Maapallon hiilenkierron perusprinsiippi

Maapallon hiilenkierron perusprinsiippi

Jottei Maapallon hiilen-kierron periaate muodostuisi liian kompleksiseksi, pyrin esittämään sen mahdollisimman yksinkertaisesti, ilman monimutkaisia laskelmia ja graafisia esityksiä.

A. Luonnollinen hiilen-kierto

Luonnollinen hiilen-kierto on hiilen virtausta luonnollisesti ympäri maailmaa eri muodoissa, kuten hiilidioksidin tai metaanin. Hiili liikkuu ilmakehän, -valtameren, -biosfäärin (maapallon pinnan osa, jolla elämä on mahdollista) ja litosfäärin (eli kivikehän, joka koostuu Maan kuoresta ja vaipan ylimmästä osasta) läpi. 

Luonnollinen hiilen-kierto pysyy lähes tasapainossa; meri myös kierrättää hiilidioksidia ilmakehän kanssa melkein täydellisessä tasapainossa. 

Eläimet ja tehtaat päästävät hiilidioksidia ilmakehään, kun taas kasvit imevät sen fotosynteesin kautta. Tämä prosessi kierättää hiiltä nopeasti, ja tyypillinen CO2 -molekyyli viettää ilmakehässä vain noin 5 vuotta.

Hiilen laaja-alaisessa kierrossa on useita keskeisiä syklejä, jotka vaihtelevat maasta ilmaan ja meriin.

B. Syklit

Kaksi pää-sykliä ovat maa-ilmakehä sykli ja valtameri-ilmakehä sykli. Ne molemmat esiintyvät hyvin erilaisissa aika-skaaloissa, missä maa-syklin kierto tapahtuu suuremmalla nopeudella, kun taas valtameren kierto on huomattavasti hitaampaa.

  • Maa-ilmakehä – sykli tapahtuu kahden systeemin kautta; fotosynteesin ja hengityksen. Fotosynteesissä hiilidioksidi imeytyy ilmakehästä luodakseen polttoaineen kasveille, kun taas hengitys kuluttaa happea ja tuottaa hiilidioksidia. Hengitys tapahtuu myös hajoavan aineen kautta, jossa aineen muodostavat yhdisteet hajoavat bakteereilla, jotka kuluttavat happea yhdessä aineen kanssa, energian ja hiilidioksidin tuottamiseksi.
  • Valtameri-ilmakehä – syklin mekanismissa on ero, hiilidioksidin osa-paineessa valtameren ja ilmakehän välillä (osa-paine on paine, joka kaasulla olisi, jos se käyttäisi sekoitettujen liuosten koko tilavuuden, tässä tapauksessa valtameren ja ilmakehän tilavuuden). Tämä paine vaihtelee sekä meren lämpötilan että paikallisen meren fotosynteesin mukaan. Mitä matalampi valtameren lämpötila on, sitä vähemmän hiiltä vapautuu. Siksi jotkut valtameren alueet ovat hiili-nieluja, kun taas jotkut hiili-lähteitä. 
  • Ihmisen toiminnan – tiedetään vaikuttavan tähän kiertoon, aiheuttamalla ilmakehään, maaperään ja valtameriin netto-lisäyksen. Tämä nettolisäys johtuu siitä, että ihminen kaivaa maaperästä hiilipitoisia fossiilisia polttoaineita, jotka eivät muuten kiertoon kuuluisi, tuottamalla (polttamalla) hiilivetyjä luonnolliseen kiertoon.
  • Keeling-käyrä – osoittaa ilmakehässä olevan hiilidioksidin pitoisuuksia miljoonasosina (ppm), joka on kontaminaation (epäpuhtauden) massa-yksikön määrä, miljoonaa kokonais-yksikköä kohti.

Muutokset Keeling-käyrässä tulevat myös jatkossa osoittamaan, millä muutos-nopeudella mahdollinen ilmakehässä oleva ihmisen aiheuttama hiilidioksidin nettolisäys tulee vähenemään tai lisääntymään. Sitä ennen on turhaa spekuloida, onko se luonnollista vai ihmisen aikaansaamaa.     

HannuSinivirta

(el. vanh. tut. / FMI - AVA - HAV) Työkokemusta (tietoliikenne, -atomivoima, -lääketiede, -avaruus) tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä. Kantavia voimia mm. Albert Einstein. (𝝏A / 𝝏t) / (𝝏L / 𝝏t) = paljon suurempi kuin 1.

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu