Os efeitos da atividade humana no ciclo do carbono

O ciclo do carbono é um dos vários ciclos biogeoquímicos pelos quais os vários compostos necessários à vida, como a água, nitrogênio, enxofre, carbono e fósforo são reciclados continuamente através de processos metabólicos, geológicos e meteorológicos processos. O carbono existe como dióxido de carbono na atmosfera e é dissolvido nos oceanos, como carbono orgânico em organismos vivos e como parte de minerais sedimentares como carbonato de cálcio. Normalmente, os movimentos de carbono entre esses diferentes reservatórios se equilibram de forma eficaz, de modo que a quantidade de carbono em cada um é relativamente constante ou muda apenas ao longo de milênios. Desde a revolução industrial, no entanto, os humanos queimam combustíveis fósseis e liberam enormes quantidades de carbono na atmosfera, o que pode ter impactos de longo alcance no clima e nos ecossistemas.

O carbono é um dos elementos mais importantes para a vida e é, por definição, parte de todas as moléculas orgânicas. O dióxido de carbono na atmosfera é transformado em carbono orgânico por plantas fotossintéticas, algas e fitoplâncton, também conhecidos como "produtores". Quase todos os outros organismos, incluindo todos os animais, acabam obtendo seu carbono desses produtores. Todos os organismos, produtores incluídos, liberam dióxido de carbono como resultado da respiração celular, processo pelo qual os carboidratos são metabolizados para liberar a energia necessária à vida. Entre os efeitos da fotossíntese e da respiração celular, o carbono circula entre a atmosfera e a biosfera. As exceções mais importantes são aqueles organismos, principalmente fitoplâncton e outros animais com conchas feitas de cálcio carbonato, que são enterrados sob sedimentos no fundo do oceano antes que seu carbono possa ser liberado através decomposição. Esse carbono é efetivamente removido das partes biológicas e atmosféricas do ciclo do carbono, eventualmente tomando a forma de calcário ou, sob certas condições, petróleo, carvão ou gás natural.

Ao mesmo tempo que mais calcário e minerais contendo carbono estão se formando lentamente, os sedimentos existentes estão sendo lentamente erodidos pelas forças do vento e da precipitação. O calcário e outros sedimentos são dissolvidos pela água da chuva, liberando carbono de volta para a biosfera. A subdução, que ocorre quando uma placa tectônica é forçada sob outra, também é uma parte importante do ciclo do carbono. Os sedimentos contendo carbono são empurrados para baixo da superfície o suficiente para derreter, liberando eventualmente seu carbono. Este carbono é liberado repentinamente, como parte das erupções vulcânicas, e gradualmente, como vazamentos através de fontes termais, fissuras e respiradouros.

O principal impacto dos humanos no ciclo do carbono é por meio da queima de combustíveis fósseis, que libera na atmosfera o carbono que, de outra forma, estaria enterrado. Os combustíveis fósseis, que incluem petróleo, gás natural e carvão, são usados ​​em quase todos os aspectos da economia global. Os automóveis são o exemplo mais visível, mas mais dióxido de carbono é realmente produzido por usinas de carvão e gás natural que produzem eletricidade para uso industrial e residencial. A agricultura industrial também funciona com energia de combustível fóssil. Todos os fertilizantes artificiais são sintetizados por um processo que queima combustíveis fósseis - geralmente gás natural. Vários estudos rastrearam mudanças no dióxido de carbono ao longo do último meio século. O estudo mais antigo foi iniciado em 1958 por Charles Keeling no Havaí, e mostra um rápido aumento nos níveis de carbono atmosférico. As evidências dos núcleos de gelo sugerem que os níveis de carbono estão mais altos do que em meio milhão de anos

O desmatamento generalizado, particularmente em áreas tropicais, faz com que mais carbono seja liberado por meio da decomposição e menos carbono seja sequestrado via fotossíntese, o processo pelo qual as plantas e algumas bactérias usam a energia da luz solar para construir carboidratos a partir do dióxido de carbono do atmosfera. Embora algumas áreas tenham sido reservadas como reservas de vida selvagem, muito mais são vulneráveis ​​a queimadas e corte raso para fins de colheita de madeira e limpeza de terras agrícolas.

A principal preocupação com o aumento dos níveis de dióxido de carbono vem do fato de que o dióxido de carbono é um gás de efeito estufa. Ele captura a radiação infravermelha da superfície da Terra que, de outra forma, escaparia para o espaço, isolando efetivamente o planeta e aumentando sua temperatura. O Painel Internacional das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas, junto com muitas pessoas da comunidade científica, acredita que os humanos estão alterando o ciclo do carbono o suficiente para mudar drasticamente o clima global, com consequências potencialmente enormes para a biodiversidade, agricultura, clima e a saúde geral de cada ecossistema no planeta.