Szénciklus kisokos: hogyan alakul át a szén-dioxid?

Mi az a szénciklus? A bolygó „lélegzése”: a természetben előforduló folyamat, ám harmóniáját az emberi civilizáció törte meg.

Mi az a szénciklus? Mi a különbség a lassú és a gyors szénciklus között?

Szénciklusnak azt a természetben előforduló folyamatot nevezzük, amikor az egyes tározók között lezajlik a kicserélődés, tehát a szén egy közegből a másikba kerül, eközben pedig szén-dioxidot termel és nyel el.

Ennek a jelenségnek van lassú formája, amely azt jelenti, hogy a változás 100-200 millió év alatt megy végbe, és gyors verziója, ami csupán néhány évet ölel fel. A lassú esetén a kémiai reakciók és lemezmozgások, míg a gyors esetén a fotoszintézis a folyamat generátora. Tehát a növények, a szárazföldek és az óceánok is tározók, melyek „szénanyagcserét” folytatnak a légkörrel.

A folyamat nagyon sokféle lehet, és van, hogy több típusú tározó is részt vesz benne egyszerre, például a talajerózió által. Az óceánokba ilyenkor szén kerül a szárazföldekről, mely tengeri üledékké válik, ebből az üledékből pedig karbonátos kőzetek keletkeznek.

A szénciklus hosszú távon fenntart a világban egyfajta egyensúlyt: megakadályozza, hogy az összes szén a légkörbe kerüljön, vagy a kőzetekben tagolódjon. Ebbe az egyensúlyba azonban az emberi civilizáció rohamos ütemű fejlődése „belezavart.”

Miben van a legtöbb szén a földön?

A szén a legnagyobb mennyiségben a kőzetekben fordul elő, de az óceánban, a légkörben, a növényekben, a talajban, illetve a fosszilis tüzelőanyagokban is jelen van. Tiszta állapotban a grafit és a gyémánt is tartalmaz szenet, kötött állapotban a karbonátokban, a szén-dioxidban és az élő szervezeteket alkotó szerves vegyületekben található meg.

A szén kétarcúsága a világunkban betöltött szerepét tekintve vitathatatlan: nélküle nem létezne élet a Földön, ugyanakkor a jelenünkben a természetre, emberi életminőségre gyakorolt káros hatásokban betöltött szerepe aggasztó. A tudományos kutatások szerint kijelenthető, hogy a bolygó történetében az utóbbi 3 millió évben egyszer sem volt olyan veszélyes mértékben jelen a szén-dioxid a levegőben mint jelenleg.

A természetben előforduló kibocsátásnál az emberi tényező összességében ugyan kevesebb, de megborítja azt az érzékeny egyensúlyt, amit a Föld levegőcseréje fenntartana.  A bolygó ugyanis az emberi tevékenység nélkül pontosan annyi szén-dioxidot termelt, mint amennyit el is nyelt, csakhogy az elnyelés folyamatába is beleavatkoztunk az olyan tevékenységekkel, melyek a bolygó zöldtakarójának csökkentéséhez, illetve a globális felmelegedéshez vezettek.

A legtöbb, az emberi felhasználáshoz köthető, káros anyagot tartalmazó szénvegyület a Földön a szén-dioxid, de tekintve a gázkibocsátás jelentőségét és hatását, más széntartalmú gázok is jelentenek kihívást a Föld számára üvegházhatásuk miatt.  A dinitrogén-oxid (N2O) és a metán (CH4) légköri koncentrációja mezőgazdasági, energia és ipari okok miatt fokozatosan növekszik.

Mi a különbség a metán és a szén-dioxid között?

A metán légköri koncentrációja sokkal kisebb, mint a szén-dioxidé, de sokkal jelentősebb az üvegházhatása.  A metán egy olyan gyúlékony vegyület, amelyből kémiai reakciók révén szén-monoxid, majd szén-dioxid keletkezik. Egy színtelen, szagtalan gáz, amely oxigén nélküli bomlás terméke.

A természetes mocsaras területek, a rizsföldek, a földgázipar és az állattenyésztés bizonyos formái nagymértékben a metán forrásai. A szarvasmarha-tenyésztés kifejezetten káros hatással van a természetre, súlyosabban érinti azt, mint maga a földgázipar. Emellett még metán-hidrátot tartalmaznak a tengerek, melyekre a globális felmelegedés miatt érdemes odafigyelni.

A metán-hidrát egy labilis molekula, mely a növekedő hőmérséklet miatt hirtelen széteshet, így leválasztja magáról a „vizet”, ezzel pedig nagy mennyiségű metánt bocsát a légkörbe.

A fotoszintézis szerepe a szénciklusban

A fotoszintézis során a növények a nap energiájából cukrot és oxigént állítanak elő, ezzel párhuzamosan pedig kinyerik a levegő szén-dioxid tartalmát. A gyors szénciklus a fotoszintézis folyamatával épül be a bioszférába. A folyamatra úgy is tekinthetünk, mint egy részleges körforgásra, mivel a növények légzése, illetve lebomlása során a szén egy része visszakerül a légkörbe, más része a növényekbe, illetve a talajba, utóbbinak pedig a humusztartalmát gazdagítja. A gyors szénciklus idejét tehát a növények életciklusa határozza meg: a növekedési időszak mérhető a légköri szén-dioxid változásában az év során.

Azonban a fotoszintézis nem csak elnyeli a szén-dioxidot, hanem részben termeli is. A folyamat során ugyanis fotoreakció jön létre a szén-dioxid és az oxigén molekula hasonlósága miatt 20%-ban a második anyag vesz részt a folyamatban, melynek során toxikus vegyületeket képződnek. Ez a növény tápanyagtermelését is negatívan befolyásolja. Mára azonban hatékony tudományos fejlesztések során, mesterségesen minimalizálható ez az arány, egyes fejlesztések tömeges alkalmazása növelhetné a növények hatékonyságát is.

Hogyan kerül a szén-dioxid a légkörbe?

Az emisszió természetes formában is előfordul, és jóval korábban is létező jelenség volt a Földön, minthogy az emberiség története megkezdődött volna. Ilyen folyamat megy végbe egy-egy vulkán kitörésekor, illetve az élőlények légcseréjekor. Ezek a természetes források azonban nem jelentettek globális veszélyt, nem fenyegették a bolygó fennmaradását.

Ezzel szemben az ipari forradalom óta rohamosan növekedő, mesterséges formában keletkező emisszió mértéke már kifejezetten érzékenyen érinti a természetet és fokozatosan rontja a bolygónk élhetőségét. Ilyen jelenség a közlekedés, a fűtés, vagy a hagyományos erőművek működése.

Mi az az emisszió?

A szén-dioxid globális kibocsátását emissziónak, vagyis levegőterhelésnek hívják. Ennek mértékét annak megfigyelésével határozzák meg, hogy mennyi az adott légszennyező forrásból egy adott időegység alatt kijutó szennyezőanyag mértéke. Ez a környezetre és az egészségre káros hatást gyakorló anyag növeli az üvegházhatást is.

Hogyan csökkenthetjük a szén-dioxid mennyiségét?

A szén-dioxid képződése egy nagyon összetett, többkomponensű folyamat. Alapvetően a probléma az emberi civilizáció rohamos ütemű fejlődése miatt növekszik, egyre nagyobb mértékben.

A szén-dioxid képződésének növekedése szoros összefüggésben van a globális felmelegedéssel: a víztömegek hőmérsékletének növekedésével, az erdőtüzek miatt pusztuló zöldterületekkel, vagy például a mocsaras területek növekedésével.

Elsősorban a fenntartható, környezetkímélő gazdálkodásra, és a tározók megóvására, védelmére lenne szükség. Egyénileg és közösségileg is sokat tehetünk azért, hogy csökkentsük a szén-dioxid koncentrációját a levegőben, de ehhez egy átfogó, környezettudatos életmódra kell váltani. Csökkenteni kell az óceánok szennyezettségét és szennyezését, az esőerdők pusztítását, kordában tartani a talajerózió mértékét is. Fel kellene számolni az olyan típusú növénykitermelést, mely nem gondoskodik az utánpótlásról.

A mindennapokban érdemes figyelni arra, hogy mint a fogyasztói társadalom részesei, mit vásárolunk: fogyasszunk például kevesebb szarvasmarhát, és figyeljünk oda az összetevőkre és az alapanyagokra, amikor beszerezzük azokat, akár élelmiszerről, ruháról, vagy bútorokról van szó. Igyekezzünk környezettudatosan élni, közlekedni. Részesítsük előnyben az olyan modern technológiákat, melyek a „zöld” gondolkodás jegyében jöttek létre.

A szénciklus egy természetes folyamat, amibe mi emberek mesterségesen beleavatkoztunk, ezzel folyamatosan rombolva Földünk egészségét. Tegyünk meg mindent, hogy csökkentsük az általunk okozott károkat!

Nagy Tímea – birge – | A kis- és középvállalkozások marketing szövegírója, lelkes környezetvédő, igazi természetrajongó. “A cserkész szereti a természetet, jó az állatokhoz és kíméli a növényeket.”