Kulstofkredsløbet – hvad betyder det for klimaet?

Hvad er kulstofkredsløbet – og hvad betyder det for klimaet?

Kulstof findes overalt i vores naturlige miljø: Det findes ikke bare i træer, det findes opløst i søer og have, det findes i biomassen af planter og dyr, det findes i atmosfæren som CO₂, det findes i klipper og undergrund som kalksten, kul mm. Uden kulstof ville vi simpelthen ikke eksistere.

Kulstof bliver hele tiden udvekslet mellem forskellige kulstof-kilder og kulstof-lagre i en proces, som man kalder kulstofkredsløbet. Kulstof bliver først og fremmest udvekslet i form af CO₂ – og det man kalder kulstoflagre er egentlig lagre, som kan optage CO₂ og reducere dets koncentration i atmosfæren.

Jordens kulstof

Jordens stofkredsløb er et lukket system. Jorden hverken tilføres eller afgiver nævneværdige stofmængder. Det betyder, at alt stof på jorden indgår i et kredsløb, hvor stof går fra en form til en anden gennem kemiske reaktioner.

Jordens kulstofkredsløb foregår overordnet imellem fire puljer:

• Atmosfæren
• Den terrestriske biosfære: Inkluderer alt levende og dødt biologisk materiale i ferskvandssystemer og på landjorden
• Oceanerne: Inkluderer uorganisk kulstof opløst i vand samt levende og dødt biologisk materiale
• Sediment: Inkluderer sedimenteret fossilt kulstof (olie, kul og gas) i geosfæren (undergrunden)

De sorte tal fortæller hvor meget kulstof der findes i de forskellige puljer. De blå tal fortæller hvor stor udvekslingen er imellem puljerne. Værdierne står anført i GtC som betyder giga-ton kulstof. Et gigaton er 1 milliard tons (Illustration: wikipedia).

Hurtige og langsomme kulstofkredsløb

Kulstof er i konstant cirkulation og udveksling mellem de forskellige kulstofpuljer. I nogle kulstofpuljer opholder kulstof sig kun i relativt kort tid, det kan være fra minutter til timer eller årtier, mens andre kulstofpuljer holder på kulstoffet fra tusind til millioner eller endda milliarder af år.

I atmosfæren, den terrestriske biosfære og i oceanerne foregår udvekslingen af kulstof relativt hurtigt. Udvekslingen foregår her som følge af biologisk aktivitet. Derfor kalder vi det bio-kulstofkredsløbet.

I sedimentpuljen kan kulstoffet opholde sig i meget lang tid. Udvekslingen foregår her som følge af langsom geologisk aktivitet. Derfor kalder vi det geo-kulstofkredsløbet.

Kulstofkredsløbet kan derfor på basis af dets opholdstid i en bestemt pulje opdeles i et hurtigt bio-kulstofkredsløb og et langsomt geo-kulstofkredsløb.

Et stabilt kredsløb?

Under normale omstændigheder er de forskellige kulstofpuljer nogenlunde stabile. Dvs. at en pulje får tilført cirka lige så meget kulstof fra de andre puljer, som den selv giver videre. Udvekslingerne er i balance og stabile.

Imidlertid er menneskene godt i gang med at gribe ind i det stabile kulstofkredsløb, og konsekvenserne ved indgrebene er begyndt at vise sig. Mennesket har nemlig grebet ind i det langsomme geo-kredsløb ved at afbrænde fossile brændsler, og tilbageførslen af kulstof går så langsomt, at kredsløbet kommer ud af balance. Desuden har menneskene grebet ind i bio-kredsløbet, bl.a. ved at fælde store skovarealer og lave dem om til landbrugsjord.

Konsekvensen er, at atmosfæren er blevet beriget med unormalt store mængder kulstof. Dette forhold føre til den såkaldte drivhuseffekt.

Drivhus effekten – den menneskeskabte påvirkning af kulstofkredsløbet

Når mennesker griber forstyrrende ind i kulstofs geo-kredsløb ved at afbrænde fossile brændstoffer, så frigives kulstof til atmosfæren i et tempo, som ikke ville forekomme under normale omstændigheder. Det samme sker, når mennesker griber forstyrrende ind i bio-kredsløbet ved at fælde flere træer, end der kan vokse op igen, og ved at lave skove og vådområder om til landbrugsjord.

Denne hurtige frigivelse af lang tids lagret kulstof til atmosfæren gør, at vegetationen, jorden og havene ikke kan nå at optage atmosfærens overskud. Konsekvensen er at store mængder kulstof forbliver i atmosfæren. Her dæmper kulstoffet, i form af kuldioxid, for udstrålingen af varme fra jorden til verdensrummet. Denne hæmmende effekt på varmeudstrålingen kaldes for drivhuseffekten, og den medfører, at jordens overfladetemperatur bliver varmere.