炭素循環

炭素循環は、大気、海洋、陸上生物圏、および地質学的貯蔵庫の間で炭素を移動させ、化石燃料の使用によるその擾乱が気候変動を促進します。

Definition

化学的および生物学的プロセスを通じて、大気、海洋、陸上、および地質学的貯蔵庫の間で炭素が地球規模で循環すること。

Scope

このトピックでは、光合成と呼吸、海洋による吸収と炭酸塩システム、土壌と植生による貯蔵、地質学的貯蔵庫を含む炭素の化学的および生物学的交換、ならびに大気中の二酸化炭素を増加させた人為的擾乱について扱います。

Core questions

• 主要な炭素貯蔵庫とそれらの間のフラックスは何ですか？
• 海洋と陸地はどのように人為的な二酸化炭素を吸収しますか？
• すべての排出量を吸収するのに十分な大きさの自然な吸収源がないのはなぜですか？
• 炭素循環は気候とどのように関連していますか？

Key theories

地球システム炭素収支

炭素は、光合成、呼吸、海洋交換、風化を通じて、明確に定義された貯蔵庫の間を移動します。この収支の分析は、自然の吸収源が人為的な排出を遅らせることはできますが、完全に相殺することはできないことを示しています。

Mechanisms

光合成は大気中の二酸化炭素を有機炭素に固定し、それは呼吸と分解によって戻されます。海洋は炭酸塩システムと生物学的ポンプを通じて二酸化炭素を吸収します。そして、長い時間スケールでは、ケイ酸塩の風化と堆積物の埋没が大気を調節します。人間の排出量は、これらの吸収源が対応できる速度を超えているため、炭素は大気中に蓄積します。

Clinical relevance

炭素循環は、大気中の二酸化炭素の増加、気候変動、海洋酸性化を理解し、炭素吸収源と緩和策を評価するための中心的な枠組みとなります。

History

1958年からのキーリングによる継続的な二酸化炭素測定は、大気中の絶え間ない増加を明らかにしました。そして、世紀の変わり目における地球システム統合は、地球規模の炭素収支とその人為的擾乱を定量化しました。

Key figures

• Charles David Keeling
• Paul Falkowski

Seminal works

• falkowski2000
• schlesinger2013

Frequently asked questions

ほとんどの人為的な二酸化炭素はどこに行き着きますか？

およそ半分は大気中に残り、残りは海洋と陸上生物圏に吸収されます。これらの吸収源のいずれも、すべてを吸収することはできません。