Efectele activității umane asupra ciclului carbonului

Ciclul carbonului este unul dintre mai multe cicluri biogeochimice prin care diferiții compuși necesari vieții, cum ar fi apa, azotul, sulful, carbonul și fosforul sunt reciclate continuu prin metabolism, geologie și meteorologie proceselor. Carbonul există ca dioxid de carbon în atmosferă și este dizolvat în oceane, ca carbon organic în organismele vii și ca parte a mineralelor sedimentare, cum ar fi carbonatul de calciu. În mod normal, mișcările de carbon între aceste diferite rezervoare se echilibrează efectiv, astfel încât cantitatea de carbon din fiecare să fie relativ constantă sau să se schimbe numai pe parcursul mileniilor. Cu toate acestea, de la revoluția industrială, oamenii au ars combustibili fosili și au eliberat cantități uriașe de carbon în atmosferă, care ar putea avea efecte de anvergură asupra climei și ecosistemelor.

Carbonul este unul dintre cele mai importante elemente pentru viață și, prin definiție, face parte din toate moleculele organice. Dioxidul de carbon din atmosferă este transformat în carbon organic de către plantele fotosintetice, alge și fitoplancton, cunoscuți și sub denumirea de „producători”. Aproape toate celelalte organisme, inclusiv toate animalele, își obțin în cele din urmă carbonul de la acești producători. Toate organismele, inclusiv producătorii, eliberează dioxid de carbon ca urmare a respirației celulare, procesul prin care carbohidrații sunt metabolizați pentru a elibera energia necesară vieții. Între efectele fotosintezei și respirația celulară, ciclurile de carbon între atmosferă și biosferă. Cele mai importante excepții sunt acele organisme, în principal fitoplanctonul și alte animale cu cochilii din calciu carbonat, care sunt îngropate sub sedimente la fundul oceanului înainte ca carbonul lor să poată fi eliberat descompunere. Acest carbon este eliminat efectiv din părțile biologice și atmosferice ale ciclului carbonului, luând în cele din urmă forma calcarului sau, în anumite condiții, petrolului, cărbunelui sau gazului natural.

În același timp în care se formează încet mai multe calcar și minerale care conțin carbon, sedimentele existente sunt erodate încet de forțele vântului și precipitațiilor. Calcarul și alte sedimente sunt dizolvate de apa de ploaie, eliberând carbon înapoi în biosferă. Subducția, care are loc atunci când o placă tectonică este forțată sub alta, este, de asemenea, o parte importantă a ciclului carbonului. Sedimentele care conțin carbon sunt împinse suficient de mult sub suprafață încât să se topească, eliberând în cele din urmă carbonul lor. Acest carbon este eliberat brusc, ca parte a erupțiilor vulcanice, și treptat, ca scurgeri prin izvoare termale, fisuri și guri de aerisire.

Impactul primar al oamenilor asupra ciclului carbonului este prin arderea combustibililor fosili, care eliberează carbon îngropat în atmosferă. Combustibilii fosili, care includ petrolul, gazele naturale și cărbunele, sunt folosiți în aproape toate aspectele economiei globale. Automobilele sunt exemplul cel mai vizibil, dar mai mult dioxid de carbon este produs de fapt de instalațiile de cărbune și gaze naturale care produc electricitate atât pentru uz industrial, cât și rezidențial. Agricultura industrială funcționează, de asemenea, cu energie din combustibili fosili. Toate îngrășămintele artificiale sunt sintetizate printr-un proces care arde combustibili fosili - de obicei gaze naturale. Diverse studii au urmărit modificările dioxidului de carbon din ultima jumătate de secol. Cel mai îndelungat studiu a fost început în 1958 de Charles Keeling în Hawaii și arată o creștere rapidă a nivelului de carbon atmosferic. Dovezile din miezurile de gheață sugerează că nivelurile de carbon sunt mai mari decât au fost în jumătate de milion de ani

Defrișarea pe scară largă, în special în zonele tropicale, face ca mai mult carbon să fie eliberat prin descompunere și mai puțin carbon să fie sechestrat fotosinteza, procesul prin care plantele și unele bacterii folosesc energia luminii solare pentru a construi carbohidrați din dioxidul de carbon din atmosfera. Deși unele zone au fost puse deoparte ca zone de conservare a vieții sălbatice, mult mai multe sunt vulnerabile la arderi și tăieri în scopul recoltării lemnului și al curățării terenurilor agricole.

Principala preocupare cu privire la creșterea nivelului de dioxid de carbon vine din faptul că dioxidul de carbon este un gaz cu efect de seră. Acesta captează radiațiile infraroșii de pe suprafața Pământului care altfel ar scăpa în spațiu, izolând în mod eficient planeta și crescând temperatura acesteia. Grupul internațional ONU privind schimbările climatice, împreună cu mulți oameni din comunitatea științifică, consideră că oamenii deranjează suficient ciclul carbonului pentru a să schimbe drastic climatul global, cu consecințe potențial uriașe pentru biodiversitate, agricultură, vreme și sănătatea generală a fiecărui ecosistem de pe planetă.