Kolcykeln

Atmosfären

I jordens atmosfär finns kol främst i form av koldioxider (CO₂) som, trots att det bara utgör 0,035 procent av atmosfären, har en stor betydelse för livet på jorden. Kol finns även i andra gas som metan och CFCer-gaser, så kallade växthusgas som driver den globala uppvärmningen.

I atmosfären finns omkring 750 miljarder ton kol. Drygt 120 miljarder ton transporteras till biosfären varje år och omkring 90 miljarder ton till hydrosfären. Genom förbränning överförs omkring 6 miljarder ton kol från geosfären till atmosfären årligen.

Kol lämnar atmosfären genom att

växternas fotosyntes då koldioxiden omvandlas till kolhydrater och syre samt
vid ytvattnet vid polerna där det svala vattnet kan lösa upp koldioxiden.

Kol återförs till atmosfären genom

djurs andning, en exoterm reaktion där glukos och andra organiska molekyler bryts ned till koldioxid och vatten.
att bakterier och svampar i närvaro av syre bryter ned kolet i döda djur och växter och omvandlar det till koldioxid (till metan om inget syre finns).
förbränning av organiska material som kol, petroleum och naturgas då kolet oxideras till koldioxid.
att kalciumkarbonatet i bergarter som kalksten, marmor och kalk eroderas av vatten (och vid produktion av cement och ombildas till koldioxid).
att det varma ytvattnet i oceanerna släpper ifrån sig koldioxid.
vulkanutbrott då bland annat vattenånga, koldioxid och svaveldioxid släpps ut i atmosfären.

Biosfären

Liksom kol spelar en central roll i biosfären för såväl cellernas struktur, biokemi och näringsupptagning har livet en mycket aktiv roll i kolcykeln.

I växterna finns omkring 610 miljarder ton kol.

Autotrofer producerar organiskt material genom sin fotosyntes då koldioxid hämtas från atmosfären och ombildas till kol. De viktigaste autotroferna är träden på land och fytoplankton i havet.
Inom biosfären kan kol transporteras via heterotrofer som konsumerar autotrofer och andra heterotrofer, förutom människan även bakterier och svampar.
Det mesta kolet lämnar biosfären genom aerobisk andning som frigör koldioxid till atmosfären eller hydrosfären. Vid anaerobisk processer frigörs istället metan (så kallad flatulens).
Kol kan också lämna biosfären då dött organiskt material (som torv) blir en del av geosfären.
Kunskapen om kolets kretslopp i djuphaven är fortfarande bristfällig. Exempelvis kan slem från appendikulariehus ha större betydelse än vad tidigare forskning visat.

Oceanerna

I oceanerna spelar oorganiskt kol (kolföreningar utan kol-kol- eller kol-syre-bindningar) en viktig roll för kolets kretslopp och för regleringen av pH-nivåerna.

Kol transporteras från haven till atmosfären i form av koldioxid och när koldioxid transporteras från atmosfären till haven bildas kolsyra (CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃). Balansen i pH-halten uppnås genom en motsatt reaktion då syrejoner och bikarbonat frigörs (H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃).

I hydrosfären finns omkring 40 000 miljarder ton kol varav nästan allt i djuphaven. Omkring 100 miljarder ton transporteras till atmosfären årligen och 150 miljarder ton till geosfären i form av sedimentära bergarter.

Geosfären

Vid sidan av den snabba organiska kolcykeln sker även ett geologiskt kretslopp som är betydligt långsammare. Denna långsamma process binder mycket kol i sedimentära bergarter vilket gör att koldioxidhalten är så låg som den är i jordens atmosfär.

I marken finns flera miljoners miljarder ton kol varav omkring 5 000 miljarder ton i form av fossila bränslen.

Se även

Externa länkar

Sveriges lantbruksuniversitet - Den globala kolcykeln

Biogeokemiska kretslopp
Kolets kretslopp - Vätets kretslopp - Kvävets kretslopp
Syrets kretslopp - Fosfors kretslopp - Svavlets kretslopp - Vattnets kretslopp