Virkningerne af menneskelig aktivitet på carboncyklusen

Kulsyrecyklussen er en af ​​flere biogeokemiske cyklusser, hvorved de forskellige forbindelser, der er nødvendige for livet, såsom vand, nitrogen, svovl, kulstof og fosfor, genbruges kontinuerligt gennem metaboliske geologiske , og meteorologiske processer. Carbon eksisterer som kuldioxid i atmosfæren og opløses i oceanerne som organisk kulstof i levende organismer og som en del af sedimentmineraler som calciumcarbonat. Normalt udligner kulstofbevægelser mellem disse forskellige reservoirer effektivt, således at mængden af ​​kulstof i hver er forholdsvis konstant eller kun ændres i løbet af årtusinder. Siden den industrielle revolution har mennesker imidlertid brændt fossile brændstoffer og frigivet enorme mængder kulstof i atmosfæren, hvilket kan have vidtrækkende virkninger for klima og økosystemer.

Biologiske faktorer

Carbon er et af de vigtigste elementer for livet, og er per definition en del af alle organiske molekyler. Kuldioxid i atmosfæren omdannes til organisk kulstof ved fotosyntetiske planter, alger og fytoplankton, også kendt som "producenter". Næsten alle andre organismer, herunder alle dyr, får i sidste ende deres kulstof fra disse producenter. Alle organismer, inklusive producenter, frigiver kuldioxid som følge af cellulær respiration, processen hvorved kulhydrater metaboliseres for at frigive den nødvendige energi for livet. Mellem virkningerne af fotosyntese og cellulær respiration, carbon cykler mellem atmosfæren og biosfæren. De vigtigste undtagelser er de organismer, mest fytoplankton og andre dyr med skaller lavet af calciumcarbonat, som er begravet under sediment i bunden af ​​havet, før deres kulstof kan frigives gennem nedbrydning. Dette kulstof fjernes effektivt fra de biologiske og atmosfæriske dele af kulsyrecyklusen, i sidste ende tager form af kalksten eller under visse betingelser olie, kul eller naturgas.

Geologiske faktorer

Samtidig bliver flere kalksten og kulstofholdige mineraler langsomt dannet, og eksisterende sedimenter bliver langsomt udhulet af vind og nedbør. Kalksten og andre sedimenter opløses af regnvand og frigiver kulstof tilbage i biosfæren. Subduktion, som opstår, når en tektonisk plade er tvunget under en anden, er også en vigtig del af kulsyrecyklussen. Sedimenter, der indeholder kulstof, skubbes langt nok under overfladen, at de smelter og i sidste ende frigiver deres kulstof. Dette kulstof frigives pludselig som en del af vulkanske udbrud og gradvist som lækager gennem varme kilder, sprænger og udluftninger.

Fossile brændstoffer

Den primære påvirkning af mennesker på kulsyrecyklussen er gennem brændingen af ​​fossile brændstoffer, som frigiver ellers begravet kulstof ind i atmosfæren. Fossile brændstoffer, som omfatter olie, naturgas og kul, anvendes i næsten alle aspekter af den globale økonomi. Automobiler er det mest synlige eksempel, men mere kuldioxid produceres faktisk af kul- og naturgasanlæg, der producerer elektricitet til både industri og privat brug. Industrielt landbrug går også på fossile brændstoffer. Alle kunstgødninger syntetiseres ved en proces, der forbrænder fossile brændstoffer - normalt naturgas. Forskellige undersøgelser har sporet ændringer i kuldioxid i løbet af det sidste halve århundrede. Den længste løbstudie blev påbegyndt i 1958 af Charles Keeling på Hawaii, og det viser en hurtig stigning i atmosfærisk kulstofniveau. Bevis fra iskerner tyder på, at kulstofniveauet er højere end i en halv million år.

Afskovning

Udbredt skovrydning, især i tropiske områder, forårsager, at mere kulstof frigøres gennem nedbrydning og mindre kulstof, der skal sekvestreres via fotosyntese, processen hvorved planter og nogle bakterier bruger solenergiens energi til at opbygge kulhydrater ud af carbondioxid fra atmosfæren. Selv om nogle arealer er afsat som dyrelivsbevægelser, er langt mere sårbare over for brænding og rydning med henblik på træhøst og rydning af landbrugsjord.

Drivhuseffekten

The største bekymring for stigende CO2-niveauer skyldes, at kuldioxid er en drivhusgas. Det fælder infrarød stråling fra Jordens overflade, som ellers ville undslippe i rummet, effektivt isolere planeten og øge temperaturen. FNs Internationale Panel om Klimaændringer, sammen med mange mennesker i det videnskabelige samfund, mener, at mennesker forstyrrer kulsyrecyklussen nok til drastisk at ændre det globale klima med potentielt store konsekvenser for biodiversitet, landbrug, vejr og den generelle sundhed i alle økosystem på planeten.