Sisältö
Hiilisykli on yksi monista biogeokemiallisista sykleistä, joilla erilaiset elämän kannalta tarpeelliset yhdisteet, kuten vesi, typpi, rikki, hiili ja fosfori, kierrätetään jatkuvasti metabolisten, geologisten ja meteorologisten prosessien kautta. Hiili esiintyy hiilidioksidina ilmakehässä ja liukenee valtameriin, orgaanisina hiileinä elävissä organismeissa ja osana sedimentin mineraaleja, kuten kalsiumkarbonaattia. Normaalisti hiilen liikkeet näiden eri säiliöiden välillä tasapainottavat tehokkaasti siten, että hiilen määrä kussakin on suhteellisen vakio tai muuttuu vain vuosituhansien kuluessa. Teollisen vallankumouksen jälkeen ihmiset ovat kuitenkin polttaneet fossiilisia polttoaineita ja päästäneet ilmakehään valtavia määriä hiiltä, jolla voi olla kauaskantoisia vaikutuksia ilmastoon ja ekosysteemeihin.
Biologiset tekijät
Hiili on yksi elämän tärkeimmistä elementeistä, ja se on määritelmänsä mukaan osa kaikkia orgaanisia molekyylejä. Ilmakehän hiilidioksidi muuttuu orgaanisiksi hiileiksi fotosynteettisten kasvien, levien ja kasviplanktonin, joka tunnetaan myös nimellä "tuottajat". Lähes kaikki muut organismit, kaikki eläimet mukaan lukien, saavat hiilen lopulta näiltä tuottajilta. Kaikki organismit, mukaan lukien tuottajat, vapauttavat hiilidioksidia solujen hengityksen seurauksena. Prosessi, jolla hiilihydraatit metaboloituu, vapauttaa elämälle välttämättömän energian. Fotosynteesin ja soluhengityksen vaikutusten välillä hiilisyklit ilmakehän ja biosfäärin välillä. Tärkeimpiä poikkeuksia ovat organismit, enimmäkseen kasviplanktoni ja muut kalsiumkarbonaatista valmistetut kuoret, jotka haudataan sedimenttien alle meren pohjaan, ennen kuin niiden hiili voi vapautua hajoamisen kautta. Tämä hiili poistetaan tehokkaasti hiilisyklin biologisista ja ilmakehän osista lopulta kalkkikiven tai tietyissä olosuhteissa öljyn, hiilen tai maakaasun muodossa.
Geologiset tekijät
Samanaikaisesti, kun hitaasti muodostuu enemmän kalkkikiveä ja hiiltä sisältäviä mineraaleja, tuulen ja sateiden aiheuttamat hitaasti hajoavat olemassa olevat sedimentit. Sadevesi liuottaa kalkkikiven ja muut sedimentit vapauttaen hiilen takaisin biosfääriin. Subduktio, joka tapahtuu, kun yksi tektoninen levy pakotetaan toisen alle, on myös tärkeä osa hiilisykliä. Hiiltä sisältävät sedimentit työnnetään riittävän kaukana sulavan pinnan alle ja vapauttavat lopulta hiilen. Tämä hiili vapautuu yhtäkkiä osana tulivuorenpurkauksia ja vähitellen vuotoina kuumien lähteiden, halkeamien ja tuuletusaukkojen läpi.
Fossiiliset polttoaineet
Ihmisten ensisijainen vaikutus hiilikiertoon on fossiilisten polttoaineiden palaminen, joka vapauttaa muuten haudattua hiiltä ilmakehään. Fossiilisia polttoaineita, joihin sisältyy öljy, maakaasu ja hiili, käytetään melkein kaikilla maailmantalouden osa-alueilla. Autot ovat näkyvin esimerkki, mutta hiili- ja maakaasulaitokset tuottavat enemmän hiilidioksidia, jotka tuottavat sähköä sekä teollisuus- että asuinkäyttöön. Teollisessa maataloudessa käytetään myös fossiilisten polttoaineiden energiaa. Kaikki keinotekoiset lannoitteet syntetisoidaan prosessilla, jossa poltetaan fossiilisia polttoaineita - yleensä maakaasua. Eri tutkimukset ovat seuranneet hiilidioksidin muutoksia viimeisen puolen vuosisadan aikana. Pisin käynnissä oleva tutkimus aloitti vuonna 1958 Charles Keeling Havaijilla, ja se osoittaa ilmakehän hiilipitoisuuden nopean nousun. Jääytimistä saatu näyttö viittaa siihen, että hiilipitoisuudet ovat korkeammat kuin ne ovat olleet puoli miljoonaa vuotta
metsäkadon
Laaja leviäminen, erityisesti trooppisilla alueilla, aiheuttaa enemmän hiilen vapautumista hajoamisen kautta ja vähemmän hiilen eristämistä fotosynteesin kautta. Prosessissa kasvit ja jotkut bakteerit käyttävät auringonvalon energiaa hiilihydraattien rakentamiseksi ilmakehän hiilidioksidista. Vaikka jotkut alueet on varattu luonnonvaraisiksi suojelualueiksi, monet niistä ovat alttiimpia palamiselle ja raivaamiselle puun korjuun ja maatalousmaan raivaamisen kannalta.
Kasvihuoneilmiö
Suurin huolenaihe hiilidioksidipitoisuuden noususta johtuu siitä, että hiilidioksidi on kasvihuonekaasu. Se vangitsee infrapunasäteilyn maapallon pinnalta, joka muuten pääsisi avaruuteen, eristäen tehokkaasti planeetan ja nostaen sen lämpötilaa. YK: n kansainvälinen ilmastomuutospaneeli, kuten monet tiedeyhteisön ihmiset, uskoo, että ihmiset järkyttävät hiilikiertoa tarpeeksi muuttaakseen dramaattisesti globaalia ilmastoa, ja tällä voi olla valtavia seurauksia biologiselle monimuotoisuudelle, maataloudelle, säälle ja kaikkien ihmisten terveydelle. ekosysteemi planeetalla.