Koolstofkringloop
De koolstofcyclus is de manier waarop koolstof wordt opgeslagen en vervangen op aarde. Sommige van de belangrijkste gebeurtenissen duren honderden miljoenen jaren, andere gebeuren jaarlijks.
De belangrijkste manieren waarop koolstof in de koolstofcyclus terechtkomt zijn vulkanen en de verbranding van fossiele brandstoffen zoals kolen en gas. Gedurende het grootste deel van de geschiedenis waren vulkanen de grootste bron van koolstof in de koolstofcyclus, maar de laatste honderd jaar hebben mensen die fossiele brandstoffen verbranden ongeveer honderd keer meer CO2 aan de lucht toegevoegd dan vulkanen. Dat wil zeggen dat voor elke ton CO2 die door vulkanen aan de lucht wordt toegevoegd, ongeveer 100 ton CO2 door mensen aan de lucht wordt toegevoegd.
De belangrijkste manier waarop koolstof uit de atmosfeer wordt gehaald is door fotosynthese door levende organismen. Een deel hiervan komt vrij als ze sterven en vergaan, maar een deel wordt begraven in sediment. Dit is te zien in het diagram. Sediment verandert in gesteente, en het zijn de carbonaatgesteenten als kalksteen die de nu vaste CO2 bevatten. Een deel van de koolstof uit planten wordt ook deel van de bodem, waar het lang kan blijven voordat het wordt afgebroken.
Een ander proces haalt CO2 uit de lucht. Door verwering door regen wordt CO2 in de vorm van verdund koolzuur uit de lucht gespoeld. Dit reageert met gesteente en helpt het op te lossen en te vernietigen. Dit eindigt ook als sediment.
"Verwering is een grote verbruiker van de atmosferische kooldioxide die essentieel is voor het oplossen van rotsen".
Er wordt ook wat CO2 opgelost in de oceaan. Op dit moment nemen de oceanen elk jaar meer CO2 op dan dat ze vrijgeven. Dit maakt de oceanen echter zuurder.
De opslag van koolstof in sedimentair gesteente is veel groter dan de CO2 in de atmosfeer (dit is niet weergegeven in het diagram). Uiteindelijk keert het terug naar de lucht als oceanische platen subduct in plaattectonica. Aan de randen van de plaatgrenzen (en op sommige andere plaatsen) vormen zich vulkanen en spuwen ze CO2 uit. Dit maakt de cyclus compleet.
Diagram van de koolstofcyclus. De zwarte cijfers laten zien hoeveel koolstof er in elke fase wordt opgeslagen, in miljarden tonnen ("GtC" staat voor gigatons koolstof en de cijfers werden rond 2004 geregistreerd). De paarse getallen geven aan hoeveel koolstof er elk jaar tussen elke fase beweegt. De sedimenten, zoals gedefinieerd in dit diagram, omvatten niet de ~70 miljoen GtC van carbonaatgesteente en kerogeen (andere organische afzettingen).
Samenvatting
De koolstofcyclus is een proces waarbij koolstof wordt gerecycleerd door het ecosysteem. De concentratie van koolstof in levende materie (18%) is bijna 100 keer zo hoog als de concentratie in de aarde (0,19%). Levende wezens onttrekken dus koolstof aan hun niet-levende omgeving. Om het leven voort te zetten, moet deze koolstof worden gerecycled. Zie het diagram voor een gedetailleerde blik op de koolstofcyclus. Een voorbeeld van een route die koolstof neemt in deze cyclus is dat koolstofdioxide in de atmosfeer wordt geabsorbeerd door planten en wordt gebruikt in de fotosynthese om suikers te produceren die de plant gebruikt voor energie. Wanneer de plant sterft, wordt het afgebroken en zal de koolstof die in de plant is opgeslagen, in miljoenen jaren worden omgezet in steenkool (een fossiele brandstof). De steenkool wordt verbrand en geeft kooldioxide af dat in de atmosfeer terechtkomt.
Op dit moment is de koolstofcyclus, en hoe de menselijke activiteit deze beïnvloedt, een groot onderwerp in het internationale nieuws. Fossiele brandstoffen zijn een niet-hernieuwbare hulpbron, wat betekent dat ze niet gemakkelijk kunnen worden vervangen. Ons gebruik van fossiele brandstoffen is sinds 1900 elke 20 jaar bijna verdubbeld. Deze uitstoot van kooldioxide draagt bij aan het broeikaseffect en de zure regen.
De koolstofcyclus werd ontdekt door Joseph Priestley en Antoine Lavoisier, en gepopulariseerd door Humphry Davy.
Gerelateerde pagina's
- Baankoolwaarnemingspost
- waterkringloop
- stikstofkringloop
Vragen en antwoorden
V: Wat is de koolstofcyclus?
A: De koolstofcyclus is de manier waarop koolstof op aarde wordt opgeslagen en vervangen. Het gaat om processen die honderden miljoenen jaren duren, maar ook om processen die jaarlijks plaatsvinden.
V: Wat zijn de belangrijkste manieren waarop koolstof in de koolstofcyclus terechtkomt?
A: De belangrijkste manieren waarop koolstof in de koolstofcyclus terechtkomt zijn vulkanen en de verbranding van fossiele brandstoffen zoals kolen en gas. In de recente geschiedenis hebben mensen die fossiele brandstoffen verbranden ongeveer honderd keer meer CO2 aan de lucht toegevoegd dan vulkanen.
V: Hoe verwijdert fotosynthese CO2 uit de atmosfeer?
A: Fotosynthese door levende organismen verwijdert CO2 uit de atmosfeer door het op te nemen voor energieproductie. Een deel hiervan komt vrij bij hun dood en ontbinding, maar een deel wordt ook begraven in sedimentair gesteente.
V: Hoe helpt verwering bij het oplossen van rotsen?
A: Verwering door regen spoelt CO2 uit in de vorm van verdund koolzuur, dat vervolgens reageert met gesteente en helpt het op te lossen en te vernietigen. Dit proces eindigt ook als sediment, wat de cyclus helpt voltooien.
V: Waar wordt nog meer CO2 opgelost?
A: Sommige CO2 wordt ook opgelost in oceanen, waar het lange tijd kan blijven voordat het weer in de atmosfeer terechtkomt of onderdeel wordt van sedimentair gesteente.
V: Hoeveel meer CO2 is door mensen aan de lucht toegevoegd dan door vulkanen?
A: Voor elke ton CO2 die door vulkanen aan de lucht wordt toegevoegd, is de afgelopen honderd jaar ongeveer 100 ton CO2 door mensen aan de lucht toegevoegd door verbranding.
V: Wat is een grote verbruiker van atmosferische kooldioxide die essentieel is voor het oplossen van rotsen?
A: Verwering is een grote verbruiker van atmosferische kooldioxide die essentieel is voor het oplossen van rotsen.
