Arbeitsaufträge 7 und 8

Arbeitsvorgang:

Die letzten beiden Aufgaben sollen die Prozesse zeigen, die zum Klimawandel führen, und seine Folgen. Nach dem Gesetz von Archimedes ist schwimmendes Eis im Gleichgewicht mit dem Auftrieb des Wassers, so dass das Eis nach dem Auftauen die Höhe des Wasserspiegels (Meeresspiegel, Wasserhöhe in der Schüssel) nicht beeinflusst. Dagegen führt ein Wasserfluss (vom Festland, vom Rand der Schüssel) z einen Ansteigen des Wasserspiegels. Das Schmelzen von Eis im arktischen Ozean beeinflusst die Höhe der Meeresspiegel nicht, während das Schmelzen von Berg- und Festlandgletschern (z. B. in Grönland) die Höhe des Wasserspiegels beeinflusst. Diese so genannte Glazialeustasie, d. h. Schwankungen der Meeresspiegelhöhe durch Bindung von Wasser in den Festlandeismassen und Gebirgsgletschern während der Eiszeit und Freisetzung von Wasser durch Eisschmelze, führte in der geologischen Vergangenheit im Vergleich zum heutigen Stand zu Pegelschwankungen von etwa 100 Metern.

Das letzte Experiment kann die Existenz und Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre zeigen. Wenn wir Kalksteinstücke in ein breiteres Becherglas geben und mit Essig bestreichen (oder verdünnter HCl, wenn das Experiment nur demonstrativ ist und von der Lehrkraft durchgeführt wird, dann ist das Experiment effektiver), entstehen CO2- Blasen. Es ist möglich nachzuweisen, dass es CO2 ist, mit einer kleinen schwimmenden Kerze, die zu Beginn des Experiments brennend an die Oberfläche gelegt wurde. Nach einigen Minuten steigt der CO2-Gehalt über der Oberfläche. Die Kerze sollte erlöschen, da sie zum Verbrennen Sauerstoff benötigt. Aus dem Experiment kann abgeleitet werden, dass Kohlendioxid, das für Treibhausgase wichtig ist, entsteht, wenn etwas Kalkstein zersetzt oder (und auch) die Verbrennung organischer Stoffe (Paraffinkerzen) Sauerstoff umwandelt. Die Lehrkraft sollte den Schülern erklären, dass die Menge an CO2 in der Atmosphäre und deren Aufnahme oder Freisetzung aus der Gesteinsumgebung und der Pflanzendecke einer der wichtigsten Faktoren ist, die das Klima auf der Erde beeinflussen. In der geologischen Vergangenheit gab es Situationen, in denen die Erde bis auf einem schmalen Streifen am Äquator völlig gefroren war („Snowball Model“ – Erde als Schneeball im Prequam). Die zunehmende CO2–Menge fürhte zu Erwärmung, so dass das Klima im Allgemeinen ausgeglichener und wärmer war und der tropische Streifen erheblich breiter war als heute („Greenhouse Model“ – Erde mit mildem Klima und Laubwäldern bis zu den Polen).