Innhold
Karbonsyklusen er en av flere biogeokjemiske sykluser der de forskjellige forbindelsene som er nødvendige for livet, som vann, nitrogen, svovel, karbon og fosfor gjenvinnes kontinuerlig gjennom metabolske, geologiske og meteorologiske prosesser. Karbon eksisterer som karbondioksid i atmosfæren og blir oppløst i havene, som organisk karbon i levende organismer, og som en del av sedimentmineraler som kalsiumkarbonat. Normalt balanserer bevegelser av karbon mellom disse forskjellige reservoarene effektivt slik at mengden karbon i hver er relativt konstant eller bare endres i løpet av årtusener. Siden den industrielle revolusjonen har mennesker imidlertid brent fossile brensler og gitt ut enorme mengder karbon i atmosfæren, noe som kan ha vidtrekkende innvirkning på klima og økosystemer.
Biologiske faktorer
Karbon er et av de viktigste elementene i livet, og er per definisjon en del av alle organiske molekyler. Karbondioksid i atmosfæren blir til organisk karbon av fotosyntetiske planter, alger og planteplankton, også kjent som "produsenter". Nesten alle andre organismer, inkludert alle dyr, får til slutt karbonet sitt fra disse produsentene. Alle organismer, produsenter inkludert, frigjør karbondioksid som et resultat av cellulær respirasjon, prosessen som karbohydrater metaboliseres for å frigjøre den energien som er nødvendig for livet. Mellom effektene av fotosyntese og cellulær respirasjon, karbonsykluser mellom atmosfæren og biosfæren. De viktigste unntakene er organismer, for det meste planteplankton og andre dyr med skjell laget av kalsiumkarbonat, som er begravet under sediment i bunnen av havet før karbonet deres kan frigjøres gjennom spaltning. Dette karbonet fjernes effektivt fra de biologiske og atmosfæriske delene av karbonsyklusen, til slutt i form av kalkstein eller, under visse forhold, olje, kull eller naturgass.
Geologiske faktorer
Samtidig som flere kalk- og karbonholdige mineraler sakte blir dannet, eroderes eksisterende sedimenter sakte av kreftene fra vind og nedbør. Kalkstein og andre sedimenter blir oppløst av regnvann, og frigjør karbon tilbake i biosfæren. Subduksjon, som oppstår når en tektonisk plate tvinges under en annen, er også en viktig del av karbonsyklusen. Sedimenter som inneholder karbon skyves langt nok under overflaten til at de smelter, og etter hvert frigjøres karbonet. Dette karbonet frigjøres plutselig, som en del av vulkanutbrudd, og gradvis, som lekkasjer gjennom varme kilder, sprekker og ventilasjonsåpninger.
Fossile drivstoff
Menneskenes primære innvirkning på karbonsyklusen er gjennom forbrenning av fossilt brensel, som frigjør ellers nedgravd karbon i atmosfæren. Fossilt brensel, som inkluderer petroleum, naturgass og kull, brukes i nesten alle aspekter av verdensøkonomien. Biler er det mest synlige eksemplet, men mer karbondioksid produseres faktisk av kull- og naturgassanlegg som produserer strøm til både industriell og privat bruk. Industrielt landbruk driver også med fossil brennstoff. All kunstgjødsel blir syntetisert ved en prosess som brenner fossilt brensel - vanligvis naturgass. Ulike studier har sporet endringer i karbondioksid det siste halve århundret. Den lengste studien ble startet i 1958 av Charles Keeling på Hawaii, og den viser en rask økning i atmosfærisk karbonnivå. Bevis fra iskjerner tyder på at karbonnivået er høyere enn det har vært på en halv million år
Avskoging
Utbredt avskoging, spesielt i tropiske områder, fører til at mer karbon frigjøres gjennom nedbrytning og mindre karbon som blir sekvestert via fotosyntesen, prosessen der planter og noen bakterier bruker solenergien for å bygge karbohydrater ut av karbondioksid fra atmosfæren. Selv om noen områder er avsatt som dyrelivet bevarer, er langt flere sårbare for brenning og rydding av tømmerhøsting og rydding av jordbruksarealer.
Drivhuseffekten
Den største bekymringen for å øke karbondioksidnivået kommer av det faktum at karbondioksid er en klimagass. Den fanger infrarød stråling fra jordas overflate som ellers ville rømme ut i verdensrommet, effektivt isolere planeten og øke temperaturen. FNs internasjonale klimapanel, sammen med mange mennesker i det vitenskapelige samfunnet, mener at mennesker opprører karbonsyklusen nok til å endre det globale klimaet drastisk, med potensielle enorme konsekvenser for biologisk mangfold, landbruk, vær og den generelle helsen til alle økosystem på planeten.