1 00:00:00,080 --> 00:00:03,520 Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch das 2 00:00:03,520 --> 00:00:08,480 Periodensystem, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und 3 00:00:08,480 --> 00:00:11,360 lernen. Kennst du schon unsere anderen 4 00:00:11,360 --> 00:00:15,280 Schlafreisereien wie Schlafreise durch das Universum oder 5 00:00:15,280 --> 00:00:17,200 Schlafreise durch vergessene Welten. 6 00:00:18,160 --> 00:00:21,360 Heute nehme ich dich mit auf eine faszinierende Reise zu 7 00:00:21,360 --> 00:00:25,440 einem Element, ohne dass dein Körper buchstäblich in sich 8 00:00:25,440 --> 00:00:28,080 zusammenfallen würde. Calcium. 9 00:00:28,640 --> 00:00:34,480 Das Element mit der Ordnungszahl 20 es verleiht deinen Knochen 10 00:00:34,480 --> 00:00:38,080 Stabilität, lässt dein Herz schlagen und formt die 11 00:00:38,080 --> 00:00:41,360 majestätischen Kalksteinfelsen unserer Erde. 12 00:00:41,840 --> 00:00:45,280 Lass dich treiben in die Welt dieses außergewöhnlichen 13 00:00:45,280 --> 00:00:48,880 Elements, das seit Milliarden Jahren die Geschichte unseres 14 00:00:48,880 --> 00:00:53,000 Planeten Mitschreibt. Stell dir vor, du könntest in 15 00:00:53,000 --> 00:00:55,280 deinen eigenen Körper hineinsehen. 16 00:00:55,680 --> 00:00:59,040 Tief hinein in die mikroskopische Struktur deiner 17 00:00:59,040 --> 00:01:02,560 Knochen. Dort in einem komplexen 18 00:01:02,560 --> 00:01:06,640 dreidimensionalen Netzwerk, findest du Calcium in seiner 19 00:01:06,640 --> 00:01:12,280 wichtigsten biologischen Form als Calciumphosphat, genauer 20 00:01:12,280 --> 00:01:16,960 gesagt als Hydroxylapatit mit der chemischen Formel ca 10 21 00:01:17,200 --> 00:01:20,880 Klammer auf Po 4. Klammer zu 6 Klammer auf Oh 22 00:01:21,040 --> 00:01:25,280 Klammer zu 2. Diese kristalline Struktur macht 23 00:01:25,280 --> 00:01:30,080 etwa 95% der anorganischen Knochenmasse aus und verleiht 24 00:01:30,080 --> 00:01:32,960 dem Skelett seine bemerkenswerte Festigkeit. 25 00:01:33,520 --> 00:01:36,400 Ein durchschnittlicher erwachsener Mensch trägt etwa 26 00:01:36,400 --> 00:01:43,120 ein Kilogramm reines Kalzium in sich, wovon 99% in Knochen und 27 00:01:43,120 --> 00:01:47,440 Zähnen gebunden sind. Das verbleibende eine Prozent 28 00:01:47,440 --> 00:01:50,400 mag verschwindend gering erscheinen, ist aber von 29 00:01:50,400 --> 00:01:53,920 entscheidender Bedeutung für lebensnotwendige Prozesse wie 30 00:01:53,920 --> 00:01:57,680 die Muskelkontraktion, die Blutgerinnung und die 31 00:01:57,680 --> 00:02:00,880 Signalübertragung zwischen Nervenzellen. 32 00:02:02,000 --> 00:02:06,480 Dein Körper reguliert den Calciumspiegel im Blut mit einer 33 00:02:06,480 --> 00:02:11,680 Präzision von etwa 2,2 bis 2,6 Millimol pro Liter. 34 00:02:12,400 --> 00:02:16,000 Abweichungen von nur wenigen Prozent können schwerwiegende 35 00:02:16,000 --> 00:02:21,440 gesundheitliche Folgen haben. Calcium steht im Periodensystem 36 00:02:21,440 --> 00:02:26,640 in der zweiten Hauptgruppe, den Erdalkalimetallen, mit der 37 00:02:26,640 --> 00:02:31,360 Elektronenkonfiguration ar 4 s 2 gibt es bereitwillig seine 38 00:02:31,360 --> 00:02:36,200 beiden äußeren Elektronen ab und bildet das zweifach positiv 39 00:02:36,200 --> 00:02:42,480 geladene Calcium Ion ca 2 plus. Diese Eigenschaft macht Calcium 40 00:02:42,480 --> 00:02:45,680 zu einem hervorragenden Reaktionspartner für 41 00:02:45,680 --> 00:02:49,360 verschiedenste chemische Verbindungen und erklärt, warum 42 00:02:49,360 --> 00:02:54,160 es in der Natur niemals elementar vorkommt, sondern 43 00:02:54,160 --> 00:02:58,320 stets gebunden. Die Entdeckungsgeschichte des 44 00:02:58,320 --> 00:03:02,480 Calciums führt uns nach England ins Jahr 1808. 45 00:03:03,520 --> 00:03:07,520 Der brillante Chemiker Sir Humphrey Davy isolierte das 46 00:03:07,520 --> 00:03:12,720 Element erstmals durch Elektrolyse von Calciumoxid und 47 00:03:12,720 --> 00:03:16,600 Quecksilberoxid. Davy war ein Pionier der 48 00:03:16,600 --> 00:03:20,640 Elektrochemie und entdeckte in dieser produktiven Phase seines 49 00:03:20,640 --> 00:03:28,240 Lebens auch Natrium, Kalium, Barium, Strontium und Magnesium, 50 00:03:28,960 --> 00:03:31,840 alle durch elektrochemische Methoden. 51 00:03:32,720 --> 00:03:37,600 Der Name Calcium leitet sich vom lateinischen Calx ab, was 52 00:03:37,600 --> 00:03:41,360 Kalkstein bedeutet. Ein Material, das die Menschheit 53 00:03:41,360 --> 00:03:46,320 seit der Antike kennt und nutzt. Lass uns eine Reise durch die 54 00:03:46,320 --> 00:03:51,760 Erdgeschichte unternehmen, vor etwa 400000000 Jahren im Devon 55 00:03:51,840 --> 00:03:55,680 begannen die ersten Wirbeltiere, das Land zu erobern. 56 00:03:56,400 --> 00:04:00,120 Diese frühen Amphibien benötigten stabile Skelette, um 57 00:04:00,120 --> 00:04:03,200 der Schwerkraft außerhalb des stützenden Wassers zu 58 00:04:03,200 --> 00:04:06,160 widerstehen. Calcium wurde zum 59 00:04:06,160 --> 00:04:10,400 Schlüsselelement dieser evolutionären Innovation, die 60 00:04:10,400 --> 00:04:14,120 calciumphosphat Kristalle in ihren Knochen waren leicht 61 00:04:14,120 --> 00:04:18,320 genug, um Beweglichkeit zu ermöglichen, aber stark genug, 62 00:04:18,480 --> 00:04:22,560 um das Körpergewicht zu tragen, eine perfekte Balance. 63 00:04:22,800 --> 00:04:26,480 Die sich über Jahrmillionen durch natürliche Selektion 64 00:04:26,480 --> 00:04:31,840 optimierte, in den Ozeanen unserer Erde spielt Calcium eine 65 00:04:31,840 --> 00:04:36,960 ebenso fundamentale Rolle. Unzählige Meeresorganismen, von 66 00:04:36,960 --> 00:04:41,440 mikroskopischen Kokolitophoriden über Korallen bis zu Muscheln 67 00:04:41,600 --> 00:04:45,760 bauen ihre schützenden Gehäuse und Skelette aus Calciumcarbonat 68 00:04:46,000 --> 00:04:50,640 CAO 3. Diese biogene Kalkbildung ist 69 00:04:50,640 --> 00:04:54,000 ein globaler Prozess von enormem Ausmaß. 70 00:04:54,480 --> 00:04:57,840 Schätzungsweise werden jährlich etwa 1,6 Milliarden Tonnen 71 00:04:57,840 --> 00:05:00,560 Calciumcarbonat von Meeresorganismen produziert. 72 00:05:03,200 --> 00:05:06,880 Wenn diese Organismen sterben, sinken ihre kalkhaltigen 73 00:05:06,880 --> 00:05:10,720 Überreste auf den Meeresboden und bilden über geologische 74 00:05:10,720 --> 00:05:13,920 Zeiträume mächtige Sedimentschichten. 75 00:05:14,080 --> 00:05:18,240 Die Kreidefelsen von Dover, strahlend weiß und über 100 76 00:05:18,240 --> 00:05:21,120 Meter hoch, bestehen nahezu vollständig aus den 77 00:05:21,120 --> 00:05:25,200 mikroskopischen Kalkschalen winziger Meeresalgen, die vor 78 00:05:25,200 --> 00:05:28,000 etwa 70 bis 100000000 Jahren lebten. 79 00:05:29,280 --> 00:05:32,800 Jeder Kubikzentimeter dieser Kreide kann Millionen dieser 80 00:05:32,800 --> 00:05:37,040 fossilen Schalen enthalten. Ein beeindruckendes Zeugnis der 81 00:05:37,040 --> 00:05:40,720 akkumulativen Kraft biologischer Prozesse über geologische 82 00:05:40,720 --> 00:05:44,840 Zeitskalen. Calcium ist in der Erdkruste mit 83 00:05:44,840 --> 00:05:49,840 einem Anteil von etwa 3,4% das fünfthäufigste Element. 84 00:05:50,320 --> 00:05:54,240 Es kommt in zahlreichen Mineralien vor, darunter Calcit 85 00:05:54,240 --> 00:05:59,040 und Aragonit, beide Formen von Calciumcarbonat, aber mit 86 00:05:59,040 --> 00:06:01,360 unterschiedlicher Kristallstruktur. 87 00:06:02,000 --> 00:06:06,480 Calcit kristallisiert im trigonalen System und ist die 88 00:06:06,480 --> 00:06:10,880 Thermodynamisch stabilere Form, während Aragonit im 89 00:06:10,880 --> 00:06:14,880 orthohombischen System kristallisiert und oft von 90 00:06:14,880 --> 00:06:19,040 Meeresorganismen bevorzugt wird. Gips. 91 00:06:19,280 --> 00:06:26,640 Calciumsulfat Dihydrat c so bindet 4 x 2 h 2 o, bildet 92 00:06:26,640 --> 00:06:30,160 ausgedehnte Lagerstätten und wird seit Jahrtausenden als 93 00:06:30,160 --> 00:06:36,480 Baumaterial genutzt. Fluorid Calciumfluorid CF 2 94 00:06:36,800 --> 00:06:40,880 beeindruckt durch seine intensive Fluoreszenz unter u 95 00:06:40,880 --> 00:06:44,560 Pflicht, ein Phänomen, das dem Mineral seinen Namen gab. 96 00:06:45,440 --> 00:06:49,000 In Höhlen weltweit erschafft Calcium über Jahrtausende hinweg 97 00:06:49,000 --> 00:06:52,640 kunstvolle Strukturen. Tropfsteine entstehen, wenn 98 00:06:52,640 --> 00:06:56,480 Calciumcarbonat haltiges Wasser von der Decke tropft. 99 00:06:57,040 --> 00:07:01,840 Dabei entweicht Kohlendioxid und das gelöste Calcium fällt als 100 00:07:01,840 --> 00:07:06,400 fester Kalkstein aus. Stalaktiten wachsen von der 101 00:07:06,400 --> 00:07:10,400 Decke nach unten, stalagmiten vom Boden nach oben. 102 00:07:10,560 --> 00:07:13,680 Mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 0,1 103 00:07:13,760 --> 00:07:18,640 Millimeter pro Jahr, die Mamas Cave in Kentucky erstreckt sich 104 00:07:18,640 --> 00:07:21,600 über 600 Kilometer und ist das längste bekannte Höhlensystem 105 00:07:21,600 --> 00:07:25,280 der Welt. Ein monumentales Archiv aus 106 00:07:25,280 --> 00:07:29,600 Calciumcarbonat, das über Millionen Jahre gewachsen ist. 107 00:07:29,600 --> 00:07:33,840 Dein Skelett ist keineswegs eine starre, unveränderliche 108 00:07:33,840 --> 00:07:37,880 Struktur. Es befindet sich in einem 109 00:07:37,880 --> 00:07:42,240 ständigen Prozess des auf und Abbaus, der als Knochenumbau 110 00:07:42,400 --> 00:07:47,040 oder Remodeling bezeichnet wird. Spezialisierte Zellen die 111 00:07:47,040 --> 00:07:50,320 Osteoklasten bauen kontinuierlich alte 112 00:07:50,320 --> 00:07:54,400 Knochensubstanz ab, während Osteoblasten neues 113 00:07:54,400 --> 00:07:58,880 Knochenmaterial synthetisieren. Dieser Prozess. 114 00:07:59,120 --> 00:08:04,320 Erneuert etwa 10% deines Skeletts pro Jahr, sodass dein 115 00:08:04,320 --> 00:08:09,120 gesamtes Skelett etwa alle 10 Jahre vollständig ausgetauscht 116 00:08:09,120 --> 00:08:11,440 wird. Diese dynamische 117 00:08:11,440 --> 00:08:15,000 Anpassungsfähigkeit ermöglicht es deinen Knochen, sich an 118 00:08:15,000 --> 00:08:19,120 mechanische Belastungen anzupassen, ein Prinzip, das als 119 00:08:19,120 --> 00:08:23,280 Wolff sches Gesetz bekannt ist. Die Regulaierung des 120 00:08:23,280 --> 00:08:26,240 Kalziumhaushalts in deinem Körper ist ein komplexes, 121 00:08:26,240 --> 00:08:31,120 endokrinologisches Meisterwerk. Das Parathormon, produziert von 122 00:08:31,120 --> 00:08:34,960 den Nebenschilddrüsen, erhöht bei niedrigen Calciumspiegeln 123 00:08:35,039 --> 00:08:38,320 die Freisetzung von Calcium aus den Knochen und fördert die 124 00:08:38,320 --> 00:08:43,440 Rückresorption in den Nieren. Calcitonin, ein Hormon der 125 00:08:43,440 --> 00:08:46,960 Schilddrüse, wirkt Antagonistisch und senkt erhöhte 126 00:08:46,960 --> 00:08:52,240 Calciumspiegel Vitamin D streng genommen ein Hormon und kein 127 00:08:52,240 --> 00:08:54,880 Vitamin. Spielt eine zentrale Rolle, 128 00:08:54,880 --> 00:08:58,560 indem es die Intestinale Calciumabsorption um das 2 bis 129 00:08:58,560 --> 00:09:02,560 dreifache steigert. Ein Vitamin D Mangel kann zu 130 00:09:02,560 --> 00:09:06,160 Rachitis bei Kindern oder Osteomalazie bei Erwachsenen 131 00:09:06,160 --> 00:09:09,520 führen, Erkrankungen, bei denen die Knochen aufgrund 132 00:09:09,520 --> 00:09:14,240 unzureichender Mineralisation weich werden elementares Calcium 133 00:09:14,240 --> 00:09:17,680 ist ein relativ weiches, silberglänzendes Metall mit 134 00:09:17,680 --> 00:09:20,200 einer Dichte von 1,55 Gramm pro Kubikzentimeter. 135 00:09:22,480 --> 00:09:26,560 Es würde tatsächlich auf Wasser schwimmen, wenn es nicht sofort 136 00:09:26,560 --> 00:09:28,800 heftig mit diesem reagieren würde. 137 00:09:29,520 --> 00:09:33,520 Bei Kontakt mit Wasser bildet Calcium Calciumhydroxid und 138 00:09:33,520 --> 00:09:37,800 Wasserstoffgas eine exotherme Reaktion, die bei größeren 139 00:09:37,800 --> 00:09:39,920 Mengen durchaus gefährlich werden kann. 140 00:09:40,400 --> 00:09:43,520 An der Luft überzieht sich Calcium schnell mit einer 141 00:09:43,520 --> 00:09:47,440 Schicht aus Calciumoxid und Calciumcarbonat, weshalb es 142 00:09:47,440 --> 00:09:51,200 unter Petroleum oder in Schutzgasatmosphäre aufbewahrt 143 00:09:51,200 --> 00:09:54,400 werden muss. Der Schmelzpunkt von Calcium 144 00:09:54,400 --> 00:09:57,840 liegt bei 842 Grad Celsius, der Siedepunkt bei 1484 Grad 145 00:09:57,840 --> 00:10:00,160 Celsius. In der Industrie wird Calcium 146 00:10:00,160 --> 00:10:01,520 hauptsächlich durch Schmelzflusselektrolyse von 147 00:10:01,520 --> 00:10:05,120 Calciumchlorid gewonnen, ein energieintensiver Prozess, der 148 00:10:05,120 --> 00:10:11,440 bei Temperaturen um 800 Grad Celsius durchgeführt wird. 149 00:10:16,800 --> 00:10:21,360 Jährlich werden weltweit etwa 200000 Tonnen metallisches 150 00:10:21,360 --> 00:10:24,480 Kalzium produziert, hauptsächlich für die Verwendung 151 00:10:24,480 --> 00:10:27,720 als Reduktionsmittel in der Metallurgie, etwa bei der 152 00:10:27,720 --> 00:10:31,200 Herstellung von Chrom, Thorium und Uran. 153 00:10:32,000 --> 00:10:35,680 In der Lebensmittelindustrie begegnet uns Kalzium in 154 00:10:35,680 --> 00:10:40,240 vielfältiger Form, Calciumcarbonat dient als 155 00:10:40,240 --> 00:10:43,520 Säureregulator und wird Fruchtsäften zugesetzt. 156 00:10:44,560 --> 00:10:48,160 Calciumchlorid findet Verwendung als Festigungsmittel in 157 00:10:48,160 --> 00:10:51,920 eingelegtem Gemüse und verhindert das Weichwerden 158 00:10:52,000 --> 00:10:56,080 Freibitten der Zellwände. In der Käseherstellung ist 159 00:10:56,080 --> 00:11:00,040 Calciumchlorid ein unverzichtbarer Zusatz, der die 160 00:11:00,040 --> 00:11:04,720 Gerinnung der Milch unterstützt. Der tägliche Calciumbedarf eines 161 00:11:04,720 --> 00:11:09,280 Erwachsenen liegt bei etwa 1000 Milligramm, bei Jugendlichen und 162 00:11:09,280 --> 00:11:13,360 älteren Menschen sogar höher. Milchprodukte sind die 163 00:11:13,360 --> 00:11:17,520 bekanntesten Kalziumquellen, aber auch grünes Blattgemüse wie 164 00:11:17,520 --> 00:11:22,720 Grünkohl und Brokkoli, Mandeln, Sesam und kalziumreiches 165 00:11:22,720 --> 00:11:25,360 Mineralwasser tragen zur Versorgung bei. 166 00:11:26,400 --> 00:11:31,160 Die Bioakkumulation von Kalzium in Pflanzen folgt interessanten 167 00:11:31,160 --> 00:11:36,320 Mustern, Pflanzen nehmen Kalzium über die Wurzeln aus dem Boden 168 00:11:36,320 --> 00:11:40,320 auf, transportieren es aber hauptsächlich im Xylem, dem 169 00:11:40,320 --> 00:11:44,800 Wasserleitungssystem, die. Da der Transport im Fluem, dem 170 00:11:44,800 --> 00:11:48,080 System für organische Nährstoffe, sehr begrenzt ist, 171 00:11:48,080 --> 00:11:52,240 akkumuliert Kalzium besonders in älteren Blättern und ist relativ 172 00:11:52,240 --> 00:11:55,360 immobil. Dies erklärt, warum 173 00:11:55,360 --> 00:11:59,040 Kalziummangel bei Pflanzen typischerweise zuerst an jungen 174 00:11:59,040 --> 00:12:03,280 Blättern und Wachstumsspitzen sichtbar wird, etwa durch die 175 00:12:03,280 --> 00:12:06,800 gefürchtete Blütenentfäule bei Tomaten, bei der die 176 00:12:06,800 --> 00:12:09,920 Fruchtspitzen schwarz werden und absterben. 177 00:12:11,280 --> 00:12:15,520 Im kosmischen Maßstab entsteht Calcium durch Kernfusion in 178 00:12:15,520 --> 00:12:20,400 massereichen Sternen während des Kohlenstoffbrennens, das bei 179 00:12:20,400 --> 00:12:25,600 Temperaturen von etwa 600000000 Kelvin stattfindet, fusionieren 180 00:12:25,600 --> 00:12:29,440 Kohlenstoffkerne zu schwereren Elementen, darunter auch 181 00:12:29,440 --> 00:12:34,400 Calcium, wenn ein massereicher Stern sein Leben als Supernova 182 00:12:34,400 --> 00:12:38,160 beendet, werden diese Elemente ins All geschleudert und 183 00:12:38,160 --> 00:12:40,960 reichern spätere Sterngenerationen an. 184 00:12:41,680 --> 00:12:45,320 Das Calcium in deinen Knochen wurde einst im Inneren eines 185 00:12:45,320 --> 00:12:49,680 Sterns geschmiedet, der vor Milliarden Jahren explodierte. 186 00:12:50,080 --> 00:12:54,200 Du trägst buchstäblich Sternenstaub in dir, die 187 00:12:54,200 --> 00:12:58,240 Spektrallinien von Calcium sind in der Astronomie von besonderer 188 00:12:58,240 --> 00:13:03,520 Bedeutung, die sogenannten He. Und k Linien des Ionisierten 189 00:13:03,520 --> 00:13:11,440 Calciums bei Wellenlängen von 396,8 und 3193,4 Nanometern 190 00:13:11,440 --> 00:13:15,920 gehören zu den stärksten Absorptionslinien im Spektrum 191 00:13:15,920 --> 00:13:20,800 von sonnenähnlichen Sternen. Durch die Analyse dieser Linien 192 00:13:20,800 --> 00:13:24,000 können Astronomen die Oberflächentemperatur, die 193 00:13:24,000 --> 00:13:27,920 chemische Zusammensetzung und die Rotationsgeschwindigkeit von 194 00:13:27,920 --> 00:13:31,200 Sternen bestimmen. Auch in den Spektren weit 195 00:13:31,200 --> 00:13:34,960 entfernter Galaxien ist Calcium nachweisbar und hilft 196 00:13:34,960 --> 00:13:39,200 Kosmologen, die chemische Evolution des Universums zu 197 00:13:39,200 --> 00:13:42,720 verstehen. In der Medizin spielt Calcium 198 00:13:42,720 --> 00:13:46,560 eine vielseitige Rolle, bei Herzrhythmusstörungen kann die 199 00:13:46,560 --> 00:13:50,160 intravenöse Gabe von Calciumchlorid lebensrettend 200 00:13:50,160 --> 00:13:54,280 sein, da Calcium die Kontraktilität des Herzmuskels 201 00:13:54,280 --> 00:13:57,360 steigert. Als Gegenmittel bei Vergiftungen 202 00:13:57,360 --> 00:14:01,680 mit Fluoriden oder Oxalaten bindet Calcium diese Substanzen 203 00:14:01,680 --> 00:14:06,000 und macht sie unschädlich. Calciumglyconat wird zur 204 00:14:06,000 --> 00:14:09,960 Behandlung von Hypokalzimie eingesetzt, einem potenziell 205 00:14:09,960 --> 00:14:14,080 lebensbedrohlichen Zustand mit Symptomen wie Muskelkrämpfen, 206 00:14:14,080 --> 00:14:19,280 Kribbeln und in schweren Fällen Krampfanfällen, die Osteoporose. 207 00:14:19,520 --> 00:14:22,800 Eine Erkrankung, bei der die Knochendichte abnimmt und das 208 00:14:22,800 --> 00:14:28,040 Frakturrisiko steigt, betrifft weltweit etwa 200000000 209 00:14:28,040 --> 00:14:32,000 Menschen, überwiegend postmenopausale Frauen. 210 00:14:32,720 --> 00:14:36,560 Der Östrogenmangel nach den Wechseljahren beschleunigt den 211 00:14:36,560 --> 00:14:41,840 Knochenabbau erheblich, eine ausreichende Calciumzufuhr in 212 00:14:41,840 --> 00:14:45,200 Kombination mit Vitamin D, regelmäßiger Belastung der 213 00:14:45,200 --> 00:14:48,000 Knochen durch Sport. Und gegebenenfalls 214 00:14:48,000 --> 00:14:52,080 medikamentöser Therapie kann das Fortschreiten der Erkrankung 215 00:14:52,080 --> 00:14:55,080 verlangsamen. Die Knochendichte Messung 216 00:14:55,080 --> 00:15:00,320 mittels DDXA Scan misst den Calciumgehalt der Knochen und 217 00:15:00,320 --> 00:15:06,520 ermöglicht eine frühe Diagnose calciumoxid gebrannter Kalk wird 218 00:15:06,520 --> 00:15:10,360 seit der Antike in enormen Mengen produziert bereits die 219 00:15:10,360 --> 00:15:14,800 Römer nutzten es als Bindemittel für Mörtel und Beton. 220 00:15:15,600 --> 00:15:18,800 Die weltweite Produktion von Kalk beträgt heute etwa 221 00:15:18,800 --> 00:15:24,640 350000000 Tonnen pro Jahr. Beim Brennen von Kalkstein bei 222 00:15:24,640 --> 00:15:28,800 Temperaturen über 900 Grad Celsius wird Kohlendioxid 223 00:15:28,800 --> 00:15:34,080 freigesetzt. CACO 3 Pfeil CAO plus CO 2 224 00:15:34,880 --> 00:15:38,200 dieser Prozess ist einer der größten industriellen 225 00:15:38,200 --> 00:15:44,160 Verursacher von CO 2 Emissionen. Und trägt mit etwa 8% zu den 226 00:15:44,160 --> 00:15:48,400 globalen anthropogenen Kohlendioxid Emissionen bei. 227 00:15:49,280 --> 00:15:53,920 Interessanterweise kann Calciumoxid aber auch zur CO 2 228 00:15:53,920 --> 00:15:58,240 Abscheidung genutzt werden, in einem Kreislaufprozess kann 229 00:15:58,240 --> 00:16:03,360 gebrannter Kalk Kohlendioxid aus Abgasen absorbieren und wieder 230 00:16:03,360 --> 00:16:08,320 zu Calciumcarbonat werden. Durch erneutes Erhitzen wird das 231 00:16:08,320 --> 00:16:13,520 CO 2 in konzentrierter Form freigesetzt und kann gespeichert 232 00:16:13,600 --> 00:16:18,320 oder weiterverwendet werden. Diese Calcium Looping 233 00:16:18,320 --> 00:16:21,640 Technologie wird als vielversprechende Methode zur 234 00:16:21,640 --> 00:16:25,360 Reduzierung industrieller Emissionen erforscht. 235 00:16:25,840 --> 00:16:29,440 Die Versauerung der Ozeane, verursacht durch die Aufnahme 236 00:16:29,440 --> 00:16:32,720 von atmosphärischem Kohlendioxid, stellt eine 237 00:16:32,720 --> 00:16:36,240 ernsthafte Bedrohung für Kalkbildende Meeresorganismen 238 00:16:36,240 --> 00:16:40,240 dar. Wenn Co 2 in Meerwasser gelöst 239 00:16:40,240 --> 00:16:44,080 wird, bildet sich Kohlensäure, die den PH Wert senkt. 240 00:16:44,880 --> 00:16:47,760 Seit Beginn der Industrialisierung ist der PH 241 00:16:47,760 --> 00:16:51,200 Wert der Meeresoberfläche um etwa 0,1 Einheiten gesunken, was 242 00:16:51,200 --> 00:16:54,160 einer Zunahme der Wasserstoffionenkonzentration um 243 00:16:54,160 --> 00:16:57,920 etwa 30% entspricht. Dies beeinträchtigt die 244 00:16:57,920 --> 00:17:02,240 Fähigkeit von Korallen, Muscheln und Plankton, ihre 245 00:17:02,320 --> 00:17:07,599 Calciumcarbonat Strukturen aufzubauen, bei PH Werten unter 246 00:17:08,160 --> 00:17:10,240 etwa 7,8 beginnt aragonit sich sogar aufzulösen. 247 00:17:14,599 --> 00:17:18,079 Eine katastrophale Perspektive für Korallenriffe, die 248 00:17:18,079 --> 00:17:23,200 Lebensraum für etwa 25% aller marinen Arten bieten. 249 00:17:23,520 --> 00:17:27,119 Calciumcarbonat spielt auch eine wichtige Rolle im globalen 250 00:17:27,119 --> 00:17:31,680 Kohlenstoffkreislauf über geologische Zeiträume, bindet 251 00:17:31,680 --> 00:17:34,400 die Verwitterung von Silikatgesteinen unter Bildung 252 00:17:34,400 --> 00:17:39,320 von Calciumcarbonat atmosphärisches CO 2 und wirkt 253 00:17:39,320 --> 00:17:42,400 damit als langfristiger Klimaregulator. 254 00:17:43,200 --> 00:17:48,480 Dieser Prozess läuft nach der vereinfachten Gleichung CAS io 3 255 00:17:48,720 --> 00:17:53,600 plus CO 2 ergibt ca co 3 plus sio 2. 256 00:17:54,240 --> 00:17:58,240 Die gebildeten Carbonate werden ins Meer transportiert, 257 00:17:58,320 --> 00:18:02,880 Sedimentieren und werden durch Plattentektonik in die Erdkruste 258 00:18:02,880 --> 00:18:06,560 versenkt, wo sie bei hohen Temperaturen und drücken wieder 259 00:18:06,560 --> 00:18:10,960 zu Silikat und Co 2 metamorphisiert werden. 260 00:18:11,760 --> 00:18:15,760 Dieser Kreislauf dauert typischerweise mehrere 100000000 261 00:18:15,760 --> 00:18:20,240 Jahre und hat die Erdatmosphäre über geologische Zeiträume 262 00:18:20,240 --> 00:18:24,080 hinweg stabilisiert. In der Pflanzenwelt erfüllt 263 00:18:24,080 --> 00:18:28,480 Calcium wichtige strukturelle Funktionen, es ist ein 264 00:18:28,480 --> 00:18:32,240 wesentlicher Bestandteil der Mittellamelle, die pflanzliche 265 00:18:32,240 --> 00:18:36,960 Zellen miteinander verbindet. Calciumpektat verleiht dieser 266 00:18:36,960 --> 00:18:40,800 Struktur Festigkeit und hält die Zellwände zusammen. 267 00:18:41,200 --> 00:18:44,720 Bei Kalziummangel werden Zellwände instabil, was zu 268 00:18:44,720 --> 00:18:48,160 verformten Früchten und gestörtem Wachstum führt. 269 00:18:49,040 --> 00:18:52,880 Kalzium fungiert auch als sekundärer Botenstoff bei der 270 00:18:52,880 --> 00:18:56,960 Signaltransduktion in Pflanzen und vermittelt Reaktionen auf 271 00:18:56,960 --> 00:19:00,640 Umweltstress, Pathogenangriffe und Wachstumshormone. 272 00:19:01,680 --> 00:19:05,280 Die Kalzium Signalisierung ist einer der universellsten 273 00:19:05,280 --> 00:19:07,840 zellulären Kommunikationsmechanismen. 274 00:19:08,160 --> 00:19:11,520 In ruhenden Zellen liegt die Calciumkonzentration im 275 00:19:11,520 --> 00:19:17,200 Zytoplasma bei etwa 100 Nanomol pro Liter etwa Zehntausendfach 276 00:19:17,200 --> 00:19:19,680 niedriger als außerhalb der Zelle. 277 00:19:20,400 --> 00:19:24,160 Bei Stimulation öffnen sich Calciumkanäle und der plötzliche 278 00:19:24,160 --> 00:19:29,040 Einstrom von Calciumionen dient als Signal für vielfältige 279 00:19:29,040 --> 00:19:32,120 zelluläre Antworten. Von der Freisetzung von 280 00:19:32,120 --> 00:19:36,000 Neurotransmittern über die Kontraktion von Muskelzellen bis 281 00:19:36,000 --> 00:19:39,480 zur Aktivierung von Transkriptionsfaktoren, die die 282 00:19:39,480 --> 00:19:44,000 Genexpression steuern. Die Vielfalt und Wichtigkeit von 283 00:19:44,000 --> 00:19:47,920 Calcium in biologischen und geologischen Systemen macht 284 00:19:47,920 --> 00:19:51,760 deutlich, wie fundamental dieses Element für das Leben auf 285 00:19:51,760 --> 00:19:55,280 unserem Planeten ist. Von den mikroskopischen 286 00:19:55,280 --> 00:19:58,360 Kalziumkanälen in deinen Nervenzellen über die 287 00:19:58,360 --> 00:20:02,800 majestätischen Korallenriffe der Tropen bis zu den gewaltigen 288 00:20:02,800 --> 00:20:06,400 Kalksteinformationen, die ganze Gebirgszüge bilden. 289 00:20:06,720 --> 00:20:09,840 Überall spielt Kalzium eine zentrale Rolle. 290 00:20:10,800 --> 00:20:15,760 Doch diese fein austarierten Systeme sind empfindlicher, als 291 00:20:15,760 --> 00:20:19,520 wir lange dachten. Die Versauerung der Ozeane 292 00:20:19,520 --> 00:20:23,680 bedroht Marine Ökosysteme. Der Klimawandel beeinflusst 293 00:20:23,680 --> 00:20:28,480 Verwitterungsprozesse und damit den Kalziumkreislauf und die 294 00:20:28,480 --> 00:20:32,480 intensive landwirtschaftliche Nutzung führt zur Versauerung 295 00:20:32,560 --> 00:20:37,480 und Kalziumverarmung von Böden. Diese Veränderungen geschehen 296 00:20:37,480 --> 00:20:42,960 nicht isoliert, sondern greifen in Komplexe, über Jahrmillionen 297 00:20:42,960 --> 00:20:46,480 gewachsene biogeochemische Kreisläufe ein. 298 00:20:47,760 --> 00:20:51,080 Die Geschichte des Calciums lehrt uns, dass unser Planet ein 299 00:20:51,080 --> 00:20:55,360 fein abgestimmtes System ist, in dem Elemente in großen 300 00:20:55,360 --> 00:20:59,040 Kreisläufen zirkulieren und Leben ermöglichen. 301 00:20:59,760 --> 00:21:03,760 Dieses System zu verstehen und zu schützen ist nicht nur eine 302 00:21:03,760 --> 00:21:06,480 wissenschaftliche Herausforderung, sondern auch 303 00:21:06,480 --> 00:21:10,080 eine ethische Verpflichtung gegenüber den Generationen, die 304 00:21:10,080 --> 00:21:14,160 nach uns kommen. Jeder Knochen in deinem Körper, 305 00:21:14,240 --> 00:21:18,920 jede Muschelschale am Strand, jeder Kalkfelsen erzählt die 306 00:21:18,920 --> 00:21:22,320 Geschichte eines Elements, das über Milliarden Jahre die 307 00:21:22,320 --> 00:21:26,760 Entwicklung unseres Planeten geprägt hat und das wir bewahren 308 00:21:26,760 --> 00:21:30,080 müssen, indem wir die Erde selbst bewahren. 309 00:21:30,160 --> 00:21:33,680 Dieses einzigartige blaue Wunder im Universum.