Cilvēka darbības ietekme uz oglekļa ciklu

Oglekļa cikls ir viens no vairākiem bioģeoķīmiskajiem cikliem, kurā dažādie dzīvībai nepieciešamie savienojumi, piemēram, ūdens, slāpeklis, sērs, ogleklis un fosfors tiek nepārtraukti pārstrādāti vielmaiņas, ģeoloģiskās un meteoroloģiskās procesi. Ogleklis atmosfērā pastāv kā oglekļa dioksīds un izšķīst okeānos, kā organiskais ogleklis dzīvos organismos un kā daļa no sedimentu minerāliem, piemēram, kalcija karbonāts. Parasti oglekļa kustības starp šiem dažādajiem rezervuāriem efektīvi līdzsvarojas tā, ka oglekļa daudzums katrā ir relatīvi nemainīgs vai mainās tikai gadu tūkstošos. Kopš rūpnieciskās revolūcijas cilvēki tomēr ir sadedzinājuši fosilo kurināmo un atmosfērā izlaiž milzīgu daudzumu oglekļa, kam var būt tālejoša ietekme uz klimatu un ekosistēmām.

Ogleklis ir viens no vissvarīgākajiem dzīves elementiem, un tas pēc definīcijas ir visu organisko molekulu sastāvdaļa. Oglekļa dioksīdu atmosfērā fotosintētiskie augi, aļģes un fitoplanktons, kas pazīstami arī kā "ražotāji", pārvērš par organisko oglekli. Gandrīz visi pārējie organismi, ieskaitot visus dzīvniekus, galu galā iegūst oglekli no šiem ražotājiem. Visi organismi, ieskaitot ražotājus, šūnu elpošanas rezultātā izdala oglekļa dioksīdu - procesu, kurā ogļhidrāti tiek metabolizēti, lai atbrīvotu dzīvībai nepieciešamo enerģiju. Starp fotosintēzes un šūnu elpošanas sekām oglekļa cikli starp atmosfēru un biosfēru. Vissvarīgākie izņēmumi ir tie organismi, galvenokārt fitoplanktons un citi dzīvnieki, kuru čaumalas ir izgatavotas no kalcija karbonāti, kas aprakti nogulumos okeāna dibenā, pirms to ogleklis var izdalīties sadalīšanās. Šis ogleklis tiek efektīvi izvadīts no oglekļa cikla bioloģiskajām un atmosfēras daļām, galu galā iegūstot kaļķakmens vai noteiktos apstākļos naftas, ogļu vai dabasgāzes formu.

Tajā pašā laikā, kad lēnām veidojas vairāk kaļķakmens un oglekli saturošu minerālu, vēja un nokrišņu spēki lēnām grauj esošos nogulumus. Kaļķakmens un citi nogulumi tiek izšķīdināti lietus ūdenī, atbrīvojot oglekli atpakaļ biosfērā. Subdukcija, kas notiek, kad viena tektoniskā plāksne tiek piespiesta zem citas, ir arī svarīga oglekļa cikla sastāvdaļa. Nogulumi, kas satur oglekli, tiek virzīti pietiekami tālu zem virsmas, lai tie izkausētu, galu galā atbrīvojot oglekli. Šis ogleklis pēkšņi izdalās kā daļa no vulkāna izvirdumiem un pakāpeniski izplūstot caur karstajiem avotiem, plaisām un ventilācijas atverēm.

Cilvēku primārā ietekme uz oglekļa apriti ir fosilā kurināmā sadedzināšana, kas atmosfērā atbrīvo citādi apglabātu oglekli. Fosilo degvielu, kas ietver naftu, dabasgāzi un ogles, izmanto gandrīz visos pasaules ekonomikas aspektos. Automobiļi ir visredzamākais piemērs, taču vairāk ogļskābās gāzes faktiski ražo ogļu un dabasgāzes rūpnīcas, kas ražo elektrību gan rūpnieciskai, gan dzīvošanai. Rūpnieciskā lauksaimniecība izmanto arī fosilo kurināmo. Visi mākslīgie mēslošanas līdzekļi tiek sintezēti procesā, kurā sadedzina fosilo kurināmo - parasti dabasgāzi. Dažādi pētījumi ir izsekojuši oglekļa dioksīda izmaiņas pēdējā pusgadsimta laikā. Visilgāko pētījumu 1958. gadā uzsāka Čārlzs Kēlings Havaju salās, un tas liecina par strauju atmosfēras oglekļa līmeņa paaugstināšanos. Ledus kodolu liecības liecina, ka oglekļa līmenis ir augstāks nekā tas ir bijis pusmiljona gadu laikā

Plaša mežu izciršana, it īpaši tropu apgabalos, izraisa vairāk oglekļa izdalīšanos sadalīšanās laikā un mazāk oglekļa sekvestrācijas caur fotosintēze, process, kurā augi un dažas baktērijas izmanto saules gaismas enerģiju, lai no ogļskābās gāzes veidotu ogļhidrātus atmosfēru. Lai gan dažas teritorijas ir rezervētas savvaļas dzīvnieku aizsardzības nolūkos, daudz vairāk ir pakļautas dedzināšanai un kailcirtei kokmateriālu novākšanas un lauksaimniecības zemes izciršanas nolūkos.

Galvenās bažas par oglekļa dioksīda līmeņa paaugstināšanu rada fakts, ka oglekļa dioksīds ir siltumnīcefekta gāze. Tas notver infrasarkano starojumu no Zemes virsmas, kas citādi varētu izkļūt kosmosā, efektīvi izolējot planētu un paaugstinot tās temperatūru. ANO Starptautiskā klimata pārmaiņu ekspertu grupa kopā ar daudziem cilvēkiem zinātnieku aprindās uzskata, ka cilvēki pietiekami izjauc oglekļa ciklu, lai krasi mainīs globālo klimatu, kas potenciāli var ietekmēt bioloģisko daudzveidību, lauksaimniecību, laika apstākļus un katras ekosistēmas vispārējo veselību. planētas.