Az emberi tevékenység hatása a szénciklusra

A szénciklus egyike azon számos biogeokémiai ciklusnak, amelyek révén az élethez szükséges különféle vegyületek, például a víz, a nitrogént, a ként, a szenet és a foszfort folyamatosan újrahasznosítják anyagcsere, geológiai és meteorológiai úton folyamatok. A szén széndioxidként létezik a légkörben, és feloldódik az óceánokban, szerves szénként az élő organizmusokban, és az üledékásványok részeként, mint például a kalcium-karbonát. Normális esetben a szén mozgásai a különböző tározók között hatékonyan kiegyensúlyozódnak, így a szén mennyisége mindegyikben viszonylag állandó vagy csak évezredek során változik. Az ipari forradalom óta azonban az emberek fosszilis tüzelőanyagokat égetnek, és hatalmas mennyiségű szenet szabadítanak fel a légkörbe, ami messzemenő hatással lehet az éghajlatra és az ökoszisztémákra.

A szén az élet egyik legfontosabb eleme, és definíció szerint része az összes szerves molekulának. A légkörben lévő szén-dioxidot a fotoszintetikus növények, algák és fitoplankton, más néven "termelők", szerves széndé alakítják. Szinte az összes többi szervezet, beleértve az összes állatot is, végül ezekből a termelőkből nyeri el szén-dioxidját. Minden szervezet, beleértve a termelőket is, felszabadítja a szén-dioxidot a sejtlégzés eredményeként, amely folyamat során a szénhidrátok metabolizálódnak, hogy felszabadítsák az élethez szükséges energiát. A fotoszintézis és a sejtlégzés hatásai között az atmoszféra és a bioszféra közötti szénforgalom. A legfontosabb kivételek azok a szervezetek, többnyire fitoplankton és más, kalciumból készült héjú állatok karbonátok, amelyeket az óceán fenekén üledék alatt temetnek el, mielőtt szénük felszabadulhat bomlás. Ez a szén hatékonyan távozik a szén körforgásának biológiai és légköri részeiből, végül mészkő vagy bizonyos körülmények között olaj, szén vagy földgáz formájában.

Ugyanakkor lassan több mészkő és széntartalmú ásvány képződik, a meglévő üledékeket lassan erodálják a szél és a csapadék erői. A mészkövet és más üledékeket az esővíz feloldja, így a szén visszavezet a bioszférába. A szubdukció, amely akkor következik be, amikor az egyik tektonikus lemezt egy másik alá kényszerítik, szintén fontos része a szén körforgásának. A szenet tartalmazó üledékek elég messzire kerülnek a felszín alá, hogy megolvadjanak, végül felszabadítva szénüket. Ez a szén hirtelen szabadul fel a vulkánkitörések részeként, és fokozatosan, amikor forró forrásokon, hasadékokon és szellőzőnyílásokon keresztül szivárog.

Az emberek elsődleges hatása a szén-körforgásra a fosszilis üzemanyagok elégetésén keresztül történik, amelyek egyébként eltemetett szenet szabadítanak fel a légkörbe. A fosszilis tüzelőanyagokat, beleértve a kőolajat, a földgázt és a szenet, a világgazdaság szinte minden területén használják. A személygépkocsik a legszembetűnőbb példák, de valójában több szén-dioxidot termelnek a szén- és földgázüzemek, amelyek mind ipari, mind lakossági célokra használják az áramtermelést. Az ipari mezőgazdaság fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával is működik. Az összes mesterséges trágyát szintézis útján szintetizálják a fosszilis tüzelőanyagok - általában földgáz. Különböző tanulmányok nyomon követték a szén-dioxid változását az elmúlt fél évszázad során. A leghosszabb vizsgálatot 1958-ban Charles Keeling kezdte meg Hawaiiban, és a légköri szénszint gyors növekedését mutatja. A jégmagokból származó bizonyítékok arra utalnak, hogy a szén-dioxid-szint magasabb, mint félmillió év alatt

Az elterjedt erdőirtás, különösen a trópusi területeken, több szén felszabadulását okozza bomlás során, és kevesebb szén felszívódását a fotoszintézis, az a folyamat, amelynek során a növények és egyes baktériumok a napfény energiáját felhasználják szénhidrátok építésére a széndioxidból légkör. Noha néhány területet a vadon élő állatok védelme miatt különítettek el, a faanyag betakarítása és a mezőgazdasági területek tisztítása céljából jóval több sebezhető.

A szén-dioxid-szint emelkedésének legfőbb aggodalma az a tény, hogy a szén-dioxid üvegházhatású gáz. Megfogja a Föld felszínéről érkező infravörös sugárzást, amely egyébként az űrbe menne, hatékonyan szigetelve a bolygót és növelve annak hőmérsékletét. Az ENSZ Nemzetközi Klímaváltozási Testülete a tudományos közösség sok emberével együtt úgy véli, hogy az emberek eléggé felborítják a szén-dioxid-körforgást drasztikusan megváltoztatja a globális éghajlatot, amely potenciálisan hatalmas következményekkel járhat a biológiai sokféleségre, a mezőgazdaságra, az időjárásra és az összes ökoszisztéma általános egészségi állapotára bolygó.