מחזור הפחמן

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
תרשים של מחזור הפחמן. המספרים השחורים מייצגים את כמות הפחמן שאצורה במאגרים שונים, במיליארדי טונות (GTC- ג'יגה טון פחמן, נכון לשנת 2004). המספרים הסגולים מראים כמה פחמן עובר בין המאגרים בכל שנה. המשקעים בתרשים זה לא כוללים כ-70 מיליון GTC של פחמן בסלעים ובקרוגן.

מחזור הפחמן (באנגלית: Carbon cycle) הוא מחזור ביוגאוכימי שבו פחמן עובר בין הביוספרה, הגאוספרה, ההידרוספרה והאטמוספירה של כדור הארץ.

בדרך כלל מתארים את המחזור באמצעות 4 מאגרים ראשיים של פחמן שקשורים ביניהם באמצעות נתיבים של חילופי חומרים. המאגרים האם האטמוספירה, הביוספרה היבשתית (שכלולת לצורך העניין גם מערכות של מים מתוקים וחומר אורגני שלא מצוי ביצורים חיים כמו פחמן בקרקע), האוקיינוסים (שכוללים פחמן א-אורגני שהומס במים ופחמן אורגני ביצורים חיים ובשרידי יצורים מתים), והמשקעים (Sediments) (שכוללים את הדלקים מחצביים). קיימת תנועה בין המאגרים בגלל מגוון של תהליכים פיזיקליים, כימיים, גאולוגיים וביולוגיים. הים מהווה את מאגר הפחמן הגדול ביותר הנמצא ליד פני-השטח של כדור הארץ, אבל חלקו של המאגר נמצא בעומק האוקיינוס ולכן מגיב באיטיות רבה עם המאגר האטמוספרי.

מאזן הפחמן העולמי (Global carbon budget) הוא מאזן של תחלופות (הכנסות והוצאות) של פחמן בין מאגרי הפחמן או בתוך לולאה ספציפית של פחמן (לדוגמה אטמוספירה-ביוספרה) של מחזור הפחמן. בחינת מאזן הפחמן של מאגר פחמן יכולה לספק מידע כמו האם המאגר משמש מקור או כיור עבור פחמן דו חמצני באטמוספירה.

זרמי פחמן אל ומתוך האטמוספירה

מאגר הפחמן דו חמצני באטמוספירה מהווה את אחד מגזי החממה ומהווה גורם אילוץ קרינתי חשוב שמאפשר את אפקט החממה החיוני לשמירה על החיים בכדור הארץ (אבל הגדלה שלו עלולה לסכן את המשך קיום האנושות).

שני הזרמים עצומים של פחמן דו חמצני אל ומתוך האטמוספירה זורמים מ\אל מאגר הביוספרה, ומ\אל המאגר באוקיינוסים. לפי ה-IPCC, לפני המהפכה התעשייתית זרמו בכל שנה 440 ג'יגה טון של פחמן דו חמצני אל האטמוספירה בתהליכי הנשימה של צמחים ובעלי חיים, ואילו כמות דומה נקלטה ממנה בתהליך הפוטוסינתזה. באופן דומה האוקיינוסים פלטו וקלטו 260 ג'יגה טון של פחמן דו חמצני בשנה.

התערבות האדם במחזור הפחמן

Postscript-viewer-shaded.png ערכים מורחבים - התחממות עולמית, החמצת אוקיינוסים

האדם תורם תרומה צנועה לפליטות הפחמן הדו חמצני יחסית לזרמים הטבעיים, אך תרומתו היא לינארית ולא מאוזנת ולכן משנה את מאזן מחזור הפחמן בכדור הארץ. שינוי זה גורם לשינויים בתהליכים אחרים הקשורים אליו כמו מאזן החומציות באוקיינוסים ומאזן הטמפרטורה באטמוספירה. נכון לשנת 2007, ה-IPCC מעריך את פליטות הפחמן הדו חמצני מתעשייה ותחבורה המשתמשות בדלק מחצבי ב-26 ג'יגה טון לשנה. ואת הפליטות הנגרמות עקב שינויי יעודי קרקע (עקב בירוא יערות לדוגמה) מעריכים בכ-6 ג'יגה טון לשנה. דברים אלה משפיעים על משתנים אחרים במחזור הפחמן - כמו קליטה מוגברת בקרב צמחים (10 ג'יגה טון), וקליטה ושחרור אל ומתוך האוקיינוסים (70 ו-80 ג'יגה טון בהתאמה) - בשל קליטה זו האוקיינוסים הופכים להיות חומציים יותר (ראו החמצת אוקיינוסים להרחבה). ובנוסף קיימים עוד תהליכים קטנים יותר (כמו שחרור של גזים מהרי געש או קליטתם עקב ירידת משקעים). נכון לשנת 2007, הכמות הכוללת של פחמן דו חמצני באטמוספירה גדלה בכ-15 ג'יגה טון בשנה.

למרות השינוי הקטן כביכול הדעה המקובלת בקרב מדעני אקלים היא שהגידול של מאגר הפחמן הדו חמצני באטמוספירה במהלך המאה ה-20 מ-300 ל-375 PPM הגדילה באופן ניכר את אפקט החממה ומהווה את הסיבה העיקרית להתחממות העולמית שעלולה ליצור שינוי אקלימי שיסכן את החקלאות.

התערבות האדם במחזור הפחמן אינה המחזור האקולוגי היחיד שבני האדם משפיעים אליו, ומחזור זה אינו היחיד שיש לו השלכות מסוכנות על עתיד האנושות. לפי המאמר גבולות פלנטריים שיבוש של מחזור החנקן ושל מחזור החנקן מהווים סיכון נוסף שעלול לפגוע באנושות בצורה מסוכנת.

ראו גם

קישורים חיצוניים

שינויי אקלים והתחממות עולמית

רקע מדעי להתחממות עולמית: קלימטולוגיהמחזור הפחמןשיווי משקלשוק האנרגיה העולמידלק מחצביתהליך ארוך טווחתהליך בלתי הפיךהתחממות עולמיתשינויי אקליםאפקט החממהגזי חממהגרף מקל ההוקיהחמצת אוקיינוסיםעמעום עולמימודל אקלימיהפתעה אקלימיתהתקררות עולמיתטביעת רגל פחמניתפוטנציאל התחממות עולמית

התחממות עולמית

השפעות של שינויי אקלים: המסת קרחונים ושלגיםעליית מפלס פני היםהשפעה על סופותהשפעה על בצורות ומידבורהשפעות כלכליות של התחממות עולמיתשינוי אקלים וחקלאותפליטים סביבתייםההתיישבות הנורווגית בגרינלנדהשערת מדיאההשפעות ההתחממות העולמית על המזרח התיכוןרקע סביבתי חברתי למלחמת האזרחים בסוריהשינויי אקלים בישראלהנה זה בא (ספר)

מדיניות אקלים: ההיסטוריה של חקר שינוי האקליםהמחלוקת על התחממות עולמיתהפנל הבין-ממשלתי לשינוי האקליםפרוטוקול קיוטודו"ח שטרןועידת האקלים בפריזאמת מטרידה (סרט)‏מצעד האקליםהכחשת שינויי האקליםהתרמית הגדולה של ההתחממות העולמית (סרט)התחממות העולמית - מורה נבוכים

טכנולוגיה, כלים, ותחומי התמודדות: אנרגיה מתחדשתחסכון אנרגטיהתייעלות אנרגטיתתחבורה בת קיימאעירוניות מתחדשתבנייה ירוקההשפעות סביבתיות של מזון מהחישימושי קרקעחקלאות בת קיימאצמיחה כלכליתI=PATפשטות מרצוןגידול אוכלוסיןכלכלה בת קיימאזה משנה הכל