Ohne Vulkanismus – kein Leben ? No life – without volcanism ?


„200 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr“

gelangen laut dieser Sendung http://www.zdf.de/ZDFmediathek/beitrag/video/1843264/Projekt-Erde  vulkanisch in die Atmosphäre.

Auf Seite 62 meines Buches PRIMA KLIMA veröffentlichte ich 1992 die von Seyfritz / Enquete-Kommission angegebene Zahl von 100 Mio t Kohlenstoff, die jährlich durch Silikatverwitterung verloren gehen: 2 CO2 (aus der Luft) + H2O (Regen) + CaSiO3 (im Gestein/Gebirgen) = Ca(HCO3)2 + SiO2. Im Laufe der Jahrmillionen sedimentierte das CaCO3 abgestorbener Organismen. So bildeten sich mächtige Muschelkalkablagerungen und Gebirge auch bei einer nur geringen Sedimentationsrate von zB 0,1 GtC/a . Jedes einzelne dieser „beerdigten“ Kohlenstoff-Atome war früher einmal in der Atmosphäre.

Woher kommt der Nachschub ?

Ohne Vulkanismus … würden bei 0,1 GtC/a Sedimentation  innerhalb von 8000 Jahren die heutigen 800 Gigatonnen C in der Atmosphäre und die daran gekoppelten etwa 40.000 GtC des im Ozean gelösten Kohlenstoffs innerhalb der nächsten 408.000 Jahre verloren gehen :

Ohne CO2 gibt es keine Photosynthese … keine Algen … keine Fische … keine Pflanzen … keine Menschen …

CaCO3  + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 /Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht ……  http://www.schottie.de/?p=650

Foto: Thomas Glatzer. CO2-Basisexperiment. Serie von mir durchgeführten Experimenten zum Kohlenstoffkreislauf in der Natur. Die 500 Gramm Wasser in der Flasche simulieren den Ozean. Die 1500 ccm Luft die Erdatmosphäre (Schottis „Klimaglobus“, Massstab 1 : 2 x 10^21 by volume).

Gibt es noch eine zweite CO2-Quelle ? Biogene Säuren, die Kalkstein zersetzen ? Die jährlich 0,1 GtC = 0,35 GtCO2 nachliefern ?:

\mathrm{2 \ CH_3COOH + CaCO_3 \longrightarrow Ca^{2+}_{\ (aq)} + 2 \ CH_3COO^-_{\ (aq)} + CO_2 + H_2O}

Seitdem der Ozean kalt genug war und es Algen gibt , also seit ca. 1 Mrd Jahren, entstand aus einer CO2-N2-Uratmosphäre durch Photosynthese, Silikatverwitterung und  Sedimentation toter Biomasse unsere jetzige 0,038% = 380 ppm-CO2-Lufthülle.

Und dieses http://de.wikipedia.org/wiki/Kalkgestein :

„Der überwiegende Teil der Kalksteine ist  biogenen Ursprungs, das heißt er wurde von Lebewesen gebildet und abgelagert….“

Hier die Seven Sisters an der südenglischen Kreideküste Foto: http://de.wikipedia.org/wiki/Kalkstein

Wir sollten für jede vom Menschen emittierte Gigatonne Kohlendioxyd dankbar sein. Ich vermute sogar weiter -These 38 –  dass sich das Leben auf einem „CO2-Hungerplaneten“ wie der heutigen Erde nicht entwickelt hätte.

Hier auf meinem Schreibtisch liegt eine DVD mit der Videoaufnahme meines 2-Stunden-Vortrages DAS MÄRCHEN VON DER KLIMAKATASTROPHE. Die 70 interessierten Zuhörer fanden damals auf  Ihrem Stuhl  – wie eine Zeitung – diese 37 Thesen:

http://www.schottie.de/?p=46

Über schotti

* geb. 1949 in Berlin * 1967-1971 Physikstudium an der Humboldt-Universität Berlin * 1975 Diplom in München * 1976 wissenschaftlicher Mitarbeiter am MPI für Astrophysik in Garching * 1977-1978 Redakteur beim Elektronik Journal München * 1979-1988 Aufbau eines Bauhandwerkbetriebes in München * 1989-1990 Songwriter/Sänger in San Diego (USA) * 1991-heute eigenfinanzierte Forschungsarbeit in Berlin

6 Kommentare zu Ohne Vulkanismus – kein Leben ? No life – without volcanism ?

  1. schotti sagt:

    Unterhalb der sogenannten Carbonatkompensationslinie wird aufgrund des Wasserdruckes das Calciumcarbonat vollständig gelöst, so dass die Sedimente unterhalb dieser Linie stets carbonatfrei sind. Die Tiefe der Carbonatkompensationslinie schwankt; sie liegt zum Beispiel in den Tropen zwischen 4500 und 5000 Meter Wassertiefe…

    http://de.wikipedia.org/wiki/Kalkstein

  2. schotti sagt:

    http://de.wikipedia.org/wiki/Carbonat-Silicat-Zyklus

    Mit Carbonat-Silikat-Zyklus bezeichnet man in der Chemie einen geochemischen, zyklischen Wechsel von Silikaten zu Carbonaten (und umgekehrt) unter dem Einfluss von Kohlensäure bzw. Kieselsäure. Der Carbonat-Silikat-Zyklus produziert etwa 80 Prozent des Kohlenstoffdioxids, das zwischen Gestein und Atmosphäre im Laufe von schätzungsweise mehr als 500.000 Jahren ausgetauscht wird….

  3. schotti sagt:

    Betreff: Megavulkane
    http://www.zdf.de/ZDFinfo/Katastrophen-der-Erdgeschichte-25480430.html
    Im Perm-Zeitalter erlebte die Erde ihre bislang größte Katastrophe. Vor rund 250 Millionen Jahren kam es zu einem dramatischen Massensterben, bei dem 90 Prozent aller Meeresbewohner …
    „30 B-illionen Tonnen“ Methanhydrat am Ozeanboden ?
    : 350.000.000.000.000 m^2 = 85 kg/m^2 ?????
    http://de.wikipedia.org/wiki/Methanhydrat
    … wurden in Alaska große Felder in Tarn[1] und Eileen an der Prudhoe Bay gefunden mit mindestens acht großen Flözen in 300 bis circa 800 Meter Tiefe und etwa 40–60 Milliarden Kubikmeter Gashydrat. Auf der Grundlage neuster wissenschaftlicher Berechnungen nehmen Forscher an, dass sich unter der Eisschicht der Antarktis etwa 4 Milliarden Tonnen Methanhydrat befinden…
    Das ist eine Weltjahresproduktion Erdöl und lohnt den Aufwand wohl nicht…

    Japan untersucht die Sande des Nankai-Grabens, die etwa 20 Prozent Gashydrat enthalten. Erstmals birgt Japan 2013 Methanhydrat aus 1000 m Tiefe, 330 m unter dem Meeresboden 80 km vor der Küste aus der Tiefsee.[8][9]

    Offenbar gibt es weit mehr Methanhydrat als bisher vermutet. Auch im Mittelmeer wurde aufsteigendes Methan entdeckt…

    Die erste und einzige industriell-kommerzielle Anlage auf der Erde, in der Methanhydrat abgebaut wird, befindet sich im sibirischen Krasnojarsk. In Japan, dem norwegischen Spitzbergen und weiteren Ländern wird bereits intensiv geforscht…
    http://de.wikipedia.org/wiki/Sibirischer_Trapp
    Die heute noch von den Basalten eingenommene Fläche ist etwa 2 Millionen Quadratkilometer groß
    Die maximale Mächtigkeit des Trapps beträgt in der Gegend von Norilsk und der Flüsse Maimetscha und Kotui mehr als 3.000 m, Schätzungen nennen eine kombinierte Gesamtmächtigkeit des Trapps von bis zu 6.500 m. Die daraus abgeleitete Menge an ausgeflossener Basaltlava beträgt etwa eine Million bis vier Millionen Kubikkilometer.[1] Das vulkanische Ereignis dauerte etwa eine Million Jahre….
    4 km^3 / Jahr ………………. xyz km^3/Jahr

  4. schotti sagt:

    ….Aus anthropogenen Quellen stammen etwa 35 % der Gesamtschwefeldioxidemissionen von etwa 400 Mio. Tonnen SO2

    http://de.wikipedia.org/wiki/Schwefel

  5. schotti sagt:

    http://www.deutschlandfunk.de/mehr-co2-bedeutet-weniger-proteine-im-weizen.676.de.html?dram:article_id=239527

    Ich stelle richtig:

    1. Ernten wir heute dreimal soviel Weizen pro Hektar als vor einhundert Jahren.

    2. Würde ein anderes „Forschungs“ergebnis nicht finanziert.

    Beispiel: http://www.schottie.de/?p=9803

    CO2freundliche Ergebnisse kommen seit Jahrzehnten nicht in die Medien
    …und damit in Dein Gehirn.

  6. schotti sagt:

     Suess-Effekt … Handbuch der Pflanzenphysiologie
    … weiter zum ungeklärten Kohlenstoffkreislauf in der Natur:

    https://books.google.de/books?id=RMOmBgAAQBAJ&pg=PA62&dq=regenwasser+co2+mg/l&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwiNl-X8tOjgAhUIL1AKHTSTBoEQ6AEIUTAG#v=onepage&q=regenwasser%20co2%20mg%2Fl&f=false

    Seite 12: Das Kohlendioxyd in der atmosphärischen Luft (Kurt Buch) 

    Seite 19: „Wenigstens 4/5 davon wären ins Meer gelangt (Revelle)

    Seite 55, Abb 3: CO2-Tension bis 5000 m Tiefe im Atlantik

    (Wattenberg/ Forschungsschiff Meteor)

    Seite 60: Das Meer als Regulator des CO2-Gehaltes der Atmosphäre

    https://de.wikipedia.org/wiki/Photosynthese#Kohlenstoffdioxid

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Radiokarbonmethode#Suess-Effekt

    14C in der Atmosphäre

    Quelle: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Radiokarbonmethode#Suess-Effekt

    Überdenke hierzu meine These :

    20.Durch die Atomwaffenversuche der 1950er Jahre stieg der C14-Gehalt der Luft von normalen 1 x 10 hoch 28 Atomen auf 2 x 10 hoch 28 Atome. (Hessheimer, Heimann, Levin, Nature 370/1994). Nach 40 Jahren Atomteststop ist der Wert jetzt wieder normal. Zerfallen sind diese C14-Atome bei 5780 Jahren Halbwertzeit noch nicht. Diese durch den Menschen in die Atmosphäre gebrachten 10 hoch 28 Atome sind also innerhalb weniger Jahrzehnte wieder verschwunden.

    Passiert dasselbe mit unserem CO2 ? 

    http://www.schottie.de/?p=46

    Montag, 04. März 2019 um 10:14 Uhr

    Von: „Rainer Schottlaender“
     
    Betreff: weiter zum ungeklärten Kohlenstoffkreislauf in der Natur

    Abbildung 3-6 auf Seite 65
    zeigt die  CO2-Konzentration im Oberflächenwasser des Bodensee:

    http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/2687/4/M_Kastowski_Dissertation_Teil_2.pdf

    Ich rechne:

    20 mikromol CO2 pro Liter = 240 mg C /l = 0,24 gC/m^3

    … x … 4 x 10^14 m^3 Regen weltweit pro Jahr = 0,96 x 10^14 gC = ca. 10^11 kgC

    = 0,1 GtC/a

    https://books.google.de/books?id=WfGzBgAAQBAJ&pg=PA29&lpg=PA29&dq=regenwasser+co2+mg/l&source=bl&ots=tNP8gAUTBa&sig=ACfU3U0Zlqsdlnm5llo29zPZ1xbIQ9iTYQ&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjU4N6ch-jgAhVMyKQKHRItDG4Q6AEwBXoECAkQAQ#v=onepage&q=regenwasser%20co2%20mg%2Fl&f=false

    „Ein Liter Regenwasser enthält 25 cm^3 Luft …. mit 62 % N, 30 % O und 8 Vol% CO2“

    8 % von 25 cm^3 = 2 cm^3 = 4 mg CO2/l  = ca. 1 mg C /l = 1 gC/m^3 

    = 100 tC/km^3

    = 0,04 GtC/a in den jährlich fallenden 400.000 km^3 Regentropfen

    Zur Silikatverwitterung siehe Seite 29:

    „Reines Wasser löst 14 mg CaCO3/l, Regenwasser 40 mgCaCO3/l…“

    … =0,4 mmol/l = 5 mgC/l

    Siehe Seite 31/32, Abbildung 2.

    Gesendet: Sonntag, 03. März 2019 um 10:43 UhrVon: „Rainer Schottlaender“
    An: 
    Betreff: Ohne Vulkanismus – kein Leben ?

    CaCO3  + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 /Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht …… http://www.schottie.de/?p=650

    Foto: Thomas Glatzer. CO2-Basisexperiment. Serie von mir durchgeführten Experimenten zum Kohlenstoffkreislauf in der Natur. Die 500 Gramm Wasser in der Flasche simulieren den Ozean. Die 1500 ccm Luft die Erdatmosphäre (Schottis „Klimaglobus“, Massstab 1 : 2 x 10^21 by volume)

    Copyright: http://www.schottie.de/?p=9803

    Gesendet: Samstag, 02. März 2019 um 16:21 Uhr
    Von: „Rainer Schottlaender“
    An: 
    Betreff: Neues Ergebnis !

    „Anfangs bleibt das CO2 in den unteren Schichten gelöst, bis jedoch irgendwann das Wasser übersättigt wird. Wenn dann ein Ereignis wie ein Erdrutsch, ein kleines Erdbeben oder vulkanische Aktivität auftritt, kommt es zu einer Vermischung der kalten und warmen Wasserschichten, so dass schlagartig große Mengen von CO2 aus dem Wasser aufsteigen. Der Prozess des plötzlichen Entgasens lässt sich mit dem Öffnen einer kohlensäurehaltigen Mineralwasserflasche (nach Schütteln) vergleichen….

    So werden über lange Zeiträume große Mengen von Kohlenstoffdioxid im Wasser des Sees gelöst…“

    https://de.wikipedia.org/wiki/Manoun-See

    Ich überlege: Das könnte im Ozean auch passieren.

    „…im Jahr 1984 hatte es am Manoun-See in Kamerun eine plötzliche Ausgasung von Kohlenstoffdioxid gegeben, bei der 37 Menschen ums Leben kamen und welche die Wissenschaft lange Zeit vor ein Rätsel stellte…“

    Würden wir es merken,
    wenn sich in der Tiefsee grosse CO2-Mengen stauen ?

    Die nicht „plötzlich“ … sondern im Laufe von Jahrhunderten
    langsam in die Erdatmosphäre gelangen.

    Heute – siehe unten – verstecken sich im Kiwusee 0,5 Gigatonnen CO2.

    Könnte die Tiefsee am 20.000 km langen Atlantischen Rücken und am erdumspannenden Pazifischen Feuerring mit mehreren tausend GtCO2 übersättigt sein ? Periodisch. 

    Wenn dann irgendwann „der Ozean rülpst“ und  zB in den letzten 200 Jahren zufällig 2000 GtCO2 die Atmosphäre erreichten, dann wäre das ein jährlicher Zuwachs von 10 GtCO2/a.

    Stutzig sollte die Klimakirche
    nicht nur meine bisher nicht widerlegte These 20 machen.

    Die wohl unstrittige globale Erwärmung von ca. 1 Grad seit Bismarcks ersten Kohlegruben muss nicht an den seither geförderten ca. 500 GtC liegen.

    Diese 2000 GtCO2 wurden zwar durch Schornsteine und Autoauspuff zunächst in die Atm entlassen, wo sie aber nur einige Jahre verbleiben.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffzyklus

    Diagramm des Kohlenstoffkreislaufs: Die schwarzen Zahlen zeigen an, wie viele Milliarden Tonnen oder Gigatonnen Kohlenstoff (Gt C) in den verschiedenen Reservoiren vorhanden sind; die violetten Zahlen geben an, wie viel Kohlenstoff zwischen den einzelnen Speichern pro Jahr (Gt/a C) ausgetauscht wird.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Mittelatlantischer_R%C3%BCcken

    „Die vulkanische Aktivität lässt mit zunehmender Entfernung vom Grabenbruch nach. Je weiter man sich vom Rücken in Richtung der Küsten entfernt, desto älter sind die Meeresböden…“

    https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefsee

    Obwohl die Tiefsee den größten Teil unseres Planeten einnimmt,
    ist über sie weniger bekannt als über die Oberfläche des Mondes.

    Gesendet: Samstag, 02. März 2019 um 10:03 Uhr
    Von: „Rainer Schottlaender“
    An: 
    Betreff: neues Ergebnis !! … Hallo Martin … Kiwusee / EARTH-1 / CO2 in Wasser

    Ich habe mir in den letzten Tagen noch einmal These 20 angeschaut …

    http://www.schottie.de/?p=46

    … und weiter geforscht:

    Gesendet: Samstag, 02. März 2019 um 09:12 Uhr
    Von: „Rainer Schottlaender“
    An: „martyhighteknet.com“
    Betreff: Kiwusee / EARTH-1 / CO2 in Wasser

    https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid#Vorkommen_im_Süßwasser

    Auch der Kiwusee in Zentralafrika weist in seinem Tiefenwasser hohe Konzentrationen an gelösten Gasen auf. Es wird geschätzt, dass etwa 250 km³ Kohlenstoffdioxid in diesem See gelöst sind.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Kiwusee

    In Wassertiefen unter 180 m große Mengen an gefangenem CO2, Methan und H2S…

    RS: Volumen des Sees ca. 500 km^3

    Der Kiwusee weist in seinem Tiefenwasser sehr hohe Konzentrationen an gelösten Gasen auf. Durch den hohen Wasserdruck vermischen sich die Schichten in großen Tiefen nur sehr wenig, ab einer Tiefe von 180 m haben die Schichten hohe Verweildauern von bis zu 1000 Jahren. Man schätzt, dass etwa 225 km³ Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie zusammen etwa 75 km³ Methan (CH4) und Schwefelwasserstoff (H2S) im See gelöst sind (Volumenangaben der Gase in entspanntem Zustand).[2] Dies ist nur durch den hohen Druck in über 250 m Tiefe möglich. Die Sättigung liegt derzeit (Stand 2016) noch bei etwa 55 % der maximalen Sättigung in den tiefen Schichten. In den letzten Jahren wurde jedoch, vermutlich durch Eutrophierung bedingt, eine deutliche Zunahme des Methangehalts im Vergleich zu den 1970er-Jahren festgestellt. Sollte hierdurch bei gleichbleibender Zunahme gegen Ende des 21. Jahrhunderts die Gesamtsättigung in der Tiefe 100 % erreichen, könnte es zu einem gefährlichen Gasausbruch kommen, bei dem, ähnlich wie 1986 am Kameruner Nyos-See oder 1984 am Manoun-See, die Menschen in der Umgebung des Sees ersticken könnten.
    Hier sind aktuell ca. zwei Millionen Menschen gefährdet

    ++++++++

    RS: Wenn sich im 500 – km^3 – Kiwusee 1000 Jahre lang

                               250 km^3 CO2 „verstecken“ können …

    dann wären das hochgerechnet auf 1,3 Milliarden km^3 Weltozean

    0,65 x 10^9 km^3 = 0,65 x 10^18 m^3

    = ca. 1,3 x 10^18 kg CO2 = 1.300.000 GtCO2 = 350.000 GtC

    Diese sehr grosse Zahl
    ist ein weiterer mich verblüffender Grund weiterzudenken:

    Wenn sich seit Beginn der Industrialisierung der CO2-Gehalt der Erdatmosphäre

    von 280 ppm auf 400 ppm erhöht hat …  

    also von 560 GtC auf 800 GtC …
    bzw von 2000  GtCO2 auf 3000 GtCO2 …

    also um 1000 GtCO2… anstieg

    dann könnten diese zusätzlichen  240 GtC = 1000 GtCO2 durch langsames und stilles Ausgasen des Ozeans …

    https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid_in_der_Erdatmosph%C3%A4re

    … in die Erdatmosphäre gelangt sein.

    Dieser Prozess läuft seit Urzeiten.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Nyos-See

    Am 21. August 1986 gegen 21:30 Uhr
    setzte der Nyos-See schlagartig rund 1,6 Millionen Tonnen CO2 frei.

    So lösen sich jährlich schätzungsweise 90.000 Tonnen CO2 im Wasser des Sees…“

    RS: … passiert das alle 20 Jahre an Nyos-See
          … alle paar Jahrhunderte am Kiwusee ???

    Löslichkeit von CO2 in Wasser bei verschiedenen Temperaturen und Drücken…

    Bei einem Druck von circa 20 bar in 200 m Tiefe kann das kalte Wasser mehr als zehnmal so viel CO2 speichern wie das Oberflächenwasser (siehe Diagramm). Die ständige Gaszufuhr aus dem Untergrund führt mit der Zeit zu einem hohen Gehalt an CO2 im Tiefenwasser.

    Wenn dann ein Ereignis wie z. B. ein Erdrutsch, ein kleines Erdbeben, vulkanische Aktivitäten oder ein spontanes Ausgasen aufgrund beginnender Übersättigung die Wasserschichten durchmischt und gesättigtes Tiefenwasser in höhere Schichten gelangt, wird dieses durch Druckentlastung und Temperaturänderung schlagartig übersättigt und gast CO2 aus. Das Gas-Wasser-Gemisch ist spezifisch leichter als das umgebende Wasser und schießt nach oben. Dies führt zur weiteren Druckentlastung und Durchmischung und somit weiteren Ausgasungen. Durch diesen sich selbst verstärkenden Prozess (umkippendes labiles Gleichgewicht) strömen in kurzer Zeit große Mengen von CO2 aus dem Wasser aus.

    Gesendet: Freitag, 01. März 2019 um 19:07 Uhr
    Von: „Rainer Schottlaender“

    Betreff: CO2 in Wasser
    https://de.wikipedia.org/wiki/Henry-Gesetz

    Erhöhung des Außendrucks (hier durch Einpressen eines Kolbens dargestellt) führt zu einem höheren Partialdruck der Gasphase und folglich zu einer höheren Konzentration.

    Atmosphärenchemiker definieren die Henry-Löslichkeitskonstante meist als:

    .
    Hier ist  die Konzentration einer Substanz in der Flüssigphase und {\displaystyle p} ihr Partialdruck in der Gasphase unter Gleichgewichtsbedingungen.

    Die SI Einheit für {\displaystyle H^{cp}} ist mol (m3 Pa)−1. Oft jedoch wird die Einheit M atm−1 verwendet, da {\displaystyle c_{\rm {l}}} üblicherweise in M (1 M = 1 mol dm−3) und {\displaystyle p} in atm (1 atm = 101325 Pa) ausgedrückt wird….

    Henry-Konstanten für einige Gase in Wasser bei 

    Gas

    O2
    770 1,3 × 10−3

    CO2 29 3,4 × 10−2

    https://de.wikipedia.org/wiki/Ostwald-Koeffizient

    http://www.chemie.de/lexikon/Henry-Gesetz.html

    Grenzen der Gültigkeit

    Strenggenommen ist das Henry Gesetz nur für kleine und mäßige Drücke bis ungefähr 5 Bar anwendbar.

    Auch ist es nur bei verdünnten Lösungen (das heißt bei niedrigen Partialdrücken) gültig.

    Zudem darf das gelöste Teilchen nicht mit dem Lösungsmittel reagieren,

    wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid, welches zu Kohlensäure reagiert

    http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/aquasys/WAH/lehre/material/Kap5%20Gasaustausch.pdf

    Tabelle 5.1: Löslichkeitskoeffizienten λi einiger Gase in Wasser (in (g·L-1)·atm-1)

    T (°C) N2 O2 Ar CO2 H2S CH4 NH3

    0 0.0294 0.0695 0.0956 3.35 7.07 0.0396 895 5 0.0260 0.0607 0.0839 2.77 6.00 0.0341 774 10 0.0231 0.0537 0.0745 2.32 5.11 0.0296 684 15 0.0209 0.0480 0.0670 1.97 4.41 0.0260 603 20 0.0190 0.0434 0.0608 1.69 3.85 0.0232 529 25 0.0175 0.0393 0.0557 1.45 3.38 0.0209 471 Nach Lange’s Handbook of Chemistry, McGraw-Hill, 1979.

    Die Werte geben die Gleichgewichtskonzentration des Gases im Wasser in g L-1, wenn der Partialdruck des jeweiligen Gases 1 atm beträgt.

    http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/aquasys/WAH/lehre/material/Kap5%20Gasaustausch.pdf

    Das Modell (5.36) ergibt für einen typischen eutrophen See im Sommer (Produktionsmaximum) die folgende Situation: hE = 8 m vtot = 0.6 m d-1 -1 tot E ⇒= = k v h 0.075 d Somit ist der Gasaustausch langsam im Vergleich zum Tagesgang der O2-Produktion (k < < ω), weshalb mit φ = 1.56 ~ π/2 die maximale Phasenverschiebung resultiert (O2-Maximum gegenüber dem Licht um 6 Stunden retardiert). Weiter ist die photosynthetische Produktion groß im Vergleich zum Abbau durch Respiration: J1 = 7 g⋅m-3 d-1 = 7 (mg. l -1) d-1 (Photosynthese) J1 + J0 = 1 g⋅ m-3 d-1 (Respiration) also J0 = - 6 g⋅ m-3 d-1 In Tabelle 2-1 ist der Ostwald-Koeffizient für Kohlendioxid, Methan und Stickstoff im Temperaturbereich von 0 bis 70 °C bei einem Druck von 1,013 bar angegeben. Aus den Werten des Ostwald-Koeffizienten wird ersichtlich, daß Kohlendioxid in Wasser deutlich besser löslich ist als Methan und Stickstoff; Stickstoff ist am schlechtesten in Wasser löslich. Außerdem nimmt für alle drei betrachteten Gase die Löslichkeit mit steigender Temperatur ab. Temperatur t [°C] (p = 1,013 bar) Gas 0 10 20 30 40 50 60 70 CO2 1,717 1,238 0,9368 0,7391 0,6053 0,5124 0,4468 0,3999 CH4 0,05729 0,04491 0,03668 0,03156 0,02800 0,02565 0,02417 0,02337 N2 0,02381 0,01959 0,01686 0,01510 0,01400 0,01340 0,01318 0,01329 Tab. 2-1: Ostwald-Koeffizient für die Gase Kohlendioxid, Methan und Stickstoff in Wasser bei einem Druck von 1 atm [Messer Griesheim, 1989]. http://bib.gfz-potsdam.de/pub/str9904/9904-6.pdf

    Eine Linearität zwischen Löslichkeit und Druck besteht nur bis zu Drücken von ca. 50 bar.

    Bei t = 10, 20, 30 °C liegt CO2 ab p = 35, 58 bzw. 73 bar im flüssigen Zustand vor.

    0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 50 100 150 200 250 p [bar] Löslichkeit [cm³/g Wasser] 10 °C 100 °C

    Abb. 2-1: Löslichkeit von Kohlendioxid in Wasser in Abhängigkeit vom Druck im Temperaturbereich von 10 bis 100 °C [nach May, 1991].

    http://bib.gfz-potsdam.de/pub/str9904/9904-6.pdf

    Seibt, A. et al.: Lösung und Entlösung von Gasen in Thermalwässern – Konsequenzen für den Anlagenbetrieb 74 GFZ Potsdam, STR99/04, Geothermie Report 99-1, PDF-Version 0 100 200 300 012345 p [bar] cm³ Gas/ l Thermalwasser 10 % Gas im Thermalwasser d. h. 100 cm³ in 1 l Anteile: 0,94 Vol.-% CO2 0,03 Vol.-% CH4 0,03 Vol.-% N2 Temperatur t [°C] 30 40 50 60 70 80 90 95 98 Abb. 3-4: Löslichkeiten des Gasgemisches in Abhängigkeit vom Druck bei verschiedenen Temperaturen.

    ++++++++++++

    Der pH-Wert sinkt bei Luftzutritt schnell von rund 7 auf einen Wert um 4,5–5

    durch die Reaktion mit dem in der Luft enthaltenen Kohlendioxid…

    https://de.wikipedia.org/wiki/Destilliertes_Wasser

    Ozean pH 8,4

    https://de.wikipedia.org/wiki/Calciumhydrogencarbonat

    Der Calciumhydrogencarbonatgehalt des Leitungswassers bildet in der so genannten Carbonathärte den Hauptbeitrag derHärte des Wassers.[4]

     Seine Löslichkeit beträgt bei 20 °C und 1 atm 1,66 g je 100 g H2O,

    also wesentlich höher als die vonCalciumcarbonat (14 mg pro 1000 g H2O bei 20 °C

    Um Calciumhydrogencarbonat in Lösung zu halten, ist eine bestimmte Konzentration

    an sogenannter „zugehöriger Kohlensäure“ vonnöten.

    Wasserwerke passen den Kohlensäuregehalt so an den Kalkgehalt des Trinkwassers an, dass sich in eisernen Rohrleitungen eine dünne Kalkschicht ausbildet, die das Rosten verhindert. Um den Leitungsquerschnitt nicht zu sehr zu vermindern, muss der Kohlensäuregehalt ständig angepasst werden. Bei dieser ständigen Anpassung spielt auch die Geschwindigkeit eine Rolle, mit der sich das obige Gleichgewicht einstellt: Mit reinem Calciumcarbonat dauert dies außerordentlich lange; in Anwesenheit von Fremdionen (z. B. Mg2+ oder SO42−) stellt sich das Gleichgewicht dagegen sehr rasch ein; deshalb wird Dolomit verwendet, um überschüssige Kohlensäure zu binden.

    Calciumhydrogencarbonat existiert also nur in wässriger Lösung in Koexistenz äquivalenter Mengen an Calcium- undHydrogencarbonat-Ionen. Bei der Verdunstung des Wassers oder bei Erhitzen entweicht das Kohlenstoffdioxid aus der Lösung; ebenso kann es durch Photosynthese vermindert werden.

    Somit wird das Löslichkeitsprodukt des Calciumcarbonats wieder überschritten und es bildet sich wieder unlöslicher Kalkstein. Dieser Vorgang liegt der Entstehung von Kalksinter, Travertin oder von Kalktuff zugrunde, aber auch der Bildung von Kalksedimenten (Seekreide) in Seen und Ozeanen. Auch das im nördlichen Alpenvorland vorkommende Nagelfluh genannte Konglomerat (Sedimente der Molassen oder eiszeitliche Gerölle) kann so entstehen, indem Kies oder Schotter durch das Bindemittel Kalk zu einem Naturbeton verbacken wird.

     „Seine Löslichkeit beträgt bei 20 °C und 1 atm 1,66 g je 100 g H2O“ 

    =   3 g C/l 

    Das Reaktionsgleichgewicht ist vom pH-Wert abhängig:

    http://www.trinkwasserspezi.de/kksggw.htm

    Die Graphik zeigt die Bildung von Kohlensäure aus der Reaktion von CO2 mit Wasser und Karbonat-Ionen. Dabei werden Karbonat-Ionen verbraucht, wodurch als Folge die Bildung von Kalk erschwert wird bzw. Kalkschalen sich auflösen.

    Der rapide zunehmende CO2-Gehalt der Atmosphäre und damit des Ozeans führen dazu, dass sich die Versauerung in schnellem Tempo im Oberflächenwasser der Weltmeere ausbreitet. Auch am Ende der letzten Eiszeit stieg der CO2-Gehalt der Atmosphäre und damit des Ozeans stark an. Im Vergleich zu dieser Zeit nimmt das Oberflächenwasser der Meere gegenwärtig das zusätzliche Kohlendioxid der Atmosphäre jedoch 100 Mal schneller auf.

    http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Ozeanversauerung

    Änderungen des pH-Wertes im Oberflächenwasser von den 1990er Jahren
    bis in die 2090er Jahre nach dem RCP8.5-Szenario.

    Das Oberflächenwasser der Ozeane ist normalerweise mit Karbonat-Ionen übersättigt, d.h. es ermöglicht die Bildung von Kalkschalen und –skeletten. In den tieferen Schichten, ab 1-2 km und tiefer, herrscht von Natur aus eine Untersättigung vor, weshalb sich hier Kalk auflöst. Die Grenze dazwischen ist der sog. Sättigungshorizont bzw. die Lysokline, unter der die Auflösung von Kalk beginnt, während darüber Kalk gebildet wird.

    Hinter der Abnahme des pH-Wertes seit Beginn der Industrialisierung steckt eine Emission von 555 GtC in die Atmosphäre durch menschliche Aktivitäten. Davon hat der Ozean etwa 155 GtC Kohlenstoff aufgenommen. Für das Ende des 21. Jahrhunderts wird mit einer weiteren Absenkung des pH-Wertes um 0,2 bis 0,4 gerechnet…

    RS: Mein Experiment  zeigte weniger pH Senkung,
    sogar bei 2000 ppm pCO2

    Der Gesetzgeber fordert,
    dass Trinkwasser am Ausgang Wasserwerk eine Calcitlösekapazität von < 5 mg/L aufweist. Für Trinkwasser mit einem pH-Wert ≥ 7,7 gilt der Grenzwert automatisch als eingehalten. Bei pH-Werten < 7,7 muss die Calcitlösekapazität nach den Vorschriften der DIN 38404 berechnet werden. http://www.tzw.de/de/abteilungen/technologie/kalk-kohlensaeure-gleichgewich-505/

    https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlens%C3%A4ure
    (menschliches Blut mit pH 7,4 enthält Kohlendioxid und Hydrogencarbonat im Verhältnis 1 : 24)

    Etwa bei pH 8,3 liegt der maximale Anteil an Hydrogencarbonat mit ca. 98 % vor; je knapp 1 % sind Kohlendioxid und Carbonat. Dies ist der typische pH-Wert von Natrium- oder Kaliumhydrogencarbonat in Wasser. Auch abgekochtes Trinkwasser zeigt diesen pH, da gelöstes Kohlendioxid ausgetrieben wurde.

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