W\u0119giel to pierwiastek, bez kt\u00f3rego \u017cycie na Ziemi \u2013 przynajmniej w znanej nam formie \u2013 by\u0142oby niemo\u017cliwe. Jego wyj\u0105tkowa w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 tworzenia stabilnych wi\u0105za\u0144 z innymi atomami, zw\u0142aszcza z samym sob\u0105, pozwoli\u0142a na powstanie niezliczonej liczby zwi\u0105zk\u00f3w organicznych. Jednak mimo tego, \u017ce w\u0119giel wyst\u0119puje w ka\u017cdej kom\u00f3rce \u017cywego organizmu, w atmosferze, glebie i ska\u0142ach, nie pozostaje on w jednym miejscu \u2013 nieustannie kr\u0105\u017cy, przemieszcza si\u0119 i przekszta\u0142ca. Ten ruch odbywa si\u0119 w ramach dw\u00f3ch podstawowych cykli: obiegu biologicznego i obiegu geologicznego. Cho\u0107 oba te procesy s\u0105 ze sob\u0105 powi\u0105zane, rz\u0105dz\u0105 si\u0119 odmiennymi prawami i odbywaj\u0105 si\u0119 w r\u00f3\u017cnych skalach czasu. Zrozumienie ich funkcjonowania to klucz do poj\u0119cia tego, jak dzia\u0142a planeta, jakie konsekwencje niesie nasza dzia\u0142alno\u015b\u0107 i jak naprawd\u0119 walczy\u0107 ze zmianami klimatu.<\/p>\n\n\n\n
Obieg biologiczny \u2013 szybki rytm \u017cycia<\/p>\n\n\n\n
Biologiczny obieg w\u0119gla to nieustanny taniec mi\u0119dzy atmosfer\u0105 a biosfer\u0105. Ro\u015bliny zielone, dzi\u0119ki fotosyntezie, wychwytuj\u0105 z atmosfery dwutlenek w\u0119gla (CO\u2082) i przekszta\u0142caj\u0105 go w zwi\u0105zki organiczne, kt\u00f3re stanowi\u0105 budulec ich tkanek. W ten w\u0142a\u015bnie spos\u00f3b cz\u0105steczki w\u0119gla zostaj\u0105 \u201eprzechwycone\u201d przez materi\u0119 organiczn\u0105. Zwierz\u0119ta, zjadaj\u0105c ro\u015bliny (lub inne zwierz\u0119ta), przejmuj\u0105 zawarty w nich w\u0119giel. Tym samym, ten kr\u0105\u017cy dalej \u2013 przez kolejne poziomy troficzne, a\u017c do momentu, gdy organizm obumiera lub wydala produkty przemiany materii.<\/p>\n\n\n\n
W\u00f3wczas do gry wkraczaj\u0105 destruenci \u2013 bakterie i grzyby \u2013 kt\u00f3re rozk\u0142adaj\u0105 martw\u0105 materi\u0119, uwalniaj\u0105c przy tym dwutlenek w\u0119gla z powrotem do atmosfery. Oddychanie kom\u00f3rkowe \u2013 zar\u00f3wno u ro\u015blin, zwierz\u0105t, jak i mikroorganizm\u00f3w \u2013 tak\u017ce prowadzi do emisji CO\u2082. W ten spos\u00f3b obieg si\u0119 zamyka, a czas jego trwania liczony jest w dniach, tygodniach, miesi\u0105cach lub latach (w przypadku drzew) \u2013 to cykl szybki, dynamiczny, zale\u017cny od p\u00f3r roku i struktury ekosystemu.<\/p>\n\n\n\n
Cho\u0107 biologiczny obieg w\u0119gla jest relatywnie powierzchowny, to jego skala jest imponuj\u0105ca. Bilans ten \u2013 poch\u0142anianie i oddawanie dwutlenku w\u0119gla \u2013 zwykle pozostaje w r\u00f3wnowadze (zaburzy\u0107 go mo\u017ce np. masowa wycinka las\u00f3w, kt\u00f3re s\u0105 jednym z g\u0142\u00f3wnych rezerwuar\u00f3w w\u0119gla organicznego albo eksploatowanie gleb intensywnym rolnictwem, pozbawiaj\u0105ce je zdolno\u015bci do sekwestracji w\u0119gla).<\/p>\n\n\n\n
Obieg geologiczny \u2013 powolna alchemia planety<\/p>\n\n\n\n
W cieniu szybkiego, pulsuj\u0105cego rytmu obiegu biologicznego toczy si\u0119 drugi cykl \u2013 znacznie wolniejszy, ale o ogromnym znaczeniu d\u0142ugoterminowym. Obieg geologiczny to historia w\u0119gla, kt\u00f3ry zamiast powr\u00f3ci\u0107 do atmosfery, zostaje \u201ezamkni\u0119ty\u201d w osadach, ska\u0142ach i kopalnych paliwach.<\/p>\n\n\n\n
Pewna cz\u0119\u015b\u0107 szcz\u0105tk\u00f3w organicznych \u2013 zw\u0142aszcza tych, kt\u00f3re opadaj\u0105 na dno m\u00f3rz i jezior \u2013 unika ca\u0142kowitego rozk\u0142adu. W warunkach beztlenowych i pod wp\u0142ywem ci\u015bnienia podlegaj\u0105 one tam procesom diagenezy i metamorfozy, dzi\u0119ki czemu po milionach lat powstaj\u0105 torf, w\u0119giel brunatny, a w ko\u0144cu w\u0119giel kamienny. Podobnie ropa naftowa i gaz ziemny \u2013 to w\u0119glowodory pochodzenia organicznego, kt\u00f3re przez wieki by\u0142y \u201emagazynowane\u201d w g\u0142\u0119bi Ziemi. W pewnym wi\u0119c sensie mo\u017cna tu m\u00f3wi\u0107 o uwi\u0119zieniu w\u0119gla, kt\u00f3ry czasowo wycofuje si\u0119 z aktywnego obiegu.<\/p>\n\n\n\n
Czasowo, czyli nie na zawsze. Nawet bowiem w tym powolnym cyklu nast\u0119puj\u0105 momenty \u201euwolnienia\u201d. Wulkany, erozja ska\u0142 w\u0119glanowych czy procesy tektoniczne \u2013 wszystko to mo\u017ce przywr\u00f3ci\u0107 w\u0119giel atmosferze. Naturalne emisje CO\u2082 s\u0105 jednak zwykle zr\u00f3wnowa\u017cone przez procesy poch\u0142aniania \u2013 np. przez powolne wietrzenie ska\u0142, w kt\u00f3rym dwutlenek w\u0119gla reaguje z minera\u0142ami, tworz\u0105c stabilne zwi\u0105zki w\u0119glanowe. Skala czasowa geologicznego obiegu w\u0119gla liczona jest wi\u0119c w milionach lat. To w\u0142a\u015bnie dlatego przez ca\u0142e epoki r\u00f3wnowaga w\u0119gla mog\u0142a si\u0119 utrzymywa\u0107 \u2013 natura, po akcji, mia\u0142a czas na reakcj\u0119 i na wdra\u017canie stopniowych zmian. Problem pojawi\u0142 si\u0119 wtedy, gdy po Ziemi zacz\u0119\u0142a chodzi\u0107 pewna zuchwa\u0142a, bezw\u0142osa, dwuno\u017cna ma\u0142pa z rodzaju Homo. <\/p>\n\n\n\n
Ludzka interwencja \u2013 gdy pierwiastek wychodzi z ukrycia<\/p>\n\n\n\n
Rewolucja przemys\u0142owa oznacza\u0142a jedno \u2013 masowe wydobycie w\u0119gla, ropy i gazu, czyli pierwiastka uwi\u0119zionego przez miliony lat w rezerwuarach geologicznego obiegu. Spalaj\u0105c te paliwa, cz\u0142owiek b\u0142yskawicznie wprowadzi\u0142 do atmosfery w\u0119giel, kt\u00f3ry natura magazynowa\u0142a przez setki mileni\u00f3w. Zasoby geologiczne, kt\u00f3re mia\u0142y kr\u0105\u017cy\u0107 bardzo powoli, wr\u00f3ci\u0142y wi\u0119c do obiegu w tempie, kt\u00f3rego nie zna absolutnie \u017caden ekosystem. I na kt\u00f3re \u017caden ekosystem nie jest gotowy.<\/p>\n\n\n\n
Wsp\u00f3\u0142czesna nauka pozwala nie tylko obserwowa\u0107 zmiany klimatyczne, ale r\u00f3wnie\u017c precyzyjnie okre\u015bla\u0107 ich \u017ar\u00f3d\u0142a. Kluczem do ich zrozumienia s\u0105 izotopy w\u0119gla \u2013 odmiany tego samego pierwiastka r\u00f3\u017cni\u0105ce si\u0119 liczb\u0105 neutron\u00f3w. W naturze mamy do czynienia z trzema rodzajami w\u0119gla w postaci trzech izotop\u00f3w – C-12, C-13 i C-14. Izotop C-14 powstaje w g\u00f3rnych warstwach atmosfery, „miesza si\u0119” z ni\u0105, poch\u0142aniany jest przez ro\u015bliny, zjadany w nich przez zwierz\u0119ta i p\u00f3\u017aniej przez nie wydychany. W dosy\u0107 ma\u0142ych (lecz mierzalnych) ilo\u015bciach. Okres po\u0142owicznego rozpadu C-14 to ok. 5700 lat, a to oznacza, \u017ce paliwa kopalne go nie zawieraj\u0105 (gdy\u017c s\u0105 du\u017co starsze) i w zwi\u0105zku z tym dodaj\u0105 do atmosfery taki rodzaj dwutlenku w\u0119gla, w kt\u00f3rym nie ma tego izotopu. Malej\u0105ca ilo\u015b\u0107 izotopu C-14 wzgl\u0119dem innych rodzaj\u00f3w w\u0119gla jest w\u0142a\u015bnie tym czynnikiem, kt\u00f3ry wyra\u017anie dowodzi temu, \u017ce zmiany klimatyczne s\u0105 spowodowane spalaniem paliw kopalnych. Gdyby\u015bmy bowiem jej nie zaobserwowali, w\u00f3wczas mogliby\u015bmy przypuszcza\u0107, \u017ce przyczyny zmian klimatycznych maj\u0105 inn\u0105, naturaln\u0105 genez\u0119. W tym jednak przypadku kwestia ta jest w\u0142a\u015bciwie rozstrzygaj\u0105ca.<\/p>\n\n\n\n
To chemiczny podpis dzia\u0142alno\u015bci cz\u0142owieka \u2013 \u015blad, kt\u00f3rego nie zostawiaj\u0105 ani oddychanie, ani naturalne procesy geologiczne. Obserwowany spadek zawarto\u015bci izotopu C-14 w atmosferze pokrywa si\u0119 w czasie z rewolucj\u0105 przemys\u0142ow\u0105 i gwa\u0142townym wzrostem spalania paliw kopalnych. To nie natura \u201eprzyspieszy\u0142a\u201d \u2013 to my odkr\u0119cili\u015bmy zaw\u00f3r. W ten spos\u00f3b cykl geologiczny, kt\u00f3ry mia\u0142 trwa\u0107 miliony lat, zosta\u0142 wci\u0105gni\u0119ty w ramy jednego stulecia.<\/p>\n\n\n\n
Dwa obiegi, jedna planeta<\/p>\n\n\n\n
Cho\u0107 m\u00f3wimy o dw\u00f3ch cyklach \u2013 biologicznym i geologicznym \u2013 w rzeczywisto\u015bci s\u0105 one powi\u0105zane. To uk\u0142ad naczy\u0144 po\u0142\u0105czonych, w kt\u00f3rym zaburzenie jednego procesu wp\u0142ywa na pozosta\u0142e. Kiedy przyspieszamy geologiczny \u201eeksport\u201d w\u0119gla do atmosfery, przeci\u0105\u017camy obieg biologiczny, kt\u00f3ry nie nad\u0105\u017ca z jego absorpcj\u0105.<\/p>\n\n\n\n
Zrozumienie tych cykli to nie tylko akademicka ciekawostka \u2013 to klucz do \u015bwiadomego podej\u015bcia do zmian klimatycznych. To w\u0142a\u015bnie cz\u0142owiek \u201erozszczelni\u0142\u201d obieg geologiczny i to tylko on mo\u017ce go zn\u00f3w ustabilizowa\u0107. Narz\u0119dzia ju\u017c s\u0105. Teraz czas na ch\u0119ci.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
W\u0119giel to pierwiastek, bez kt\u00f3rego \u017cycie na Ziemi \u2013 przynajmniej w znanej nam formie \u2013 by\u0142oby niemo\u017cliwe. Jego wyj\u0105tkowa w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 tworzenia stabilnych wi\u0105za\u0144 z innymi atomami, zw\u0142aszcza z samym sob\u0105,…<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1567,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[8],"tags":[],"class_list":["post-1566","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-wiedza"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1566","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1566"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1566\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1568,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1566\/revisions\/1568"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/1567"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1566"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1566"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/e-know.uj.edu.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1566"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}