Učinki človekove dejavnosti na ogljikov cikel

Ogljikov cikel je eden izmed več biogeokemičnih ciklov, s katerimi različne spojine, potrebne za življenje, na primer voda, dušik, žveplo, ogljik in fosfor se neprekinjeno reciklirajo s presnovnimi, geološkimi in meteorološkimi procesov. Ogljik obstaja kot ogljikov dioksid v ozračju in se raztaplja v oceanih, kot organski ogljik v živih organizmih in kot del usedlinskih mineralov, kot je kalcijev karbonat. Običajno se gibanje ogljika med temi različnimi rezervoarji učinkovito uravnoteži, tako da je količina ogljika v obeh relativno konstantna ali pa se spreminja le v tisočletjih. Od industrijske revolucije pa ljudje gorijo fosilna goriva in v ozračje sproščajo ogromne količine ogljika, kar ima lahko daljnosežne vplive na podnebje in ekosisteme.

Ogljik je eden najpomembnejših elementov za življenje in je po definiciji del vseh organskih molekul. Fotosintetske rastline, alge in fitoplanktoni, znani tudi kot "proizvajalci", ogljikov dioksid v ozračju spremenijo v organski ogljik. Skoraj vsi drugi organizmi, vključno z vsemi živalmi, na koncu dobijo ogljik od teh proizvajalcev. Vsi organizmi, vključno s proizvajalci, sproščajo ogljikov dioksid kot rezultat celičnega dihanja, pri katerem se ogljikovi hidrati presnavljajo, da sproščajo energijo, potrebno za življenje. Med učinki fotosinteze in celičnega dihanja ogljikovi cikli med atmosfero in biosfero. Najpomembnejše izjeme so tisti organizmi, večinoma fitoplanktoni in druge živali z lupino iz kalcija karbonate, ki so pokopani pod usedlinami na dnu oceana, preden se lahko sprosti njihov ogljik razgradnja. Ta ogljik se učinkovito odstrani iz biološkega in atmosferskega dela ogljikovega kroga, sčasoma pa se oblikuje v obliki apnenca ali pod določenimi pogoji nafte, premoga ali zemeljskega plina.

Hkrati, ko počasi nastaja več mineralov, ki vsebujejo apnenec in ogljik, obstoječe usedline počasi razpadajo zaradi sil vetra in padavin. Apnenec in druge usedline se raztopijo v deževnici in sproščajo ogljik nazaj v biosfero. Pomemben del ogljikovega cikla je tudi subdukcija, ki se pojavi, ko je ena tektonska plošča potisnjena pod drugo. Sedimenti, ki vsebujejo ogljik, so potisnjeni dovolj daleč pod površino, da se stopijo in sčasoma sprostijo svoj ogljik. Ta ogljik se sprošča nenadoma kot del vulkanskih izbruhov in postopoma, kot pušča skozi vroče vrelce, razpoke in zračnike.

Primarni vpliv ljudi na ogljikov cikel je zgorevanje fosilnih goriv, ​​ki sproščajo sicer zakopan ogljik v ozračje. Fosilna goriva, ki vključujejo nafto, zemeljski plin in premog, se uporabljajo v skoraj vseh vidikih svetovnega gospodarstva. Avtomobili so najbolj viden primer, vendar več ogljikovega dioksida dejansko proizvajajo obrate za premog in zemeljski plin, ki proizvajajo električno energijo za industrijsko in stanovanjsko uporabo. Tudi industrijsko kmetijstvo temelji na energiji iz fosilnih goriv. Vsa umetna gnojila se sintetizirajo s postopkom, ki kuri fosilna goriva - običajno zemeljski plin. Različne študije so v zadnjih pol stoletja spremljale spremembe ogljikovega dioksida. Najdaljšo študijo je leta 1958 začel Charles Keeling na Havajih in kaže na hiter dvig ravni ogljika v atmosferi. Dokazi iz ledenih jeder kažejo, da so ravni ogljika višje kot v pol milijona let

Široko krčenje gozdov, zlasti na tropskih območjih, povzroči sproščanje več ogljika z razgradnjo in zaseganje manj ogljika prek fotosinteza, postopek, pri katerem rastline in nekatere bakterije uporabljajo energijo sončne svetlobe za gradnjo ogljikovih hidratov iz ogljikovega dioksida iz vzdušje. Čeprav so nekatera območja rezervirana za ohranjanje prosto živečih živali, so veliko bolj dovzetni za gorenje in posek za namene pridobivanja lesa in krčenja kmetijskih zemljišč.

Glavna skrb glede povečanja ravni ogljikovega dioksida izhaja iz dejstva, da je ogljikov dioksid toplogredni plin. Ujame infrardeče sevanje s površja Zemlje, ki bi sicer ušlo v vesolje, kar učinkovito izolira planet in zviša njegovo temperaturo. Mednarodni odbor OZN za podnebne spremembe, skupaj s številnimi znanstveniki, meni, da ljudje vznemirjajo ogljikov cikel dovolj, da drastično spremeniti globalno podnebje z potencialno velikimi posledicami za biotsko raznovrstnost, kmetijstvo, vreme in splošno zdravje vseh ekosistemov na planeta.