Karbon da dahil olmak üzere dünyadaki tüm elementler kapalı bir sistemin parçası olarak döngüler halinde hareket eder. Uzaydan karbon kaybı veya girişi yoktur. Karbon döngüsü şeması, 21. yüzyılda karbonun geri dönüşümündeki çeşitli adımları göstermektedir.
Diyagram
New Hamsphire Üniversitesi'nin küresel karbon diyagramı, karbon döngüsünü oluşturan havuzları ve akışları gösteriyor. Karbon havuzları uzun süreler boyunca büyük miktarlarda karbon depolar ve mavi renktedir. Akılar, karbonu bir havuzdan diğerine taşıyan süreçlerdir ve kırmızı renktedir. Flux'ların iki kısmı vardır: biri havadaki karbonu uzaklaştıran, diğeri ise sabit karbonu CO2 olarak atmosfere geri veren.
Karbon Havuzları
Havuzların depoladığı karbon miktarları karbon Petagramında (PgC) belirtilmiştir. Bir Pg, bir milyar tona eşittir ve Gigaton (Gt) olarak da adlandırılır.
- Kayalar:Karbonun çoğu tortul kayaçlar olarak kilitlendi.
- Okyanus yatağı: İkinci en büyük karbon havuzu, suda çözünmüş karbondioksit (CO2) formunda okyanusların altındadır.
- Fosil yakıtlar: Üçüncü en büyük karbon havuzu, kara ve deniz bitkilerinin kalıntılarından oluşan kömür, linyit, doğal gaz ve petrol gibi fosil yakıtlardır. ve özel sıcaklık ve basınç altındaki hayvanlar.
- Okyanus yüzeyi: Karbon, suda veya canlı deniz bitkileri ve hayvanlarının vücutlarında çözünmüş CO2 olarak yüzey suyunda kısa bir süre depolanır.
- Karasal havuzlar: Ağaçlarda ve toprakta biriken tüm karbon, başka bir kısa vadeli havuz oluşturur ve birkaç on yıl veya yüzyıl sonra, örneğin ağaçlar kesildiğinde serbest bırakılır. ya da öl.
- Karbon dioksit: Havada gaz halindeki CO2 biçiminde bulunan karbon, dünyanın sıcak kalmasına yardımcı olur. Bu olmasaydı, dünyadaki mevcut haliyle yaşam mümkün olmazdı. Bu karbon havuzuna sürekli bir ekleme ve alım var.
Flukslarda Karbon Giderimi
Her yıl taşınan karbon miktarları diyagramda yıllık PgC olarak gösterilmektedir. CO2 havadan uzaklaştırılır ve hızlı günlük işlemlerle sabitlenir. Organik maddenin oluşumu ve karbon yutakları daha yavaştır ve zaman gerektirir.
- Fotosentez - Yeşil bitkiler, basit şekerleri ve ardından bitkilerin ihtiyaç duyduğu besin maddelerini oluşturmak için fotosentez adı verilen bir süreçte CO2'yi su ve güneşten gelen enerjiyle birlikte kullanır.
- Okyanusların alımı - Atmosferdeki CO2 alınır ve okyanuslarda da fotosentez için kullanılır. Burada fitoplanktonlar, okyanuslardaki tüm yaşamın bağlı olduğu bitkilerin eşdeğerleridir. Ayrıca suda çözünen CO2, kalsiyum karbonata dönüştürülerek deniz hayvanlarının kabuk ve iskeletlerinde kullanılır.
- Besin zinciri - Otçullar bitkileri yediğinde veya etoburlar ve omnivorlar diğer hayvanları yediğinde, bu karbon, hayvanların büyümesine, yaşamasına ve çoğalmasına yardımcı olmak için besin zinciri boyunca aktarılır.
- Organik madde ve altlığın eklenmesi - Bitkiler ve hayvanlar öldüğünde, mikroplar tarafından ayrıştırılarak humus veya toprağın bir parçası haline gelen organik madde oluşturulur. Ağaçların her yıl dal ve yaprak dökerek karbonu sürekli olarak toprağa geri dönüştürmesiyle oluşan çöp. Bu kısmen bitkilerin büyümesi için kullanılır ve karbonun dolaşımını sağlarken geri kalanı toprak karbonunu oluşturur.
Karbon Havuzlarının Oluşumu
Kullanılan CO2 miktarları ve bunların sabit karbon olarak depolanma süresi farklı organizmalara ve süreçlere göre değişir.
- Ağaçlar uzun ömürlü oldukları ve gövde, yaprak ve köklerinde karbon biriktirdikleri için karbon yutucu görevi görürler.
- Toprak, organik madde olarak karbon biriktirir ve bir bitki veya ağaç öldükten çok sonra bile toprakta kalan ölü kökler; toprakta ağaçların ve otlakların büyüyen canlı kökleri şeklinde muazzam miktarlarda biyokütle vardır. Topraklar başka bir önemli karbon havuzu oluşturur.
- Deniz hayvanlarının bazı kabukları ve iskeletleri, kireçtaşı üretmek için okyanusların dibinde birikiyor.
Karbon yutakları, sonunda karbon havuzlarıyla sonuçlanan önemli bir akış veya süreçtir. Kısa vadede karasal karbon havuzları, uzun vadede ise fosil yakıtlar ve kayalar üretiyorlar.
Karadan Okyanusa Akış
Nehirler okyanuslara aktığında organik madde bakımından zengin tortuları da beraberlerinde taşırlar. Bataklıklar ve gelgit suları da her yıl organik madde formundaki karbonu okyanuslara taşıyor.
Doğal Karbondioksit Salımı
Doğal karbon döngüsünde, karbon esas olarak solunum ve ayrışma yoluyla atmosfere geri salınır.
- Bitki solunumu - Karadaki canlıların çoğu mikroplar, bitkiler ve hayvanlar solunum yapar. Yedikleri yiyecekleri parçalayarak oksijeni solurlar ve CO2'yi dışarı verirler. Bu, karbonun en kısa döngüsünden biridir.
- Toprağın ayrışması ve solunum - Karadaki çürüyen maddelerin tümü organik maddeye dönüşmez. Karbonun bir kısmı doğrudan CO2 olarak havaya salınır. Toprakta yaşayan mikroplar ve küçük aminaller de solunum yaparken her gün CO2 açığa çıkarırlar.
- Okyanus kaybı - Deniz bitkileri ve hayvanlarının solunumu ve çürümesi de atmosferdeki karbon havuzuna CO2 salar.
- Volkanlar - Volkanik aktivite nedeniyle atmosfere az miktarda karbon salınır.
Karbon Dioksit Salgılayan İnsan Faaliyetleri
Doğal akışlara ek olarak, sabit karbonu CO2 olarak atmosfere geri salan birçok insan faaliyeti vardır.
- Fosil yakıtların yakılması- Karbonun yakılması odunu, kömürü, doğal gazı, elektrik, ısıtma, yemek pişirme veya ulaşım için benzini yutar, karbonun salınmasının ana yollarından biridir tekrar havaya. Fosil yakıtların birçoğu aynı zamanda endüstriyel amaçlar için de kullanılıyor ve atmosfere daha fazla CO2 katıyor.
- Arazi kullanımı değişiklikleri - Ormanların yok edilmesi, yerleşim yerleri oluşturmak için otlakların yok edilmesi, doğal büyümenin yerini alan çiftlikler ve emisyonlara yol açan makine kullanımı uzun vadeli sonuçlara sahiptir. Bu, atmosferik karbon havuzuna CO2 eklenmesine yol açar.
Ek Diyagramlardan Farklı Perspektifler
Birçok türde karbon döngüsü diyagramı vardır ve bunlar bu hayati döngü hakkında farklı bilgiler sağlar.
- Basit döngü: BBC'nin diyagramı basit bir karbon döngüsünü tasvir ediyor. Karbon hareketi miktarının sorun olmadığı 150 yıl öncesine kadar, sanayi öncesi dönemlerde karbon döngüsü böyle görünüyordu.
- İklim değişikliği: Calgary Üniversitesi'nin Karbon Döngüsü, modern insan faaliyetlerinin karbon döngüsündeki hassas dengeyi nasıl değiştirdiğinin resimli bir analizidir.
- Kimyasal süreçler: Britannica'nın karbon döngüsü, karbon geri dönüşümü miktarlarına değil, karbon akışlarını ve havuzlarını etkileyen çeşitli kimyasal reaksiyonlara odaklanır. Bu döngü, karbonun farklı formlarda bulunduğunu ve nasıl değiştiğini bilmek isteyen insanlar için ilgi çekicidir.
Karbon Döngüsünü Kullanma
Son 150 yılda insan faaliyetleri nedeniyle atmosferdeki CO2'de %30'luk bir artış var. Havadaki CO2 ısınmaya neden olduğundan atmosfere daha fazla CO2 eklenmesi de ısınma etkisini artırır. Bunun sonucunda küresel ısınma ve iklim değişikliği ortaya çıktı. Karbon döngüsünü ve insan faaliyetlerinin onu nasıl ve nerede değiştirdiğini anlamak, iklim değişikliği sorunuyla mücadele etmek için etkili yollar ve yöntemler bulmada yardımcı olabilir.
