Vi forklarer, hvad kulstofkredsløbet er, og hvad dette biogeokemiske kredsløb består af. Også den betydning, det har for livet.
Hvad er kulstofkredsløbet?
Et kulstofkredsløb er kendt som en biogeokemiske kredsløb udveksling af stof (specifikt kulstofholdige forbindelser) mellem de biosfære, pædosfæren, den geosfære, det hydrosfære og atmosfære af jorden. Det blev opdaget af de europæiske videnskabsmænd Joseph Priestley og Antoine Lavoisier, og sammen med Vand og nitrogen, er en del af de kredsløb, der muliggør bæredygtigheden af livet på vores planet.
Da kulstof (C) er et nøgleelement for liv og for de fleste af de kendte organiske forbindelser er det involveret i talrige stoffer af organisk (og uorganisk) oprindelse, i en kontinuerlig transmission, der tillader dets genbrug og genbrug, der holder niveauerne af nævnte element i en global balance.
Kulstof i verden findes i forskellige former og områder: i de mineralske kulstofreserver under jorden, i form af uorganisk kulstof opløst i vandet i hav, kl carbondioxid i atmosfæren (produkt af vulkanske emissioner eller levende væseners respiration), i nedbrydningsprocesserne af organisk stof i sumpe og andre lande.
I store træk er kulstoflagre: atmosfærisk kulstof, indholdet i kroppen af levende væsner i biosfæren (inklusive marine og akvatiske væsener), kulstof opløst i havvand og aflejret på bunden af oceaner, og mineralforekomsterne af Jordskorpe, herunder indskud af Petroleum og andre kulbrinter.
Udvekslingsruterne mellem disse indskud er:
- Processerne af gæring og nedbrydning. De store forekomster af organisk materiale er rige på kulstof og organismer der lever af nedbrydning og omdannelse af nævnte stof, opnår energi i bytte og frigiver gasser til atmosfæren såsom metan (CH4) eller CO2.
- Det vejrtrækning og fotosyntese. Sammen med andre biotiske metaboliske processer frigiver og opfanger disse processer kuldioxid fra atmosfæren, henholdsvis som et biprodukt eller input af deres biokemiske veje. Kulstof i CO2 absorberes af planter og udgives sammen med vanddamp under dyrs respiration.
- Havets gasudveksling. Vandet i havene fordamper ved solens påvirkning, som fastslået af vand cykel. I denne proces fremmer vanddampen, der produceres og frigives til atmosfæren, også udvekslingen af gasser mellem atmosfæren og havet, hvilket tillader kulstof at opløses i vandet, hvor det fikseres af fotosyntetisk plankton.
- Sedimentationsprocesser. Både på land og i havet vil det overskydende kulstof i nedbrydende organisk stof, som ikke fanges og bearbejdes af nedbrydende livsformer, hobe sig op og sætte sig på bunden af havene eller i de forskellige lag af jordskorpen, hvor det danner fossiler, kulbrinteaflejringer eller reaktive sedimenter.
- Naturlig forbrænding eller ved menneskehedens hånd. Menneskelige industrielle processer og spontane skovbrande skal tages i betragtning i kulstofkredsløbet, da de er ansvarlige for den årlige stigning i kulstof i atmosfæren i form af drivhusgasser. Dette skyldes forbrænding fossile brændstoffer, til frigivelse af organiske gasser produceret af menneskelig industri eller til eventuelle naturlige vulkanske emissioner.
Alle disse processer foregår på samme tid og udgør en delikat balancecyklus, som tillader kulstof at cirkulere i forskellige miljøer og som en del af stoffer af meget forskellig karakter. En afbrydelse af dette kredsløb betyder forarmelse af mange vitale områder og muligvis afslutningen på livet, som vi kender det.