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27.11: Der Schwefelkreislauf 334
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The Sulfur Cycle
 
PROTOKOLLE

27.11: The Sulfur Cycle

27.11: Der Schwefelkreislauf 334

Sulfur, an important element in the chemical makeup of proteins, is recycled through the atmosphere and aquatic and terrestrial environments. Found in the atmosphere as sulfur dioxide (SO2), sulfur is released by decaying organisms, weathered rocks, geothermal vents, volcanos, and burning fossil fuels. It is deposited into the ecosystem, cycled through the biotic community, and either released back into the atmosphere as gas or deposited in marine sediment for long-term storage and eventual release back into the soil and atmosphere.

The Biogeochemical Sulfur Cycle

Sulfur is essential to biological systems and is a component of certain amino acids, such as cysteine, which plays an important role in the structure of proteins. Sulfur is distributed to terrestrial (i.e., land) ecosystems by the precipitation of weak sulfuric acid, direct fallout from the atmosphere, weathering of sulfur-containing rocks, and geothermal vents.

From the soil, it is taken up by microorganisms and plants and converted into organic forms that can be used by consumers in the ecosystem. When organisms die, decomposers break the organic sulfur compounds down into gases, such as hydrogen sulfide, which is oxidized in the atmosphere to form sulfur dioxide. Additionally, some chemoautotrophs use sulfur as a biological energy source and recycle sulfur molecules directly through ecosystems.

Sulfur is introduced into marine ecosystems through runoff from land, direct fallout from the atmosphere, and underwater geothermal vents. Some of this sulfur cycles through the food chain and is released into the atmosphere as sea spray. The remainder is deposited as sediment on the ocean floor, where it is stored for extended time periods. Over geological time, uplift can transfer the sediment back to land, where sulfur is released by erosion.

Human Impacts on the Sulfur Cycle

The burning of fossil fuels, particularly coal, adds an unnatural quantity of hydrogen sulfide gas into the atmosphere, resulting in a higher concentration of sulfur dioxide that manifests as acid rain. Acid rain damages the environment by lowering the pH of lakes and rivers, harming both aquatic and terrestrial fauna.

Schwefel, welcher ein wichtiges Element in der chemischen Zusammensetzung von Proteinen ist, wird durch die Atmosphäre sowie die aquatische und terrestrische Umwelt recycelt. Er kommt in der Atmosphäre als Schwefeldioxid (SO2) vor und wird von zerfallenden Organismen, verwitterten Gesteinen, geothermischen Schächten, Vulkanen und der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt. Der Schwefel wird im Ökosystem abgelagert, durch die Lebensgemeinschaft zirkuliert und entweder als Gas zurück in die Atmosphäre entlassen oder in Meeressedimenten zur langfristigen Lagerung und schließlich zur Rückführung in den Boden und die Atmosphäre abgeschieden.

Der biogeochemische Schwefelkreislauf

Schwefel ist für biologische Systeme essenziell und ein Bestandteil bestimmter Aminosäuren, wie Cystein. Diese Aminosäure spielt das eine wichtige Rolle in der Struktur von Proteinen. Schwefel wird durch die Niederschläge von schwacher Schwefelsäure, direktem Fallout aus der Atmosphäre, Verwitterung schwefelhaltiger Gesteine und geothermischen Quellen in terrestrische (d.h. Land-)Ökosysteme verteilt.

Aus dem Boden wird es von Mikroorganismen und Pflanzen aufgenommen und in organische Formen umgewandelt, die von den Verbrauchern im Ökosystem genutzt werden können. Wenn Organismen sterben, zerlegen Zersetzer die organischen Schwefelverbindungen in Gase, wie z.B. Schwefelwasserstoff, der in der Atmosphäre zu Schwefeldioxid oxidiert wird. Darüber hinaus nutzen einige Chemoautotrophe Schwefel als biologische Energiequelle und recyceln Schwefelmoleküle direkt über die Ökosysteme.

Schwefel wird durch Abfluss vom Land, direkten Fallout aus der Atmosphäre und geothermische Unterwasserquellen in marine Ökosysteme eingeleitet. Ein Teil dieses Schwefels durchläuft die Nahrungskette und wird als Meeresgischt in die Atmosphäre freigesetzt. Der Rest lagert sich als Sediment auf dem Meeresboden ab, wo er über längere Zeiträume gespeichert wird. Im Laufe der geologischen Zeit kann das Sediment durch Auftrieb wieder an Land transportiert werden, wo Schwefel durch Erosion freigesetzt wird.

Menschliche Auswirkungen auf den Schwefelkreislauf

Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie insbesondere Kohle wird eine unnatürliche Menge Schwefelwasserstoffgas in die Atmosphäre geblasen, was zu einer höheren Konzentration von Schwefeldioxid führt, das sich als saurer Regen manifestiert. Saurer Regen schädigt die Umwelt, indem er den pH-Wert von Seen und Flüssen senkt und sowohl die Wasser-als auch die Landfauna angreift.


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