Wenn die Luft 10 mal mehr Druck hätte , ist dann mehr co2 für Photosynthese da?
Wenn die Luft 10 mal mehr Druck hätte , ist doch die Dichte von CO2 in der Luft höher , und mehr Licht trifft auf CO2 Wasser und Chlorophyll , erhöht das mehr CO2 den Wirkungsgrad der Photosynthese?
Weiß nicht ob im Meerwasser mehr CO2 Dichte ist , Meerespflanzen haben oft erstaunliche Erträge, Algen zb.
3 Antworten
Hallo,
das Schwierige an solchen "Was wäre wenn-" Denkspielen:
Ist es in der Realität möglich, nur einen einzigen Faktor, in diesem Fall den Luftdruck, zu ändern, oder wirkt sich das nicht auf Tausende anderer Faktoren aus, die man gar nicht auf dem Schirm hat?
Wie könnte es möglich sein, dass auf der Erdoberfläche ein zehnmal so hoher Luftdruck herrschte?
Die Erde müsste eine viel höhere Masse haben, dann wäre die Gravitation, die letztlich auch den Luftdruck verursacht, viel höher. Bei höherer Gravitation wären unsere heutigen Pflanzen nicht lebensfähig, sie müssten viel mehr in ihr Stützgerüst investieren.
Der Umlauf der Erde um die Sonne müsste dann aber ein ganz anderer sein, entweder wäre ein Umlauf (also ein Jahr) viel kürzer oder die Entfernung zur Sonne müsste viel größer sein. Damit käme die Erde vermutlich aus der sog. habitablen Zone heraus, in der Leben möglich ist.
Kurz, auch ohne überhaut an weitere Flogen zu denken: das reicht, um anzunehmen, dass auf der Erde kein Leben möglich wäre, wenn wir einen zehmal so hohen Luftdrücke hätten.
Die Berechnung, wie hoch die Masse der Erde sein müsste, damit am Boden ein zehnmal höherer Luftdruck herrschen, überfordert mich allerdings etwas.
Kriegst du hin, in welche Dimension wir da kämen?
In diese Berechnung geht auch die Dichte des Planetenkörpers mit ein. Von ihr hängt es ab, wie sich Masse und Radius zueinander verhalten, und damit auch, wie die Schwerebeschleunigung an der Oberfläche ausfällt.
Erklärt wird die Berechnung hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_gravity
Nehmen wir konstante Dichte an, dann kann man sagen: g ist proportional zu m/r^2, und m ist proportional zu r^3. Damit ist g proportional zu r. Zehnfaches g hätte ein Gesteinsplanet mit zehnfachem Erdradius und tausendfacher Erdmasse, also ca. dreifacher Jupitermasse. Mit einem größeren Metallkern-Anteil und dadurch höherer Dichte ließen sich der Radius und Masse noch ein bißchen verkleinern.
Die Masse dieses Planeten wäre etwa 1/3 Prozent der Sonnenmasse. Das kann man, um nur den Bahnradius zu berechnen, ruhig als etwa Null ansehen. Das Baryzentrum des Planetensystem würde noch ein wenig weiter aus dem Zentrum der Sonne verschoben als Jupiter und Saturn das tun. https://de.wikipedia.org/wiki/Baryzentrum
Allerdings wäre der Planet ungewöhnlich groß für einen "erdähnlichen" Planeten, der aus Metall und Gestein besteht und eine feste Oberfläche hat. Die erdähnlichen Exoplaneten sind, soweit ich das überblicke, deutlich kleiner. Gasplaneten haben typischerweise so große Massen, aber sie sind ja nicht für die Überlegung unseres Fragestellers geeignet. https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_potentiell_bewohnbarer_Planeten
Bei zehnfach dichterer Lufthülle würde übrigens auch die Lichtmenge, die bis zur Erdoberfläche durchkommt, erheblich geschwächt und entsprechend weniger Energie stünde für die Photosynthese zur Verfügung. Hier im Diagramm sieht man, wie viel Lichtleistung die Atmosphäre so schon verschluckt. Bei zehnfacher Luftmenge verschwände lichtleistung mit dem gleichen Faktor hoch 10. https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstrahlung#/media/Datei:Sonne_Strahlungsintensitaet.svg Dies nur, um Deine Feststellung zu unterstreichen, daß so ein Gedankenexperiment sich auf Faktoren auswirkt, die man zunächst nicht auf dem Schirm hat.
Vielen Dank für deine fundierten und ausfühlichen Erklärungen!
Den von mir vermuteten Effekt auf die Umlaufbahn gäbe es also tatsächlich nur in vernachlässigbarer Höhe.
In einem Gewächshaus mit passenden Material, dass den Druck nicht durch lässt , aber Licht ? Weiß nicht ob es so ein Material gibt , weiß nicht ob es zu aufwändig ist, so ein Druck drinnen aufzubauen. Sonst hätte man es ja schon versucht . Weiß nicht, wie hoch der Photosynthese Wirkungsgrad ist und ob dir Pflanzen eine Vergiftung bekommen , hab aber Mal gelesen , manche Pflanzen halten viel CO2 aus , also bekommen nicht so schnell eine Vergiftung.
Durch den Druck erhöht sich ja nicht nur der CO2-Gehalt. Der Druck selbst würde die Pflanze erdrücken, ich glaube nicht, dass die Zellwände das mitmachen würden. Die Pflanzen haben sich auf den Normalluftdruck eingestellt. Jede deutliche Abweichung kann nur schädlich sein.
Dann kommt es vor allem darauf an, mit was du dein Gewächshaus befüllst! Wenn du "normale" Luft verwendest, dann liegt der Anteil natürlich erst einmal unverändert bei 0,04 Volumenprozent. Absolut gerechnet, in Gramm pro Kubikmeter, sind es natürlich zehn Mal so viel.
Ob unter den Bedingungen Pflanzen überhaupt lebensfähig wären, weiß ich nicht.
Was ich weiß ist, dass der Kohlendioxidgehalt der Luft in den seltensten Fällen der begrenzende Faktor ist.
Aber wenn die Luft Dichter ist , ist die Wahrscheinlichkeit, dass Licht auf CO2 trifft , größer , dachte ich .
Wie gesagt, ich weiß es nicht! Aber immerhin sind das Bedingungen, die fernab von dem sind, was es irgendwo auf der Welt gibt. Ich bezweifle daher sehr, dass irdische Pflanzen unter diesen Bedingungen wachsen könnten.
Wenn die Atmosphäre Dichter ist, dann absorbiert sie mehr Licht, richtig. Dann fällt weniger auf das Chlorophyll, was die Fotosyntheseleistung verringert.
Aber die Dichte im Gewächshaus ist doch wie 3 Meter hohe Luft Mal 10 , das ist im Gegensatz nichts , zu der Atmosphäre über dem Gewächshaus.
Wir können in die Tiefsee und uns macht der Druck bei langsamen runter gehen nichts , Pflanzen dann vielleicht auch nichts , übrigens, könnte man in so einem Gewächshaus Algen züchten, das sind Wasserpflanzen, die halten den Druck vielleicht aus , die werden durch Strömung vielleicht auch in tieferes Wasser gezogen , natürlich die Algen im Wasser im Druck-Gewächshaus.
Aber die Dichte im Gewächshaus ist doch wie 3 Meter hohe Luft Mal 10 , das ist im Gegensatz nichts , zu der Atmosphäre über dem Gewächshaus.
Du hast aber nach einem Luftdruck gefragt, de zehnmal ao hoch ist wie der über dem Gewächshaus! Das ist nicht "nichts".
Algen werden sicherlich manchmal auch in tiefere Schichten gespült,. Dort sterben sie, weil es kein Licht mehr gibt.
Hey, also wenn die Luft 10 mal mehr Druck hätte, wäre tatsächlich mehr CO2 vorhanden, weil die Gase unter höherem Druck dichter sind. Das ist wie bei einer Cola-Flasche, die unter Druck steht und voller Kohlensäure ist. Wenn du sie öffnest, zischt es, weil der Druck abnimmt und die Kohlensäure entweicht.
Bei der Photosynthese nutzen Pflanzen CO2, Wasser und Licht, um Glucose und Sauerstoff zu produzieren. Wenn mehr CO2 da ist, könnten die Pflanzen theoretisch mehr Photosynthese betreiben, solange auch genug Licht und Wasser vorhanden sind. Es ist wie bei einem Buffet: Wenn mehr Essen da ist und du mega hungrig bist, kannst du auch mehr essen, solange du einen Teller und Besteck hast.
Im Meerwasser ist die CO2-Dichte anders, weil das Wasser unter Druck steht und Gase anders löst als Luft. Algen sind echt krass, weil sie sich super an ihre Umgebung anpassen können und oft in Umgebungen mit hohem Druck und CO2 leben, wo sie richtig gut gedeihen können.
Also ja, mehr CO2 könnte den Wirkungsgrad der Photosynthese erhöhen, aber nur bis zu einem gewissen Punkt. Es gibt nämlich auch ein Limit, wie viel die Pflanzen verarbeiten können, genau wie du nicht unendlich viel vom Buffet essen kannst, auch wenn noch so viel Essen da ist. Und zu viel CO2 kann auch schädlich sein, weil das Klima und die Lebensbedingungen sich ändern würden.
Hey, also wenn die Luft 10 mal mehr Druck hätte, wäre tatsächlich mehr CO2 vorhanden, weil die Gase unter höherem Druck dichter sind. Das ist wie bei einer Cola-Flasche, die unter Druck steht und voller Kohlensäure ist. Wenn du sie öffnest, zischt es, weil der Druck abnimmt und die Kohlensäure entweicht.
Wo käme das zusätzliche CO2 denn her? Entsteht es in der Colaflasche daher, dass sie unter Druck gesetzt wird?
Wenn die Luft 10 mal mehr Druck hätte...
und der Anteil des CO2 in der Luft weiterhin bei 0,04% läge, dann wäre das für die Reaktionen so ähnlich wie wenn bei normalem Druck der CO2-Gehalt auf 0,4% verzehnfacht würde.
Allerdings nur ähnlich, weil der ebenfalls verzehnfachte O2-Partialdruck die Reaktionen bremst, bei denen O2 freigesetzt wird.
Das wäre dann so, wenn die Masse der Erde in die Nähe der Größenordnung der Sonnenmasse käme. Zwischen den 6·10^24 kg der Erde und den 2·10^30 kg der Sonne liegt aber ein erheblicher Faktor. Solange das so ist, dominiert die Sonnenmasse das gemeinsame Gravitationsfeld so stark, dass Änderungen der Erdbahn verbachlässigbar bleiben werden.