מחזור הפחמן הוא אחד התהליכים הביו-גיאוכימיים הבסיסיים של כדור הארץ, השולטים בתנועת אטומי פחמן דרך האווירה, האוקיינוסים, הקרקעות, האורגניזמים החיים וההיווצרות הגיאולוגיות של כדור הארץ, לא רק על מנת לתפוס כיצד החיים חיים חיים חיים חיים עצמם, אלא גם על מנת להבין את הנהגים של שינוי האקלים המודרני.

מהו מעגל הפחמן?

מחזור הפחמן מתאר את החליפין המתמשך של פחמן בין התחומים העיקריים של כדור הארץ: האווירה, הידרוספרה (האוקיינוסים וגופים מים אחרים), ההלתוספירה (קרם כדור הארץ), ואת הביוספירה (כל הדברים החיים) נעה דרך מאגרים אלה בצורות כימיות שונות – בעיקר כפחמן דו-חמצני (COFrea:02LTF:1) באווירה הגיאו-אורגנית, בטווח המהיר הזה, ממרחק של מיליוני פחמן, ומטהור, פועל באופן טבעי, בין כדור הארץ, לבין פחמן, לבין פחמן, ומטהר, ומטהר, באופן טבעי, ומטהר, באופן טבעי, בין השנים, לבין פחמן, ממרחק של מיליוני פחמן, ממרחקים, ומטהרמטילימים, ממרחקים, לבין פחמן דו-חמצני, ומטהרמים, בין כדור הארץ, באופן טבעי, לבין פחמן, לבין פחמן, ומטהרמים, לבין פחמן דו-חמצני, באופן טבעי, באופן טבעי, בין מיליוני שנים של מיליוני שנים של פחמן, לבין פחמן דו-חמצני, לבין פחמן-חמצני, לבין פחמן, באופן טבעי, לבין פחמן, באופן טבעי, לבין פחמן, לבין פחמן-חמצני, ומטהורמי, באופן טבעי, באופן טבעי, לבין טווח פחמן-

ראשי התיבות של The Major Reservoirs of Carbon

כדי להבין את מחזור הפחמן, זה עוזר לבחון היכן פחמן שוכן ובאיזה כמויות.המאגרי הגדול ביותר של פחמן הוא הליטוספרה, שבו פחמן נעול בסלעים משקעים כמו אבן גיר ובדלקים מאובנים כגון פחם, שמן וגז טבעי.האוקיינוסים מייצגים את מאגר הפחמן הפעיל השני בגודלו, מחזיק בערך 50 פעמים פחמן מאשר האווירה.

פחמן אטמוספיר

(ה) יש כ- 880 ג'יגה-אטים של פחמן (GtC) כ- COIRFLT:02searFLT:1, יחד עם כמויות קטנות יותר של מתאן (CHFLT:24033,3) וגזי עקבות אחרים.ריכוז זה עלה מ-280 חלקים אינפרא אדום למיליון (p) בתקופות קדם-תעשייתיות של מעל 420 מטר, בעיקר בגלל פליטות פחמן דו-חמצני.

פחם האוקיינוסים

האוקיינוסים מאחסנים כ- 38,000 GtC כפחמן אורגני, בצלים דו-קרבניים, וצלומי פחמן (המכונים "טביעה פחמן גדולה", סופגים כרבע מפחמן אנושי-מסלול:02FLT:1 פליטות פליטות כל שנה.

פחמן טרנזי

מערכות אקולוגיות קרקעיות מאחסנות כ-2,500 GtC בחומר אורגני של הקרקע ובצמחייה. יערות חשובים במיוחד, שכן הן מחזיקות ברוב פחמן יבשתי.עם זאת, פיזור ושינוי שימוש בקרקע משחררים פחמן מאוחסן בחזרה לתוך האווירה, מאיץ שינויי אקלים.

פחמן גיאולוגי

הליטוספרה מכילה 60 מיליון GtC, רובם בסלעים סדומים כמו אבן גיר שנוצר מאורגניזמים ימיים.מאגרים אלה מחליפים פחמן עם המאגרים האחרים לאט מאוד – מעל לוחות זמנים ectonic של מיליוני שנים. דלקי פוססל, המייצגים חלק זעיר מהמאגרי הגיאולוגי, הם מוקשים ושורפים בקצב הרבה יותר גבוה מהשחרור הגיאולוגי הטבעי, חוסר איזון.

מעבדים מרכזיים נוהגים ב- Carbon Cycle

פחמן עובר בין מאגרים באמצעות סדרה של תהליכים ביולוגיים, כימיים ופיזיים.הבנת התהליכים האלה היא קריטית לחיזוי האופן שבו מחזור הפחמן יגיב להפרעות אנושיות מתמשך.

תמונות

צמחים, אצות, ו cyanobacteria להשתמש אור השמש להמיר את אטמוספרי COFLT:0reasFLT 1 מים לתוך תרכובות אורגניות (סוכרים) וחמצן.תהליך זה מסיר COIRLT:2FLT 3 מאטמוספירה וחנויות פחמן צמחי ברקמות.זה המנגנון הטבעי העיקרי לציור פחמן מהאווירה על פני כדור הארץ, על פני קשקשים גלובליים, כ-120 מעלות צלזיוס סופג בערך ספוג בערך 120 שנה.

הנשימה

כל היצורים החיים, כולל צמחים, בעלי חיים ומיקרובים, משחררים את COIRLT:0203IRLT:1 בחזרה לתוך האווירה כתוצר של נשימת תאיים. בתהליך זה, פחמן אורגני נשבר כדי לשחרר אנרגיה, חזרה לאטמוספירה.צמח הנשימה לבדה עבור כמחצית מהפחמן הם לתקן באמצעות פוטוסינתזה, בעוד מיקרובים השראה מחומרים אורגניים מתים.

המונחים

כאשר אורגניזמים מתים, decomposers כגון חיידקים ופטריות לשבור את החומר האורגני, לשחרר COFreaLT:0 ;0 ;2FLT:1 ומתאן לתוך האווירה וחזרה חומרים מזינים אל הקרקע.קצב של decomposition תלוי טמפרטורה, לחות, וזמינות חמצן. בתנאים קרים או מוצפים מים, ירידה איטית, המוביל להצטברות של אפונה וקרקעות פחמן אחרות.

אינטגרציה

שריפת ביומסה (שריפות, שריפת חקלאות) או דלקים מאובן במהירות מחמצן פחמן, שחרור COFLT:0203FLT:1 וגזים אחרים. Wildfires הם חלק טבעי של מערכות אקולוגיות רבות, אבל תדירותם ועוצמה שלהם גדלות בשל שינויי האקלים.

Ocean Uptake and Circulation

האוקיינוסים סופגים COFLT:0.2FLT:103) ישירות באמצעות החלפת גז אוויר-ים.פעם פיזר, COFLT:203FLT 3 מגיב עם מים ים כדי ליצור חומצה פחמן, דו-קרבונט, וכדורי פחמן.הכי מטבול כימי זה מאפשר לאוקיינוס לאחסן כמויות גדולות של פחמן.

מזג אוויר ווולקניות

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

The Carbon Cycle and the Greenhouse Effect

(האפקט של חממה הוא תופעה טבעית שמונעת את פני כדור הארץ סביב 33 מעלות צלזיוס חם יותר מאשר ללא אווירה של גזי החממה, כולל COIRFLT:02FLT:1, מים פנויים, מתאן, ו- nitrous oxide-F2, סופגים ומשפרים מחדש את רמות הקרינה אינפרא אדום-אפנטיבית שלהם, תוך LT2, 000 שנים של ריכוז פחמן-F2, 000-F2, 000 ארוך יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000 של פחמן-F2F2, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 000 אורך טווח, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

הפרעות אנוש למחזור הפחמן

פעילות אנושית משנה את מחזור הפחמן בקנה מידה עולמי, בעיקר על ידי שחרור פחמן שנשמר במשך מיליוני שנים בדלקים מאובניים ועל ידי שינוי פני הקרקע שפעלו בעבר כטביעות פחמן.

דלק דלק Fosssil Combustion

שריפת פחם, שמן וגז טבעי לאנרגיה, תחבורה, והתעשייה היא המקור הגדול ביותר של פחמן אנתרוגני:0203FLT:1 פליטות, חשבונאות עבור כ -90% מכלל פליטות מפעילות אנושית. בשנת 2022, COIRFLT:2FLT 32FLT 3 מדלקים מאובנים ותעשייה הגיע כ -36.8 מיליארד טון.

שינוי קרקע וארץ

הבהרת יערות לחקלאות, תיעוב ועץ מסירים את הצמחייה אשר תספוג אחרת COFLT:02reaFLT:1 באמצעות פוטוסינתזה, כאשר יערות נשרפים או יישארו לדעיכה, הפחמן המאוחסן בעצים ובקרקעות משוחרר לאטמוספירה.

תהליכים תעשייתיים

פעילויות תעשייתיות מסוימות משחררות את COFLT:0.2FLT:1mia כתוצר לוואי כימי. Cement הייצור, למשל, פולט COIRFLT:2FLT 3 כאשר אבן גיר (פחמימת calcium) מחומם לייצר סיד (קליום חמצני). מקורות אלה להוסיף כ 5% עד סך פליטות אנושיות וקשה להפחית טכנולוגיות חדשות.

השפעה על Sinks טבעיים

בעוד שטבעת אדמה ואוקיאנוס ממשיכים לספוג בערך מחצית מפליטת הפחמן האנושי:0 (2Felo) 1 (2Felo) פליטות פליטות, יעילותן עלולה לרדת בעולם ההתחממות.המים המנופים מחזיקים פחות COIRFLT:2FLT 3:2FLT 3:2FLT 3:2FLT 3, וערות מחומצמות חום עלולות לסבול מבצורת, שריפות ומזיקים, והתפרצויות, הפחתת יכולתן לפחמן פחמן, דבר זה יוצר משוב מדאיג יותר:5 חשישולעת פחמן, אשר גורם להתחממות טבעית, אשר גורם להתחממות, 5:4.

ארועים של מעגל פחמן מאוזן

לשיבוש מחזור הפחמן על ידי פעילות אנושית יש השלכות עמוקות על מערכת האקלים, המערכות האקולוגיות והחברות האנושיות.(The FLT:0) National Oceanic and Aאטמוספירה Administration (NOAA) LT:1 מספק משאבים חינוך מקיף על השפעות אלה.

התחממות גלובלית ואקלים קיצוני

העלייה בגזי החממה כבר העלתה את הטמפרטורה הממוצעת העולמית ב- 1 מעלות צלזיוס.ההתחממות הזו מגבירה את המחזור ההידרולוגי, מה שמוביל לבצורת חמורה יותר באזורים מסוימים ואירועים כבדים יותר אצל אחרים.גלי חום הפכו תכופים יותר אינטנסיביים, בעוד קרח הים הארקטי יורד במהירות. הפרויקטים של IPCC כי ללא הפחתה דרסטית של פליטות, התחממות יכולה לעלות על 3 מעלות צלזיוס עד סוף המאה הזאת, עם השלכות קטסטרופליות.

אספקת Ocean

כ-30% מה- COFLT:0.2FLT:1hil הנפלט על ידי בני אדם נספג על ידי האוקיינוסים, בעוד זה מאט התחממות אטמוספרית, זה גם משנה את הכימיה של מי הים. COIRLT:20303FLT 3 מתמוסס כדי ליצור פגזים פחמן, מוריד את ה- pH של האוקיינוס - תהליך ידוע כחומצה ימית, מאז המהפכה התעשייתית, ממוצע של אורגניזמים שנפלו על ידי פחמן, כמו פחמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 פחמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 אורגניזמים פחמן, 000, 000, 000, 000 אורגניזמים אלה, 000 אורגניזמים פחמן, 000 אורגניזמים פחמן, 000 אורגניזמים חזקים יותר מאיימות על ידי פחמן, 000 אורגניזמים פחמן, 000 אורגניזמים פחמן, 000, 000, 000, 000 אורגניזמים פחמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 אורגניזמים פחמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000 אורגניזמים פחמן, 000 אורגניזמים פחמן, 000 אורגניזמים

Sea-Level Rise

טמפרטורות גבוהות יותר לגרום להתרחבות תרמית של מי הים וקרחונים נמסים וגליונות קרח, המוביל לרמות ים עולה.גלובל אומר שרמת הים עלתה בכ-20 ס"מ מאז 1900, והקצב מאץ.

אובדן מערכת אקולוגית ואובדן המגוון הביולוגי

שינויים בטמפרטורה ובמשקעים, יחד עם רמות גבוהות של COIRFLT:0.203303FLT ; 1:1 רמות, לשנות בתי גידול ומין כוח להגר או להסתגל. מינים רבים אינם יכולים לעמוד בקצב של שינויי האקלים, מה שמוביל לירידה באוכלוסייה וההכחדות.

אסטרטגיות הסתגלות והתאמה

כדי לדקור את מחזור הפחמן ולהימנע מההשפעות הגרועות ביותר של שינויי האקלים, נדרשת שילוב של הפחתה (הפחתת פליטות) והסתגלות (תיקון לשינויים).ה-FLT:0U.S. Environmental Protection Agency (EPA)BuildFLT:1 מציע מידע מפורט על שינויי האקלים ואפשרויות הסתגלות.

אנרגיה מתחדשת ויציבות

החלפת דלקים מאובנים עם השמש, הרוח, ההידרו וכוח גרעיני יכול לקצץ באופן דרסטי את COFLT:0203FLT:1 פליטות שיפור יעילות האנרגיה בבנייני, התעשייה, וההסעה גם מפחיתה את הביקוש והפחתות פליטות.

סליחות וחידוש

עצים ושיקום יערות מחוסנים משפרים את טבע פחמן שוקעת. Forests סופגים COFLT:0.206FLT:1 ומאוחסנים אותו ביומסה וקרקע. עם זאת, יש לבצע את ההשמדה מחדש – שימוש במינים ילידים ולהגן על מערכות אקולוגיות קיימות. Afforestation of דשא או אפונה לעתים קרובות יכול להזיק יותר מאשר אם הוא מקטין את המגוון הביולוגי או את פליטות הפחמן העשירות.

Soil Carbon Sequestration

מנהגים חקלאיים בר קיימא, כגון חקלאות ללא תשלום, כיסוי יבול, ו agroforestry, יכולים להגדיל את כמות הפחמן המאוחסן באדמה. Soils הם מאגר פחמן ענק, ואפילו עלייה קטנה בתוכן פחמן שלהם יכול לעשות הבדל משמעותי.בנוסף, שיקום אדמות מוזנחות מגן על אגפים מונע שחרור פחמן מאוחסן.

לכידת פחמן, אוחוסן ומחסן

טכנולוגיות שלוכדות את COIRFLT:0.1 מקורות תעשייתיים או ישירות מהאוויר (לכידת אוויר עקיף) יכולות להיות משולבות עם אחסון קבוע מתחת לאדמה או במוצרים.גישות אלה עדיין יקרות ולא פרוסות בקנה מידה, אבל ייתכן שיהיה צורך להפחית פליטות ממגזרים קשים-לכאורה כמו תעופה ומלט.

שינויים התנהגותיים והתערבות מדיניות

פעולות אינדיבידואליות – כגון צמצום הפסולת במזון, אכילת פחות בשר, באמצעות תחבורה ציבורית, והעלאת שימור האנרגיה – פליטות נמוכות באופן קולקטיבי, עם זאת, שינויים מערכתיים המונעים על ידי מדיניות הם חיוניים.

מסקנה

מחזור הפחמן הוא מערכת מקושרת עמוקה ששמרה על האקלים של כדור הארץ במצב נוח עבור מיליוני שנים. פעילויות אנושיות, במיוחד הבעירה של דלקים מאובנים ודה-השמדה, השליכו את המערכת הזו ממאזן, וכתוצאה מכך עלייה ב- COLACFLT:02FLT:1), התחממות גלובלית ושיבוש סביבתי נרחב.