Röviden

Hallottál már a Föld szénciklusáról? Nem mindenki ismeri, pedig ez bolygónk egyik legfontosabb folyamata. A szén mozgását jelenti az élővilágon, a levegőn, az óceánokon, a talajon és a kőzeteken keresztül. A szénciklus állandó, örök és mindenütt jelen van. Egyben alapvető szerepet játszik a Föld hőmérsékletének szabályozásában.

A szénciklusnak két fő része van: egy gyors és egy lassú komponens. A gyors szénciklus a szén szezonális mozgását jelenti a légkör, az élővilág és a sekély vizek között. Minden évben jelentős mennyiségű szén-dioxid cserélődik a légkör és az óceánok között, de a gyors szénciklus legfontosabb szereplői a növények. Sok növény a növekedési időszakban elnyeli a szén-dioxidot a fotoszintézis során, majd a téli időszakban, amikor a lomb lehull és elbomlik, visszajuttatja a CO₂-t a légkörbe.

A növények szerepe miatt a gyors szénciklus egyik nagyon jól megfigyelhető jellemzője, hogy a szén-dioxid-szint szabályos, szezonális mintázatban ingadozik. Ez olyan, mint egy szívdobbanás – az északi félteke növekedési időszakának pulzusa. A Föld szárazföldi területeinek nagy része az északi féltekén található. Télen, amikor sok növény elpusztul vagy nyugalmi állapotba kerül, a szén-dioxid szintje megemelkedik. Tavasszal és kora nyáron, amikor a növekedési időszak a csúcspontjára ér, a folyamat megfordul.

Ennek köszönhetően, a hatalmas szénmennyiség ellenére, egyfajta szezonális egyensúly alakul ki. A növények okozta szezonális csúcsok és völgyek, valamint a levegő és a víz közötti szén-dioxid-csere kiegyenlítik egymást. Legalábbis ez így volt régen. A szezonális egyensúlynak köszönhetően a szén-dioxid szintjének éves változásai szabályos, szimmetrikus hullámokat alkotnak egy felfelé ívelő trendvonalon. Ez a felfelé ívelő vonal azt mutatja, hogy az emberi tevékenység – a fosszilis tüzelőanyagok elégetése – folyamatosan növeli a légkörben lévő szén-dioxid mennyiségét.

A fosszilis tüzelőanyagok geológiai széntározók. Így a lassú szénciklus részét képezik. A lassú szénciklus geológiai időskálán zajlik, tehát a mindennapokban nem érzékelhető. Ebben a folyamatban a szén geológiai folyamatok, például vulkanizmus révén szabadul fel, de hosszú távon tározókban, például az óceánokban, mészkőben, szénben, olajban vagy földgázban raktározódik el. Például az oldalsó tévhitben említett „37 400 milliárd tonna lebegő szén” valójában a mélyóceánokban oldott szervetlen szén.

A mélyóceáni vizek és a felszínhez közeli vizek keveredése globálisan rendkívül lassú folyamat, több ezer évig is eltarthat. Ennek következtében az ipari forradalom óta kibocsátott szén 75%-a még mindig az óceánok felső 1000 méterében található – egyszerűen nem volt elég idő a teljes keveredésre.

A Föld lassú szénciklusának ingadozásai szabályozzák az üvegházhatást. Így a lassú szénciklus egyfajta bolygószintű termosztátként működik, amely évmilliókon keresztül szabályozza a globális hőmérsékletet.

Most képzeld el a következő helyzetet: találsz egy ismeretlen gépezetet, amely létfontosságú funkciót lát el, például egy kórházi életfenntartó rendszert. A vezérlőpanelje tele van bonyolult kapcsolókkal és tekerőgombokkal. Vajon jó ötlet lenne találomra eltekerni ezeket, hogy megnézd, mi történik? Természetesen nem. Mégis pontosan ezt tesszük azzal, hogy égetjük a Föld fosszilis tüzelőanyag-készleteit. Belepiszkálunk a lassú szénciklus szabályozórendszerébe – nagyrészt anélkül, hogy pontosan tudnánk, mit csinálnak ezek a „gombok” – pedig a tudomány már több mint egy évszázada pontosan megmondja, mi fog történni.

Részletesebb magyarázat

Az ipari forradalom előtt a légkör CO₂-tartalma évezredeken át viszonylag állandó maradt. A természetes CO₂ azonban nem statikus: különböző természetes folyamatok révén keletkezik, míg mások elnyelik azt. Ezeket a folyamatokat összefoglaló néven szénciklusnak nevezzük, amelynek van egy gyors és egy lassú komponense.

A gyors szénciklusban a szárazföldi és az óceáni szén természetes egyensúlya nagyjából fennmaradt hosszú időn keresztül. Ezt onnan tudjuk, hogy mérni tudjuk a történelmi CO₂-szinteket – közvetlenül a jégmagmintákból, illetve közvetett módon, úgynevezett proxy-adatok segítségével. A gyors szénciklus egy szezonális folyamat, amely olyan tényezőkre reagál, mint a növények növekedése és bomlása.

Éles ellentétben a gyors szénciklussal, a lassú szénciklus geológiai időskálán működik. Ez a ciklus befolyásolta a szén-dioxid-szintet, és ezáltal a hőmérsékletet is a Föld története során. A lassú szénciklus azért különösen fontos, mert a hosszú távú CO₂-változásokért felelős folyamatok többsége geológiai természetű. Ezek a folyamatok rendkívül hosszú idő alatt, rendszertelenül mennek végbe. Egy olyan faj megjelenése, amely szándékosan megzavarta a lassú szénciklust, egy újabb rendszertelen esemény ebben a történetben.

A természetes folyamatok – például a vulkáni tevékenység – révén évente néhány százmillió tonna szén halad át a lassú széncikluson. Ez elenyésző a gyors szénciklushoz képest, amelyben évente körülbelül 600 milliárd tonna CO₂ áramlik oda-vissza (lásd az 1. ábrát). Fontos azonban megjegyezni, hogy a gyors szénciklus egy szezonálisan kiegyensúlyozott, oda-vissza zajló folyamat. Ezzel szemben a lassú szénciklus jellemzően egyirányban halad – akár több millió éves időtartamok alatt.

1. ábra: Az emberi tevékenység által okozott globális szénciklus-zavarok vázlatos ábrázolása, a 2012–2021 közötti évtized átlagában. A megfelelő nyilak jelentése és a mértékegységek a jelmagyarázatban találhatók. A légköri CO₂-növekedési ütem bizonytalansága nagyon kicsi (±0,02 GtC/év), ezért az ábrán elhanyagolható. Az antropogén hatás egy már aktív szénciklusra rakódik rá, amelynek áramlásait és készleteit a háttérben tüntettük fel. (Friedlingstein et al., 2022 alapján.)

A kémiai és geológiai folyamatok sorozata révén a szén általában több millió év alatt mozog a kőzetek, a talaj, az óceán és a légkör között a lassú szénciklusban. E geológiai időskálák miatt az érintett szén mennyisége hatalmas. Most gondoljunk bele, mi történik, ha több CO₂ szabadul fel a lassú szénciklusból – például amikor kiássuk, kitermeljük és elégetjük az egyik hosszú távú tározójából, a fosszilis tüzelőanyagokból származó szenet. Bár a 2019-ben kibocsátott 44,25 milliárd tonna CO₂ (forrás: IPCC AR6, 3. munkacsoport, Technikai összefoglaló, 2022) kevesebb, mint az évente a gyors széncikluson keresztül mozgó 600 milliárd tonna, mégis felhalmozódik, mert a szárazföld és az óceán nem képes elnyelni az összes többlet CO₂-t: körülbelül 40%-a szabadon marad.

Az emberi eredetű CO₂-kibocsátás tehát felborítja a szénciklus természetes egyensúlyát. Az ipari forradalom előtti időkhöz képest az emberi tevékenységből származó légköri CO₂ 50%-kal emelkedett, és egy mesterséges kényszert idézett elő a globális hőmérsékletben, amely a bolygót melegíti. Bár a fosszilis tüzelőanyagokból származó CO₂ a globális szénciklusnak csak egy kis komponense, a többlet CO₂ folyamatosan halmozódik, mert a természetes széncserélő folyamatok nem képesek teljes mértékben elnyelni azt. Ennek következtében a légköri CO₂-koncentráció elérte az elmúlt 15–20 millió év legmagasabb szintjét (Tripati et al., 2009). Ez történik, amikor a lassú szénciklust megzavarják.

Ez a lassú szénciklus rövid áttekintése csupán a legfontosabb pontokra tér ki, de a fő tanulság az, hogy komolyan megzavartuk azt azáltal, hogy feltörtük az egyik legfontosabb széntározóját. Emellett a cementgyártás miatt a mészkőrétegeket is jelentős mértékben károsítottuk. Mindezekkel egy alvó óriást ébresztettünk fel. Mit kell még tennünk ahhoz, hogy végre megértsük: vissza kellene altatnunk?

Rajzos összegzés a mítosz cáfolatára

Ez a Cranky Uncle („Házsártos nagybácsi”) képregény a „mazsolázgatás" érvelési hibát mutatja be, amelyre az „Az emberi CO₂-kibocsátás kicsi” klímamítosz kiváló példa. A módszer lényege, hogy gondosan kiválasztott adatokkal próbál alátámasztani egy adott álláspontot, miközben figyelmen kívül hagyja azokat az adatokat, amelyek ellentmondanak ennek. Forrás: Cranky Uncle vs. Climate Change – John Cook. Kérünk, vedd figyelembe, hogy ez az illusztráció szemléltető jellegű, és az ábrán szereplő számok néhány évvel korábbiak.