2 Grundämnet syre som finns i naturen är en gas och det är en molekyl med molekylformeln O2 Vatten är en kemisk förening med molekylformeln H2O

I vår atmosfär har vi både syre och koldioxid I vår atmosfär har vi både syre och koldioxid. För att leva behöver människor och djur syre att andas och växter behöver koldioxid. Därför är det lättast att starta kolets kretslopp med att koldioxid finns i luften. Kolatom C Syremolekyl O2 Koldioxid CO2

Förenklad bild över kolets kretslopp

Vi följer en kolatom (C) i kretslopp som tar olika lång tid att sluta sig: 1. Kol går från luften in i växter. Vår kolatom sitter i en koldioxidmolekyl i luften. Koldioxiden, CO2 i luften tas upp av en växt som gör fotosyntes och bildar socker, C6H12O6 . Efter fotosyntesreaktionen sitter alltså kolatomen i en sockermolekyl i någon grön växt. 2 A. Kol går från växter tillbaka till luften. Löv och andra växtrester som inte äts upp, bryts ner av olika svampar, bakterier och djur. Vid deras cellandning bildas CO2 som de andas ut i luften. Kolatomen är då tillbaka i luften igen. Kretsloppet är slutet. 2 B. Kol går från växter tillbaka till luften. I vissa fall tar kretsloppet längre tid än ett år. Ett träd kan växa under 100-tals år och samla upp stora mängder kol i veden innan det dör och bryts ned. Det kan också brinna/eldas upp och då bildas koldioxid CO2. Kolatomen är då tillbaka i luften igen och kretsloppet är slutet. 2 C. Kol går från växter till djur och människor. Kolatomen sitter i en sockermolekyl, C6H12O6 i en växt. Djur och människor äter olika växter och djur och får då i sig kolatomen eftersom den fanns i sockermolekylen. 3 C. Kol går från djur och människor tillbaka till luften. Kolatomen finns nu i ett djur eller en människa som genom sin cellandning förbränner socker till koldioxid. De andas ut CO2 och kolatomen är tillbaka i luften igen. Kretsloppet är slutet. 4-5. Kol i växter och djur lagras, förbränns och går tillbaka till luften igen. Om organismer av någon anledning inte bryts ned kommer kolhaltiga ämnen att lagras. Exempel på lagrat kol är stenkol, olja och torv. Kolet kan på detta sätt lagras under mycket lång tid. Oljefyndigheter är ca 100 miljoner år gamla. När människan sedan förbränner stenkol, olja eller andra fossila bränslen bildas koldioxid och kol kommer ut i luften igen.

Fotosyntesen Gröna växter har klorofyll och kan använda solens energi för att omvandla koldioxid och vatten till energirika sockermolekyler som bygger upp växten. Vid omvandlingen bildas också syre som växten släpper ut i atmosfären. Det är tur för annars skulle vi inte ha något syre att andas in. Växternas sätt att lagra solens energi kallas fotosyntesen. Fotosyntesen: koldioxid + vatten + energi  socker + syre På kemispråk: 6 CO2 + 6 H2O + energi  C6H12O6 + 6 O2

Cellandning/Förbränning Växterna förbränner även energi för att driva sina celler, detta kallas cellandning eller förbränning. Människor och andra djur behöver också energi för att driva sina celler. Genom att äta växter får vi i oss deras lagrade energi som vi kan använda till vår cellandning. När sockermolekylerna förbränns i våra celler görs det med hjälp av syret vi andas in och när vi tagit vara på energin så blir det vatten och koldioxid över. Koldioxiden andas vi ut, vilket gör att växterna hela tiden har tillgång till ny koldioxid och kan göra ny fotosyntes. Reaktionsformeln för cellandning/förbränning är bakvänd fotosyntes. Förbränning: socker + syre  koldioxid + vatten + energi På kemispråk: C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + energi

Kol i haven 6. Djur som lever i havet har cellandning och bildar koldioxid som avges. 7. Plankton och alger som gör fotosyntes tar upp koldioxid. Döda organismer i haven bryts också ner av bakterier och djur. Då bildas koldioxid som avges. 8. Kol går från luften in i en bergart. Koldioxid i luften kan lösa sig i vatten och bilda kolsyra, H2CO3. När kolsyran reagerar med vattnet bildas karbonatjoner CO32- som tillsammans med kalcium, Ca bildar kalciumkarbonat CaCO3. Det ingår i skalen hos kräftdjur och snäckor. När djuren dör sjunker skalen till botten och kan omvandlas till kalksten. Detta tar miljoner år. Nu är vår kolatom i kalciumkarbonat, CaCO3

Nedbrytning Växter och djur äts antingen upp eller förmultnar. När någonting förmultnar bryts det ner av bakterier. Bakterierna förbränner födan precis som människor och djur och då omvandlas kolatomerna i det döda djuret eller växten till koldioxid som kommer tillbaka till atmosfären.

Fossila bränslen Om växter och djur dör och hamnar på något ställe där bakterierna inte kommer åt dem, som till exempel på botten av sjöar och hav, kan de under miljontals år pressas samman av sten och sand och omvandlas till mycket energirik olja. Olja kallas för fossilt bränsle. Andra fossila bränslen är stenkol och naturgas. De fossila bränslena innehåller så mycket energi att de används som bränsle till bilar, uppvärmning av hus, elektricitet och allting annat som man behöver energi till. När fossila bränslen förbränns sker det enligt samma princip som då vi förbränner energi i våra celler. Det bildas koldioxid och vatten och energi frigörs.

Energiomvandling När vi eldar någonting är det oftast för att vi vill få ut energi. Det finns många olika former av energi: ljusenergi, värmeenergi, rörelseenergi och kemisk energi. Kemisk energi finns i olika kemiska ämnen. Energin finns lagrad i molekylernas bindningar. När vi eldar ett bränsle bryts bindningarna och den lagrade energin frigörs. Den kemiska energin omvandlas till värmeenergi och ljusenergi.

Den naturliga växthuseffekten! Den naturliga växthuseffekten är bra för jorden. Den skapar jordens atmosfär vilket gör att vi får syre här nere på jordytan och lagom temperatur för allt liv som finns idag. Om inte den naturliga växthuseffekten fanns skulle jorden vara en isklump. Medeltemperaturen på ett år skulle vara -18°C istället för ungefär 15°C som det är nu. Det finns många olika växthusgaser till exempel vattenånga, koldioxid, metan och lustgas (dikväveoxid). Gaserna samlas i atmosfären och fungerar ungefär som ett glastak i ett växthus. Solens strålar lyser in genom atmosfären och blir till värmeenergi som dels tas upp och dels ”studsar” mot jorden. Växthustaket gör så att en del stannar kvar i vår atmosfär och därför blir det lagom varmt här på jorden.

Problem med klimatet Eftersom fossila bränslen innehåller väldigt mycket energi som samlats i miljontals år så släpps det också ut oerhört mycket koldioxid i atmosfären, vilket inte är bra för miljön. Tänk att det kol som legat och lagrats i miljontals år plötsligt förbränns och blir till koldioxid, då finns det mycket mer koldioxid i atmosfären än vad växterna hinner ta hand om. Detta kan leda till problem eftersom växthuseffekten ökar om det finns för mycket koldioxid i atmosfären. Då blir det för varmt! Forskare har funnit att 2005 var det varmaste året sen slutet av 1800-talet, om man ser till hela jorden. Många forskare varnar för att inom de närmaste 100 åren kommer jordens medeltemperatur att stiga med flera grader. Glaciärer smälter, det blir översvämningar, fler stormar, öknarna breder ut sig och klimatet håller på att ändra sig.

Film om kolets kretslopp http://www.youtube.com/watch?v=- ovPcWjoCVI&feature=player_embedded