carbon cycle stories - biochar ebooks cycle stories.pdf · 2013-03-03 ·...

10
Carbon Cycle Stories and Biochar A free activity from BiochareBooks.com Includes: What Is Biochar? Explanation of the Carbon Cycle Draw a Carbon Cycle Diagram Dinosaur Breath Story and Activity Make a Carbon Dioxide Model Tell Your Own Carbon Cycle Story Carbon Cycle Story Collage How Does Biochar Fit Into the Carbon Cycle?

Upload: lyphuc

Post on 16-Jul-2018

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  A  free  activity  from  Biochar-­‐eBooks.com  

Includes: • What Is Biochar?

• Explanation of the Carbon Cycle

• Draw a Carbon Cycle Diagram

• Dinosaur Breath Story and Activity

• Make a Carbon Dioxide Model

• Tell Your Own Carbon Cycle Story

• Carbon Cycle Story Collage

• How Does Biochar Fit Into the Carbon Cycle?

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   2  

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar What  is  Biochar?    Biochar  is  charcoal  that  is  made  from  biomass  (like  wood  or  straw)  by  applying  heat  in  the  absence  of  oxygen.  Heat  bakes  the  biomass,  releasing  flammable  gasses  and  leaving  behind  a  solid  carbon  structure  -­‐  charcoal.  Most  such  charcoal  is  good  for  soil.  When  we  add  it  to  soil  it  becomes  biochar.      Biochar  is  like  permanent  compost  -­‐  a  source  of  soil  carbon  that  supports  soil  life,  but  unlike  compost,  it  does  not  break  down  very  fast.  In  the  Amazon,  people  added  biochar  to  soils  over  thousands  of  years  to  help  grow  food  crops.  Some  of  the  biochar  is  still  there,  thousands  of  years  later!      Because  plants  pull  carbon  dioxide  out  of  the  air  when  they  grow,  when  you  convert  part  of  that  carbon  to  biochar  and  put  it  in  the  soil,  you  are  reducing  the  amount  of  carbon  dioxide  in  the  atmosphere.  But  be  careful,  your  biomass  must  be  sustainably  grown  and  harvested  and  your  biochar  production  process  must  be  clean,  or  you  might  make  more  carbon  dioxide  than  you  bury  as  biochar.    If  we  do  it  right,  BIOCHAR  CAN  HELP  STOP  CLIMATE  CHANGE!    What  is  the  Carbon  cycle?  Why  is  it  important?  How  does  it  work?      We  all  need  energy  to  survive  and  do  things.  Where  does  this  energy  come  from?  Our  main  source  of  energy  is  the  Sun.      But  did  you  know,  that  only  plants,  algae  and  a  few  types  of  bacteria  can  use  sunlight  directly  as  a  source  of  energy?  Other  than  these  organisms,  no  other  organisms  can  convert  the  energy  obtained  from  the  Sun  into  the  nutrients  required  for  their  survival.      So,  all  of  us  have  to  depend  on  plants  for  our  nutrition  and  survival,  and  plants,  in  turn,  use  carbon  dioxide  along  with  sunlight,  to  make  their  own  food  by  the  process  of  photosynthesis.      The  food  builds  their  tissues,  and  a  lot  of  the  carbon  dioxide  they  use  ends  up  as  part  of  plant  tissues.  We  and  other  animals  eat  these  tissues  and  then  the  carbon  becomes  part  of  us  too.        By  weight,  around  18%  of  the  human  body  is  carbon.  All  beings  on  Planet  Earth  are  carbon-­‐based  life  forms.    

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   3  

Explanation  of  the  Carbon  Cycle    The  carbon  cycle  is  the  exchange  of  carbon  between  the  various  organic  and  inorganic  elements  in  the  atmosphere,  the  biosphere,  the  oceans  and  the  lithosphere  (rocks).  The  processes  that  release  carbon  in  the  atmosphere  are  called  the  sources,  while  those  that  absorb  carbon  from  the  atmosphere  are  called  the  sinks.        Here  is  how  the  carbon  cycle  works:      

1. Carbon  dioxide  from  the  atmosphere  is  used  by  plants  in  the  process  of  photosynthesis.  This  is  the  process  that  breaks  down  carbon  dioxide  into  compounds  that  can  be  used  as  nutrition  by  the  plants.  In  this  process,  plants  release  oxygen  as  a  byproduct.  

2. Animals  and  humans  consume  these  plants,  and  thus  the  carbon  is  transferred  from  the  plants  to  animals  and  humans.  

3. From  animals  and  humans,  the  carbon  is  sent  back  to  the  atmosphere  when  we  breathe  out  -­‐  through  the  process  of  respiration.  

4. Other  than  respiration,  when  plants,  animals  or  humans  die,  their  remains  decay  and  decompose,  and  carbon  is  transferred  to  the  soil  when  this  happens.  When  the  remains  are  deeply  buried  for  thousands  of  years,  they  become  fossil  fuels,  and  these  are  huge  sinks  of  carbon.  

5. Burning  of  wood  or  fossil  fuels  are  both  processes  that  transfer  carbon  back  to  the  atmosphere,  but  with  different  effects.  Fossil  fuels,  by  definition,  are  made  of  old  carbon  that  was  fixed  by  plants  millions  of  years  ago.    When  you  burn  old  carbon,  you  increase  the  total  amount  of  carbon  in  the  atmosphere.  Burning  trees  is  burning  new  carbon,  and  most  of  that  would  have  ended  up  in  the  atmosphere  anyway,  through  respiration.  

6. Oceans  and  other  huge  water  bodies,  which  have  cool  water  on  the  surface,  also  absorb  some  carbon  from  the  atmosphere.  But  oceans  exhibit  dual  behavior.  When  the  surface  water  is  cooler  (as  may  happen  in  cold  regions,  near  the  poles)  carbon  is  absorbed  into  the  water,  whereas  when  the  surface  water  is  warm  (near  tropical  regions),  carbon  is  released  into  the  atmosphere,  from  where  the  plants  will  again  absorb  it  for  photosynthesis,  and  the  cycle  repeats.  

       

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   4  

Here  is  a  diagram  that  shows  the  basic  parts  of  the  Carbon  Cycle:  

 Draw  your  own  Carbon  Cycle  Diagram  that  shows  the  plants,  animals  and  human  sources  of  carbon  dioxide  that  you  are  familiar  with:        

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   5  

Carbon  Cycle  Stories  –  Dinosaur  Breath    Let’s  follow  the  journey  of  a  single  carbon  atom  starting  100  million  years  ago,  when  a  dinosaur  ate  a  fern  that  contained  our  carbon  atom.      

1. The  carbon  atom  was  part  of  a  carbohydrate  molecule  that  was  formed  when  the  fern  used  carbon  dioxide  from  the  atmosphere  to  make  its  food  using  photosynthesis.  The  dinosaur  pulled  up  the  fern  and  chewed  it.    

 2. The  fern  went  through  the  dinosaur’s  digestive  system  where  the  carbohydrate  

molecule  was  used  for  energy.  But  some  carbon  was  left  over  and  through  its  respiration  process,  the  dinosaur  breathed  out  the  carbon  atom.    

 3. The  carbon  atom  floated  up  in  the  atmosphere  and  ended  up  over  the  cold  

ocean.      

4. A  wind  blew  it  onto  the  surface  of  the  water  and  it  was  absorbed  into  the  ocean  water  as  dissolved  carbon  dioxide.    

 5. A  tiny  plankton  organism  floating  near  the  surface  was  building  its  calcium  

carbonate  shell.  It  used  our  carbon  atom  in  its  shell.      

6. Soon,  it  died  and  its  shell  slowly  drifted  down  to  the  bottom  of  the  deep  ocean.      

7. It  stayed  there  for  60  million  years  in  the  ocean  sediments,  but  the  sea  floor  was  slowly  rising  up  as  the  Earth  shifted,  and  eventually  the  seafloor  was  raised  up  into  a  cliff  beside  the  ocean.    

 8. The  cliff  was  a  chalk  cliff  and  chalk  is  just  a  huge  collection  of  old  seashells  from  

plankton  and  other  organisms.      

9. Our  carbon  atom  stayed  there  for  another  40  million  years  until  a  mining  company  came  along  and  mined  some  chalk  to  make  your  school  supplies.    

 10. Then  we  dropped  the  chalk  in  vinegar  and  the  acid  dissolved  the  calcium  

carbonate  and  released  carbon  dioxide  into  the  atmosphere  –  it  is  the  same  old  dinosaur  breath.  

 

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   6  

Dinosaur  Breath  Activity  –  Releasing  Carbon  Dioxide  from  Chalk    Supplies  needed:  a  few  jars,  white  vinegar,  chalk,  seashells    

• In  this  experiment,  we  take  pieces  of  chalk  and  seashells  and  drop  them  into  a  jar  of  vinegar.    

 • Bubbles  form,  releasing  CO2  as  the  chalk  and  shells  dissolve.    

 • We  discuss  how  the  carbon  in  the  CO2  could  have  passed  through  the  body  of  a  

dinosaur  in  ancient  carbon  cycling.      

• We  also  drop  other  materials  like  wood  or  plastic  in  the  vinegar  and  observe  that  they  do  not  emit  bubbles  of  CO2.    

 • This  leads  us  to  discuss  how  carbon  in  wood  gets  released  to  the  atmosphere  –  

through  decomposition  or  burning.      Make  a  Carbon  Dioxide  Model    You  can  make  a  model  of  a  carbon  dioxide  molecule  using  toothpicks  and  gumdrops.  Use  a  different  color  gumdrop  for  each  element  in  the  molecule  –  one  color  for  carbon  and  one  color  for  oxygen.  You  can  make  other  molecules  containing  carbon  that  are  also  part  of  the  carbon  cycle,  like  methane  or  water.  Sugar  is  part  of  the  carbon  cycle  (we  eat  it)  so  you  can  make  a  model  of  a  sugar  molecule  out  of  sugar!      

     

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   7  

Tell  Your  Own  Carbon  Cycle  Story    Every  living  thing  contains  carbon,  and  every  living  thing  has  a  story:    The  story  of  a  leaf…  

The  story  of  a  feather…  

The  story  of  a  seashell…  

The  story  of  a  bug…  

The  story  of  the  salmon…  

The  story  of  my  breakfast…  

The  story  of  my  car…  

The  story  of  my  family…  

The  story  of  …  

     

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   8  

To  help  tell  your  story,  make  a  Carbon  Story  Collage,  like  this  one:      

Lauren  traces  her  carbon  atom  through  its  carbon  cycle  story.    

The  carbon  atom  (shown  in  detail  with  all  of  its  electrons  and  protons)  travels  from  an  ancient  fern  to  a  dinosaur’s  mouth  to  a  seashell.  After  100  million  years  it  ends  up  in  a  little  girl’s  hand  in  a  piece  of  chalk.  Who  knows  where  it  will  go  next?  Maybe  it  will  go  back  in  the  ground  for  thousands  of  years  in  a  piece  of  biochar.  

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   9  

 How  does  Biochar  fit  into  the  Carbon  Cycle  story?    This  diagram  shows  how  the  Biochar  Cycle  can  change  the  Carbon  Cycle:  

 You  can  turn  plants  into  biochar  and  then  bury  the  biochar  in  the  ground  where  it  helps  new  plants  grow  bigger  and  better.  Biochar  that  is  buried  in  the  ground  keeps  carbon  dioxide  out  of  the  atmosphere.  Also,  you  can  capture  energy  from  the  biochar-­‐making  process  and  do  useful  things  with  it,  like  cook  your  dinner.    

 This  WhirlyGirl  stove  is  burning  gas  from  wood  pellets.  Biochar  will  be  leftover  after  the  food  is  done  cooking.  These  students  have  used  biochar  in  the  soil  mix  –  the  tall  plant  is  the  one  growing  in  the  biochar  mix.  

Carbon  Cycle  Stories  and  Biochar  –  Biochar-­‐eBooks.com   10  

 Look  for  all  of  these  ebooks  in  the  Getting  Started  With  Biochar  Series:      

•  Make  Your  Own  Biochar  Stove:  Quick  &  Easy  

•  Exploring  Biochar:  Classroom  Activities  and  Lessons  

•  Cheap  &  Easy  Backyard  Biochar  Production  

•  Using  Biochar  in  Soil  and  Sanitation    

More  information  at  www.biochar-­‐ebooks.com