Inimtegevuse mõju süsinikuringele

Süsinikuringe on üks paljudest biogeokeemilistest tsüklitest, mille kaudu erinevad eluks vajalikud ühendid, näiteks vesi, lämmastikku, väävlit, süsinikku ja fosforit töödeldakse pidevalt metaboolsete, geoloogiliste ja meteoroloogiliste protsessid. Süsinik eksisteerib atmosfääris süsinikdioksiidina ja lahustub ookeanides, elusorganismides orgaanilise süsinikuna ja setete mineraalide nagu kaltsiumkarbonaat osana. Tavaliselt tasakaalustavad süsiniku liikumised nende erinevate reservuaaride vahel tõhusalt, nii et süsiniku hulk mõlemas on suhteliselt püsiv või muutub ainult aastatuhandete jooksul. Tööstusrevolutsioonist saadik on inimesed aga fossiilkütuseid põletanud ja atmosfääri lasknud tohutul hulgal süsinikku, millel võib olla kaugeleulatuv mõju kliimale ja ökosüsteemidele.

Süsinik on elu üks olulisemaid elemente ja on definitsiooni kohaselt osa kõigist orgaanilistest molekulidest. Atmosfääris olevast süsinikdioksiidist muudavad fotosünteetilised taimed, vetikad ja fütoplankton, mida nimetatakse ka "tootjateks", orgaaniliseks süsinikdioksiidiks. Peaaegu kõik muud organismid, sealhulgas kõik loomad, saavad oma süsiniku lõpuks nendelt tootjatelt. Kõik organismid, kaasa arvatud tootjad, vabastavad rakuhingamise tulemusena süsinikdioksiidi - protsess, mille käigus süsivesikud metaboliseeruvad, et vabastada eluks vajalik energia. Fotosünteesi ja rakuhingamise mõju vahel süsinikuringed atmosfääri ja biosfääri vahel. Kõige olulisemad erandid on need organismid, enamasti fütoplankton ja muud kaltsiumkoorega loomad karbonaadid, mis on maetud ookeani põhjas setete alla, enne kui nende süsinik saab vabaneda lagunemine. See süsinik eemaldatakse tõhusalt süsinikuringe bioloogilistest ja atmosfäärilistest osadest, võttes lõpuks lubjakivi või teatud tingimustel õli, kivisöe või maagaasi.

Samal ajal, kui aeglaselt moodustub rohkem lubjakivi ja süsinikku sisaldavaid mineraale, hävitavad tuule ja sademete mõjul olemasolevad setted aeglaselt. Paekivi ja muud setted lahustatakse vihmavee abil, vabastades süsiniku tagasi biosfääri. Subduktsioon, mis tekib siis, kui üks tektooniline plaat surutakse teise alla, on samuti oluline osa süsinikuringest. Süsinikku sisaldavad setted surutakse pinna alla piisavalt kaugele, et need sulaksid, vabastades lõpuks nende süsiniku. See süsinik vabaneb ootamatult vulkaanipurske osana ja järk-järgult, kui lekib läbi kuumaveeallikate, pragude ja ventilatsiooniavade.

Inimeste esmane mõju süsinikuringele on fossiilkütuste põletamine, mis muul viisil maetud süsinikku atmosfääri paiskab. Fossiilkütuseid, sealhulgas naftat, maagaasi ja kivisütt, kasutatakse peaaegu kogu maailmamajanduse aspektis. Autod on kõige nähtavam näide, kuid rohkem süsinikdioksiidi toodavad tegelikult söe- ja maagaasijaamad, mis toodavad elektrit nii tööstuses kui ka elamutes. Tööstuslik põllumajandus kulutab ka fossiilkütuste energiat. Kõik kunstlikud väetised sünteesitakse fossiilkütuseid - tavaliselt maagaasi - põletava protsessi abil. Erinevad uuringud on jälginud süsinikdioksiidi muutusi viimase poole sajandi jooksul. Pikima uuringu alustas 1958. aastal Charles Keeling Hawaiil ja see näitab atmosfääri süsiniku taseme kiiret tõusu. Jää südamikest saadud tõendid viitavad sellele, et süsiniku tase on kõrgem kui poole miljoni aasta jooksul

Laiaulatuslik metsaraie, eriti troopilistes piirkondades, põhjustab lagunemisel rohkem süsiniku eraldumist ja vähem süsiniku sidumist fotosüntees, protsess, mille käigus taimed ja mõned bakterid kasutavad päikesevalguse energiat süsivesikute ehitamiseks süsinikdioksiidist atmosfääri. Ehkki mõned alad on loodusliku looduse kaitseks eraldatud, on palju rohkem haavatav puidu ülestöötamise ja lageraie ning põllumaade puhastamise eesmärgil.

Peamine mure süsinikdioksiidi taseme tõusu pärast tuleneb asjaolust, et süsinikdioksiid on kasvuhoonegaas. See püüab Maa pinnalt infrapunakiirgust, mis muidu pääseks kosmosesse, isoleerides planeeti tõhusalt ja tõstes selle temperatuuri. ÜRO rahvusvaheline kliimamuutuste paneel usub koos paljude teadusringkondade inimestega, et inimesed häirivad süsinikuringet piisavalt, et globaalset kliimat drastiliselt muuta, millel võivad olla suured tagajärjed bioloogilisele mitmekesisusele, põllumajandusele, ilmastikule ja iga ökosüsteemi üldisele tervisele planeedil.