คาร์บอนไดออกไซด์ การสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจ มหาสมุทร ดิน หิน เชื้อเพลิงฟอสซิล ภูมิอากาศ อ่างเก็บน้ำ ฟลักซ์ และการเก็บรักษาระยะยาว
วัฏจักรคาร์บอน
วัฏจักรคาร์บอนคือการเคลื่อนตัวและกักเก็บคาร์บอนผ่านชั้นบรรยากาศ มหาสมุทร หิน ดิน สิ่งมีชีวิต และระบบของมนุษย์ เชื่อมโยงชีวิต ภูมิอากาศ ธรณีวิทยา พลังงาน และเคมีของโลก
วัฏจักรคาร์บอนคืออะไร
วัฏจักรคาร์บอนอธิบายว่าคาร์บอนเคลื่อนที่ผ่านโลกอย่างไร อะตอมของคาร์บอนอาจอยู่ในก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เนื้อเยื่อพืช ร่างกายของสัตว์ ดิน น้ำทะเล เปลือกหอย หิน เชื้อเพลิงฟอสซิล และรูปแบบอื่นๆ อีกมากมาย วัฏจักรนี้มีความสำคัญเนื่องจากคาร์บอนเป็นส่วนประกอบสำคัญของชีวิต และเนื่องจากก๊าซที่ประกอบด้วยคาร์บอนช่วยควบคุมสภาพอากาศของโลก
เส้นทางที่รวดเร็วและช้า
คาร์บอนบางส่วนเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วผ่านโลกที่มีชีวิต พืชและแพลงก์ตอนพืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งมีชีวิตกินและหายใจ และวัตถุที่ตายแล้วก็สลายตัว คาร์บอนอื่นๆ เคลื่อนที่อย่างช้าๆ ผ่านหิน ตะกอน น้ำทะเลลึก ภูเขาไฟ สภาพอากาศ และการก่อตัวของเชื้อเพลิงฟอสซิล วงจรเร็วอาจเกิดขึ้นได้หลายวันถึงหลายศตวรรษ ในขณะที่วงจรช้าอาจใช้เวลาหลายพันถึงล้านปี
การสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ
การสังเคราะห์ด้วยแสงจะกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศหรือน้ำ และเปลี่ยนให้เป็นอินทรียวัตถุโดยใช้แสงแดด การหายใจทำในทางตรงกันข้าม: พืช สัตว์ จุลินทรีย์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเมื่อพวกมันใช้พลังงานจากอาหาร กระบวนการทั้งสองนี้ก่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนที่สำคัญระหว่างชั้นบรรยากาศ มหาสมุทร และสิ่งมีชีวิต
มหาสมุทรและคาร์บอน
มหาสมุทรกักเก็บและเคลื่อนย้ายคาร์บอนจำนวนมหาศาล คาร์บอนไดออกไซด์ละลายลงในน้ำทะเล ทำปฏิกิริยาทางเคมี และถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตในทะเล คาร์บอนบางชนิดจะจมอยู่กับแพลงก์ตอน เปลือกหอย หรืออนุภาคอินทรีย์ที่ตายแล้วลงในน้ำและตะกอนที่ลึกลงไป การไหลเวียนของมหาสมุทรสามารถกักเก็บคาร์บอนไว้เป็นเวลานาน แต่คาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มเข้ามายังเปลี่ยนเคมีของน้ำทะเลและมีส่วนทำให้เกิดกรดในมหาสมุทร
ดิน ป่าไม้ และระบบนิเวศ
ป่า ทุ่งหญ้า พื้นที่ชุ่มน้ำ ฟาร์ม และดินกักเก็บคาร์บอนไว้ในวัสดุพืช ราก จุลินทรีย์ และอินทรียวัตถุ เมื่อระบบนิเวศเติบโต ก็สามารถรับคาร์บอนได้ เมื่อพวกมันไหม้ แห้ง กัดกร่อน ถูกชะล้าง หรือถูกรบกวน พวกมันก็สามารถปล่อยคาร์บอนออกมาได้ ความสมดุลขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ การใช้ที่ดิน สายพันธุ์ ไฟ น้ำ ดิน และการจัดการ
หินและเชื้อเพลิงฟอสซิล
เมื่อเวลาผ่านไป คาร์บอนจะถูกขังอยู่ในหินปูน ตะกอน เชื้อเพลิงฟอสซิล และแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยาอื่นๆ การผุกร่อน การตกตะกอน การฝังศพ การแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก และภูเขาไฟจะเคลื่อนตัวคาร์บอนผ่านวงจรที่ช้า ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติที่เกิดจากอินทรียวัตถุโบราณ การเผาพวกมันจะปล่อยคาร์บอนที่เก็บไว้นานกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศได้เร็วกว่ากระบวนการทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติมาก
การหยุดชะงักของมนุษย์
กิจกรรมของมนุษย์ได้เปลี่ยนแปลงวัฏจักรคาร์บอนโดยการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล การสร้างปูนซีเมนต์ ถางป่า ระบายพื้นที่ชุ่มน้ำ และการเปลี่ยนแปลงดิน กิจกรรมเหล่านี้จะเพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเธนในบรรยากาศ ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกมากขึ้น พื้นดินและมหาสมุทรดูดซับคาร์บอนที่เพิ่มเข้ามาบางส่วน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ก๊าซเรือนกระจกจึงสะสมและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ทำไมมันถึงสำคัญ
วัฏจักรคาร์บอนมีความสำคัญเนื่องจากเชื่อมโยงเคมีแห่งชีวิตเข้ากับเสถียรภาพของสภาพอากาศ อธิบายว่าทำไมป่าไม้ มหาสมุทร ดิน เชื้อเพลิงฟอสซิล เกษตรกรรม และอุตสาหกรรมจึงเชื่อมโยงกัน การทำความเข้าใจวงจรนี้ช่วยให้ผู้คนตีความการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การกักเก็บคาร์บอน การปล่อยมลพิษ ความเป็นกรดของมหาสมุทร การฟื้นฟูระบบนิเวศ และขีดจำกัดของการแก้ไขง่ายๆ