Co to jest cykl węgla?

Cykl węglowy jest sposobem wymiany atomów węgla między żywymi istotami, ziemią, oceanami i niebem; lub odpowiednio biosfera, geosfera, hydrosfera i atmosfera. Na Ziemi znajduje się około 1 000 000 gigaton węgla, z których większość jest zamknięta w skałach osadowych i nigdy nie dociera do powierzchni. Na powierzchni węgiel nieustannie angażuje się w dynamiczną wymianę zużycia i produkcji. Ta aktywna wymiana nazywana jest cyklem węglowym.

Atmosfera zawiera około 750 gigatonów węgla, głównie w postaci dwutlenku węgla (CO2). Pod koniec cyklu węglowego zużycie węgla jest stale odprowadzane przez 1) proces fotosyntezy, który wykorzystuje dwutlenek węgla do tworzenia węglowodanów, oraz 2) zimniejsze części oceanów, które są w stanie wchłonąć dwutlenek węgla. Pod koniec cyklu produkcyjnego węgiel jest stale uzupełniany przez następujące procesy: oddychanie roślin i zwierząt i ich rozkład; spalanie paliw kopalnych; reakcje wapienia; uwalnianie dwutlenku węgla przez ciepłe obszary oceanu; i erupcje wulkaniczne. Spalanie paliw kopalnych przez człowieka nieznacznie wytrąciło globalny obieg węgla lub budżet z równowagi, powodując powstanie atmosfery o rosnącym poziomie dwutlenku węgla.

Biosfera zawiera około 600 gigatonów węgla, co stanowi najbardziej skondensowaną pulę węgla na Ziemi. W cyklu węgla węgiel krąży w biosferze i poza nią, gdy rośliny i zwierzęta oddychają, wydalają, giną i wykonują fotosyntezę. Gleba w postaci materii organicznej, którą stają się rośliny i zwierzęta po ich śmierci, zawiera około 1500 gigaton węgla. Część tego węgla zatapia się głęboko w ziemi w skały osadowe, by nigdy więcej się nie wynurzyć. Część z nich dociera do oceanów i rozpuszcza się. Głębokie oceany zawierają znaczną ilość węgla, około 38 000 gigaton.

Około 5,5 gigatonu emisji paliw kopalnych jest uwalnianych do atmosfery każdego roku przez przemysł ludzki, tworząc symboliczny obieg węgla o najwyższej wadze. Utworzono międzynarodowe koalicje, aby ograniczyć te emisje, jak dotąd z umiarkowanym sukcesem. Pozostałe złoża węgla wynoszą ogółem około 3000 gigatonów węgla, a pozostałe rezerwy ropy i gazu stanowią około 300.