Ausgasen und Lösen

Kohlenstoffkreisläufer - Hilfe

Kohlenstoffdioxid der Luft löst sich (physikalisch) im Meerwasser.
Es reagiert mit Wasser (chemisch), wobei als weitere anorganische Kohlenstoffverbindungen (Kohlensäure H₂CO₃ und Hydrogencarbonationen HCO₃⁻) und zusätzlich Oxoniumionen (H₃O⁺) entstehen. Der pH-Wert nimmt also etwas ab.

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃

H₂O + H₂CO₃ ⇌ H₃O⁺ + HCO₃⁻

B1 S2 S1 B2
Das Wasser der Ozeane ist in ständiger Bewegung.
Absinkendes Oberflächenwasser nimmt die darin gelösten Kohlenstoffverbindungen mit in die Tiefe.
Dadurch wird die CO₂-Konzentration in den oberen Wasserschichten verringert und es kann mehr CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen werden.

Die Luftmoleküle (also Stickstoff-, Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxid-Moleküle) sind in gelöster Form zwischen den Wassermolekülen verteilt.
An der Grenzfläche zur Atmosphäre findet ein ständiger Gasaustausch in beider Richtungen statt, es ändert sich nur je nach Temperatur die jeweilige Geschwindigkeit der Gasaufnahmen bzw. der Gasabgabe.
Bei höherer Wassertemperatur können weniger CO₂-Moleküle gelöst werden, die CO₂-Abgabe überwiegt.
Zusätzlich stehen die Hydrogencarbonationen v.a. bei niedrigem pH-Wert (also in saurem Milieu bei hoher Oxoniumionenkonzentration) über die Bildung und den Zerfall von Kohlensäure in einem Gleichgewicht mit dem gelösten CO₂, so dass sich dessen Partialdruck erhöht, was in den oberen Wasserschichten dann das Ausgasen in die Atmosphäre fördert.

HCO₃⁻ + H₃O⁺ ⇌ H₂CO₃ + H₂O

B1 S2 S1 B2

H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂↑

H₂O	+	H₂CO₃	⇌	H₃O⁺	+	HCO₃⁻
B1		S2		S1		B2

HCO₃⁻	+	H₃O⁺	⇌	H₂CO₃	+	H₂O
B1		S2		S1		B2