Περιεχόμενο
- Βιολογικοί Παράγοντες
- Γεωλογικοί παράγοντες
- Ορυκτά καύσιμα
- Αποψίλωση των δασών
- Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
Ο κύκλος του άνθρακα είναι ένας από τους διάφορους βιογεωχημικούς κύκλους με τους οποίους οι διάφορες απαραίτητες για τη ζωή ενώσεις, όπως το νερό, το άζωτο, το θείο, ο άνθρακας και ο φωσφόρος, ανακυκλώνονται συνεχώς μέσω μεταβολικών, γεωλογικών και μετεωρολογικών διεργασιών. Ο άνθρακας υπάρχει ως διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και διαλύεται στους ωκεανούς, ως οργανικός άνθρακας σε ζωντανούς οργανισμούς και ως μέρος ιζημάτων όπως ανθρακικό ασβέστιο. Κανονικά, οι κινήσεις άνθρακα μεταξύ αυτών των διαφορετικών δεξαμενών εξισορροπούνται αποτελεσματικά έτσι ώστε η ποσότητα άνθρακα σε κάθε μία να είναι σχετικά σταθερή ή να αλλάζει μόνο κατά τη διάρκεια των χιλιετιών. Από τη βιομηχανική επανάσταση, όμως, οι άνθρωποι έχουν κάψει ορυκτά καύσιμα και απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες άνθρακα στην ατμόσφαιρα, γεγονός που μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στο κλίμα και στα οικοσυστήματα.
Βιολογικοί Παράγοντες
Ο άνθρακας είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία για τη ζωή και είναι, εξ ορισμού, μέρος όλων των οργανικών μορίων. Το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα μετατρέπεται σε οργανικό άνθρακα από τα φωτοσυνθετικά φυτά, τα φύκια και το φυτοπλαγκτόν, γνωστά και ως "παραγωγοί". Σχεδόν όλοι οι άλλοι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων όλων των ζώων, παίρνουν τελικά τον άνθρακα τους από αυτούς τους παραγωγούς. Όλοι οι οργανισμοί, οι παραγωγοί που περιλαμβάνονται, απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα ως αποτέλεσμα της κυτταρικής αναπνοής, η διαδικασία με την οποία οι υδατάνθρακες μεταβολίζονται για να απελευθερώσουν την απαραίτητη για τη ζωή ενέργεια. Μεταξύ των αποτελεσμάτων της φωτοσύνθεσης και της κυτταρικής αναπνοής, οι κύκλοι άνθρακα μεταξύ της ατμόσφαιρας και της βιόσφαιρας. Οι σημαντικότερες εξαιρέσεις είναι εκείνοι οι οργανισμοί, κυρίως φυτοπλαγκτόν και άλλα ζώα με κελύφη κατασκευασμένα από ανθρακικό ασβέστιο, τα οποία θάβονται κάτω από το ίζημα στον πυθμένα του ωκεανού προτού απελευθερωθεί ο άνθρακας τους μέσω της αποσύνθεσης. Αυτός ο άνθρακας απομακρύνεται αποτελεσματικά από τα βιολογικά και ατμοσφαιρικά μέρη του κύκλου του άνθρακα, τελικά παίρνοντας τη μορφή ασβεστόλιθου ή, υπό ορισμένες συνθήκες, πετρελαίου, άνθρακα ή φυσικού αερίου.
Γεωλογικοί παράγοντες
Την ίδια στιγμή που σχηματίζονται βραδέως ασβεστολιθικά και ανθρακούχα ορυκτά, τα υπάρχοντα ιζήματα διαβρώνται αργά από τις δυνάμεις του ανέμου και των βροχοπτώσεων. Οι ασβεστόλιθοι και τα άλλα ιζήματα διαλύονται από το νερό της βροχής, απελευθερώνοντας τον άνθρακα πίσω στη βιόσφαιρα. Η υποσαγωγή, η οποία συμβαίνει όταν μια τεκτονική πλάκα ωθείται κάτω από άλλη, είναι επίσης ένα σημαντικό μέρος του κύκλου του άνθρακα. Τα ιζήματα που περιέχουν άνθρακα ωθούνται αρκετά κάτω από την επιφάνεια που τήζουν, απελευθερώνοντας τελικά τον άνθρακα τους. Αυτός ο άνθρακας απελευθερώνεται ξαφνικά, ως μέρος ηφαιστειακών εκρήξεων, και σταδιακά, ως διαρροές μέσα από θερμές πηγές, σχισμές και εξαερισμού.
Ορυκτά καύσιμα
Ο πρωταρχικός αντίκτυπος των ανθρώπων στον κύκλο άνθρακα είναι μέσω της καύσης ορυκτών καυσίμων, η οποία απελευθερώνει διαφορετικά τον θαμμένο άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία περιλαμβάνουν το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και τον άνθρακα, χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε πτυχή της παγκόσμιας οικονομίας. Τα αυτοκίνητα είναι το πιο ορατό παράδειγμα, αλλά περισσότερα διοξείδιο του άνθρακα παράγονται στην πραγματικότητα από εγκαταστάσεις άνθρακα και φυσικού αερίου που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια τόσο για βιομηχανική όσο και για οικιακή χρήση. Η βιομηχανική γεωργία χρησιμοποιεί επίσης ενέργεια από ορυκτά καύσιμα. Όλα τα τεχνητά λιπάσματα συντίθενται από μια διαδικασία που καίει ορυκτά καύσιμα - συνήθως φυσικό αέριο. Διάφορες μελέτες έχουν εντοπίσει αλλαγές στο διοξείδιο του άνθρακα κατά το τελευταίο μισό αιώνα. Η μεγαλύτερη μελέτη που ξεκίνησε το 1958 από τον Charles Keeling στη Χαβάη και δείχνει μια ταχεία αύξηση των επιπέδων ατμοσφαιρικού άνθρακα. Τα στοιχεία από πυρήνες πάγου δείχνουν ότι τα επίπεδα άνθρακα είναι υψηλότερα από ό, τι σε μισό εκατομμύριο χρόνια
Αποψίλωση των δασών
Η εκτεταμένη αποψίλωση των δασών, ιδιαίτερα στις τροπικές περιοχές, προκαλεί την απελευθέρωση περισσότερου άνθρακα μέσω αποσύνθεσης και λιγότερου άνθρακα ώστε να απομονωθεί μέσω της φωτοσύνθεσης. Η διαδικασία με την οποία τα φυτά και ορισμένα βακτήρια χρησιμοποιούν την ενέργεια του ηλιακού φωτός για να φτιάξουν υδατάνθρακες από διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Αν και ορισμένοι χώροι έχουν παραμείνει ως άγρια φύση, είναι πολύ πιο ευάλωτοι στην καύση και την καθαρή κοπή για τους σκοπούς της συγκομιδής ξυλείας και της εκκαθάρισης της γεωργικής γης.
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
Η κύρια ανησυχία για την αύξηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα προέρχεται από το γεγονός ότι το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα αέριο θερμοκηπίου. Παγιδεύει την υπέρυθρη ακτινοβολία από την επιφάνεια της Γης, η οποία διαφορετικά θα έπεφτε στο διάστημα, απομονώνοντας αποτελεσματικά τον πλανήτη και αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Η Διεθνής Ομάδας για την Αλλαγή του Κλίματος των ΗΕ, μαζί με πολλούς ανθρώπους στην επιστημονική κοινότητα, πιστεύει ότι οι άνθρωποι ανατρέπουν τον κύκλο άνθρακα αρκετά ώστε να αλλάξουν δραματικά το παγκόσμιο κλίμα, με πιθανές τεράστιες συνέπειες για τη βιοποικιλότητα, τη γεωργία, τον καιρό και τη γενική υγεία όλων οικοσύστημα στον πλανήτη.