Versauerung der Meere
Übersicht
Überblick
Schlüsselwörter: Kohlenstoffdioxid, pH-Wert, Versauerung, Klimawandel
Fächer: Biologie
Altersgruppe: 6-12 Jahre
Schwierigkeitsgrad: ● ● ○ (mittel)
Dieses Experiment ist Teil der Einheit „Klimawandel - Unsere Erde und wir“ der Autorinnen Esra Aksoy (TR), Rebecca Mudde (GB), Rute Oliveira (PT), Anastasia Papakonstantinou (GR).
Bevor Sie diese Aktivität durchführen, sollten die Schüler*innen bereits die Ursachen des Klimawandels kennen und wissen, dass Kohlenstoffdioxid (CO2) als Treibhausgas für den Anstieg der Temperatur verantwortlich ist. Durch dieses Experiment erfahren die Kinder, dass die Versauerung der Meere Probleme verursacht.
Zudem lernen sie das Konzept von Ursache und Wirkung kennen und entwickeln gleichzeitig ein Gespür für die Umwelt.
Dieses Experiment ist einfach durchzuführen und veranschaulicht die wissenschaftliche Methode (Beobachtung – Hypothese – Versuch – Ergebnisse) für jüngere Schüler*innen. Das einfache Experiment vermittelt einen ersten Einblick, wie man wissenschaftlich arbeitet. Dadurch kann das Interesse der Kinder an den Naturwissenschaften gefördert werden. Zudem kann bei den Grundschüler*innen das Interesse für eine spätere wissenschaftliche Laufbahn geweckt werden.
Um die Verwendung des Indikators besser zu verstehen, sollten Sie sich zunächst das Video „Wie können wir saure und alkalische Lösungen unterscheiden?“ anschauen.
Das Experiment
Benötigte Materialien
- 2 Gläser (durchsichtige Gläser, keine Plastikbecher)
- Rotkohlindikator (eine chemische Substanz, die die Farbe ändert, wenn eine Lösung sauer oder basisch ist)
- ein Strohhalm
- destilliertes Wasser oder Leitungswasser
Für die Zubereitung des Indikators benötigen Sie:
- einige Blätter Rotkohl
- destilliertes Wasser oder Leitungswasser
- Mörser
Die Anleitung zur Herstellung des Indikators sehen Sie in diesem Video:
Die Kinder können den Indikator selbst herstellen. Es ist empfehlenswert, dabei Handschuhe und Schürzen zu tragen, um Flecken zu vermeiden.
Anleitung zum Experiment
Dieses Experiment kann von der Lehrkraft für die ganze Klasse durchgeführt werden. Je nach Alter und Selbstständigkeit können die Schüler*innen das Experiment allerdings auch selbst in Kleingruppen durchführen.
Das Video zeigt die Wirkung von Kohlenstoffdioxid (CO2) auf den pH-Wert von Wasser.
- Zwei Gläser werden mit destilliertem Wasser oder Leitungswasser gefüllt.
- Etwa zwei Esslöffel des Indikators werden in jedes Glas gegeben. Das Wasser sollte eine violette Farbe haben.
- Dann wird mit einem Strohhalm in eines der Gläser gepustet. Die violette Farbe wird sich in ein Rosa verändern.
Zu beachten
Dieses Experiment funktioniert in der Regel mit Leistungswasser. Destilliertes Wasser eignet sich jedoch zur Herstellung der Lösung, da nicht jedes Leitungswasser neutral ist, sondern selbst leicht sauer oder leicht basisch sein kann. Dies kann sich auf die Farbe der Ausgangslösung auswirken. Das verwendete Wasser sollte einen pH-Wert um 7 haben.
Das Experiment kann auch mit anderen Indikatoren durchgeführt werden. Wir empfehlen jedoch, Rotkohllösung zu verwenden, da sie für Kinder sicherer ist. Bromthymolblau liefert ausgezeichnete Ergebnisse, hat jedoch ein anderes Farbenspektrum.
Naturphänomene, die um uns herum auftreten, sind komplex und im Labor schwer nachzubilden, daher verwendet man Modelle. Modelle sind Vereinfachungen der Realität, die es ermöglichen, das Geschehen in der realen Welt auf eine zugänglichere Weise zu verstehen.
Fragen an die Schüler*innen
Vorschläge für Fragen, die Sie den Schüler*innen nach dem Ansehen des Videos stellen können.
- Warum verändert sich die Farbe?
- Was ist in unserer Ausatemluft enthalten?
- Wie wirkt sich CO2 auf den pH-Wert aus?
- Wie wirkt sich CO2 auf das Leben im Wasser aus?
- Kennst du Organismen, die CO2 aufnehmen?
Dieses Arbeitsblatt hilft den Kindern zu lernen, was ein Indikator ist und wie man ihn verwendet. Sie sollen verstehen, dass das Gas, das den Klimawandel verursacht, auch die Ozeane und Meeresorganismen beeinflusst. Ein weiteres Ziel ist es, Empathie und Verantwortung für die Umwelt zu entwickeln.
Hier können Sie das Arbeitsblatt als docx und PDF herunterladen.
Das Experiment mit dem Ergebnis
Der pH-Wert des Meeres liegt bei 8,1, ist also leicht basisch. Daran sind die Meeresorganismen gewöhnt.
Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein Gas und entsteht, wenn fossile Brennstoffe wie Öl oder Kohle zur Energiegewinnung verbrannt werden. Auch in der Ausatemluft von Menschen und Tieren ist es enthalten. Wenn dieses Gas mit Wasser in Berührung kommt, bildet sich Kohlensäure. Dadurch wird das Wasser sauer. Dies wiederum hat Auswirkungen auf die Meeresumwelt und führt zur Zerstörung von Tierlebensräumen wie Korallenriffen und zu Gesundheitsproblemen bei Wasserorganismen.
Die Versauerung der Meere hat bereits dazu geführt, dass der pH-Wert des Meerwassers leicht unter 8,1 gesunken ist. Für die Zukunft wird eine weitere Abnahme prognostiziert. 1, 2
Wasserpflanzen, Algen und Mikroalgen nehmen CO2 für die Photosynthese auf und wirken als wichtiger Puffer gegen die Auswirkungen des Klimawandels.
Was hat dieses Video mit Nachhaltigkeit zu tun?
Fossile Brennstoffe werden in unserer Industrie zur Energieerzeugung genutzt. Sie sind endlich und können teuer sein. Vor allem erzeugen sie CO2, ein Gas, das wesentlich zum Treibhauseffekt und damit zum Klimawandel beiträgt.
Gelangt Kohlenstoffdioxid ins Meer, wird es zu Kohlensäure. Dies kann zu Veränderungen in der Meeresumwelt führen, die Lebensräume von Tieren zerstören und Gesundheitsprobleme bei Meeresorganismen verursachen.
Durch eine frühzeitige Sensibilisierung lernen Schüler*innen, verantwortungsbewusster mit Energie umzugehen und auf erneuerbare Energiequellen zu achten.
Binnendifferenziertes Lernen
Hier finden Sie einige Vorschläge, wie Sie dieses Material an unterschiedliche Lernniveaus und Lerntypen in Ihrer Klasse anpassen können.
Für den Einstieg
Führen Sie das Experiment durch und dokumentieren Sie die Ergebnisse.
Für Fortgeschrittene
Die Schüler*innen können das Ergebnis vorhersagen.
Bitten Sie die Schüler*innen, in bestimmten Zeitabständen Fotos zu machen und mit einem Zeitrafferprogramm ein Video zu erstellen.
Verwenden Sie weitere Indikatoren und pH-Papier, um das Ergebnis festzuhalten.
Machen Sie Fotos und erstellen Sie eine Ausstellung mit den Ergebnissen.
Berufsorientierung
Welche Berufsfelder stehen in Zusammenhang mit diesem Experiment, und wie können Sie Ihren Schüler*innen diese vorstellen?
Anhand des Experiments zur Ozeanversauerung entdecken die Kinder nicht nur die Auswirkungen des Klimawandels, sie können auch dazu angeregt werden, über künftige Berufe im Umweltschutz nachzudenken – zum Beispiel versuchen Biolog*innen und Chemielaborant*innen für Umweltanalytik den Klimawandel zu verstehen und Lösungen zum Klimaschutz zu finden.
Biologie
Biolog*innen beschäftigen sich mit Menschen, Pflanzen und Tieren sowie der Umwelt, in der sie leben. Dabei führen sie mit verschiedenen Verfahren Experimente durch und werten diese aus.
Video Biologie: Berufsfelder der Uni Bielefeld
Was machen Biolog*innen?
Biolog*innen sind Wissenschaftler*innen, die die Welt der Natur erforschen - von Pflanzen über Tiere bis hin zu mikroskopisch kleinen Organismen. Sie untersuchen, wie diese leben, wachsen und sich anpassen und wie sie miteinander und mit ihrer Umwelt interagieren. Biolog*innen arbeiten in unterschiedlichen Bereichen, wie z.B. der Lebensmittelindustrie, in Abwasserbetrieben und natürlich auch im Naturschutz.
Wie sieht der Alltag von Biolog*innen aus?
Der Arbeitsalltag von Biolog*innen kann sehr abwechslungsreich sein. Sie können ihre Tage in der Natur verbringen, um Tiere und Pflanzen in ihrem natürlichen Lebensraum zu beobachten. Oder sie sammeln Proben, die dann im Labor analysiert werden. Weiterhin schreiben sie Berichte und Artikel, um ihre Forschungsergebnisse mit der Öffentlichkeit zu teilen.
Welche Aufgaben haben sie?
Biolog*innen haben eine große Verantwortung, ihre wissenschaftlichen Kenntnisse zum Schutz der Natur einzusetzen. Sie können für Regierungen, Verwaltungen, Forschungsinstitute, Pharmaunternehmen oder gemeinnützige Organisationen arbeiten. Mit ihren Entscheidungen tragen sie dazu bei, die die Nachhaltigkeit und das Gleichgewicht von Ökosystemen fördern.
Chemielabor für Umweltanalytik
Chemielaborant*innen für Umweltanalytik führen Labortests durch, um die Umwelt zu überwachen. Bei diesen prüfen sie die Qualität von Wasser, analysieren Quellen von Verschmutzungen und bereiten Proben für die Untersuchung vor.
Chemielaborant/-in | Ausbildung | Beruf | Ich mach´s | BR
Was macht ein*e Chemielaborant*in für Umweltanalytik?
Chemielaborant*innen arbeiten in einem Labor und analysieren Proben. Im Bereich der Umweltanalytik untersuchen sie Proben mit Wasser, Boden und Luft auf Schadstoffe und Verunreinigungen. Chemielaborant*innen verwenden eine Vielzahl spezieller Geräte und Techniken, um Schadstoffe aufzuspüren. Sie kalibrieren und bedienen auch Laborgeräte und dokumentieren ihre Ergebnisse. Mit ihrer Arbeit tragen sie dazu bei, dass unsere Umwelt für alle Menschen sicher ist.
Wie sieht der Arbeitsalltag von Chemielaborant*innen für Umweltanalytik aus?
Chemielaborant*innen arbeiten mit verschiedenen Proben, z. B. Luft, Wasser oder Boden. Sie messen Temperaturen, mischen Stoffe, kleben Etikette auf Proben, benutzen Mikroskope, um ganz kleine Dinge zu sehen, und andere Instrumente, um Analysen durchzuführen. Während des Arbeitstages können sie die Daten mit speziellen Computerprogrammen analysieren und sich mit Kolleg*innen treffen, um ihre Ergebnisse auszutauschen.
Welche Aufgaben haben sie?
Chemielaborant*innen können für Behörden, Umweltberatungsunternehmen oder private Labore arbeiten. Ihre Aufgabe ist es, Analysen nach bestimmten Standards durchzuführen, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse zuverlässig sind. Auf diese Weise ermöglichen sie es Behörden oder Regierungen, Maßnahmen zum Schutz der Umwelt zu ergreifen.
Weitere Ideen
Schreiben Sie mit ihrer Klasse Comics über einen kleinen Fisch, der wegen der Zerstörung seines Lebensraums, des Korallenriffs, umziehen muss.
Probieren Sie verschiedene pH-Indikatoren aus und machen Sie eine Fotoausstellung, mit der das Umweltbewusstsein gestärkt werden kann.
Meere unter Druck – Ozeanversauerung durch CO2. Umweltbundesamt (2024).
(letzter Zugriff 04.03.2025)
Ozeanversauerung. Saures Meerwasser: So leiden Tiere und Pflanzen darunter. Quarks (2022)
(letzter Zugriff 04.03.2025)
Ozeanversauerung. Bildungsserver Wiki Klimawandel
(letzter Zugriff 04.03.2025)
Planetare Grenzen: Die Ozeane werden saurer. Helmholtz-Klima-Initiative (2022)
(letzter Zugriff 04.03.2025)
Ozeanversauerung – Der böse Zwilling der Klimaerwärmung. Alfred-Wegener-Institut
(letzter Zugriff 04.03.2025)
Ozeanversauerung für Schüler erklärt. GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (2012)
(letzter Zugriff 04.03.2025)
Im Projekt Seewache: The guardian of the sea suchen Schüler*innen nach einer Lösung, um die Ozeane zu schützen. Das Projekt belegte den ersten Platz beim Science on Stage-Wettbewerb Future League.
Videos zur Berufsorientierung
Video Biologie: Berufsfelder der Uni Bielefeld
Dieses Experiment ist Teil der Einheit „Klimawandel - unsere Erde und wir“ der Autorinnen Esra Aksoy (TR), Rebecca Mudde (GB), Rute Oliveira (PT), Anastasia Papakonstantinou (GR).
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