Süsinikuringlus (süsiniku tsükkel) on protsesside kogum, mille kaudu süsinik liigub Maa eri reservuaaride — atmosfääri, biosfääri (taimed ja loomad), hüdrosfääri (ookeanid, järved) ja geosfääri (pinnas, setted ja kivimid) — vahel. Mõned protsessid toimuvad kiiresti (päevade–aastate jooksul), teised võtavad sadu miljoneid aastaid.

Allikad ja inimese roll

Süsinik satub tsüklisse loomulikult mitmete protsesside kaudu, kuid viimaste sajandite ja eriti viimase saja aasta jooksul on inimene süsiniku ringlusse suurtes kogustes lisanud, peamiselt fossiilsete kütuste põletamisega. Selle tulemusena on atmosfääris CO2 kontsentratsioon kiiresti kasvanud. Põhilised looduslikud allikad on aga vulkaanide ning muud geoloogilised protsessid. Fossiilkütustest näited on kivisüsi ja gaas, samuti nafta.

Tänapäevaste hinnangute järgi annavad inimtegevusest pärinevad süsihappegaasi emissioonid atmosfääri oluliselt rohkem CO2 kui vulkaanid — suurusjärgus kordades (mõnikord öeldakse ligikaudu sada korda rohkem) — mistõttu inimese roll on kliimamuutuste ajendamisel võtmetähtsusega.

Süsiniku eemaldamine atmosfäärist

Peamine lühiajaline viis süsiniku eemaldamiseks atmosfäärist on elusorganismide fotosüntees. Taimed ja fotosünteesivad mikroorganismid võtavad õhust CO2, kasutavad selle orgaanilise aine ülesehitamiseks ning vabastavad osa süsihappegaasina tagasi hingamise käigus. Kui organismid surevad, siis osa nende biomassist hõlmub järgmised teed:

  • Toimub lagunemine, mille käigus süsinik lõtvub ja vabaneb uuesti atmosfääri.
  • Osa biomassist mattub settedesse ja aja jooksul võib sellest saada kivim, eriti lubjakivi, mis sisaldab tahkunud CO2.
  • Osa taimedest pärit süsinikust satub pikaajalisse hoiusesse pinnasesse ja turbase, kus see võib püsida kümneid kuni tuhandeid aastaid.

"Ilmastik on kivimite lahustamiseks vajaliku süsinikdioksiidi suur tarbija".

Keemiline ilmastikupuhastus ja kivimite ilmumine

Atmosfääriline CO2 lahustub vihmavees ja moodustab nõrga süsihappe. See vesi ilmastikupuhastus kaudu reageerib kivimitega (keemiline tuhmumine), lahustades osa neid ja teisaldades süsiniku lahustunud kujul jõgedesse ning lõpuks ookeanidesse. Seal võib lahustatud süsinik koonduda ja settedena ladestuda ning aja jooksul muutuda kivimiks ja settekivimites talletunuks süsinikuks.

Ookeanide roll

Ookeanid on suurim aktiivne süsinikuvaru Maa peal: neis on palju lahustunud süsinikku ja need toimivad eluliselt olulise neeldujana. Praegu võtavad ookeanid igal aastal sisse rohkem CO2, kui eraldavad. See aga põhjustab ookeanihappesuse kasvu (happesuse suurenemist), mis mõjutab korallrahusid ja karamarsustehteid, sest kõrgem happesus raskendab karbonaatkivimite ja korallide ehitamist.

Geoloogiline ringlus ja tagasikeeramine atmosfääri

Pika aja jooksul (miljonid kuni sajandid miljonid aastad) jõuab süsinik setetest tagasi atmosfääri, kui ookeaniplaadid tektoonilise tektoonika käigus vajuvad allapoole ja/ või plaadipiiridel tekivad vulkaanid. Vulkaaniline tegevus paiskab tagasi vaba CO2, lõpetades seeläbi osa tsüklist. Seega on geoloogiline ringlus oluline pikaajaline süsiniku tasakaalustaja.

Kliimamõju ja aegalisemad tagajärjed

Atmosfääri suurenenud CO2 sisaldus tugevdab kasvuhooneefekti, mis soojeneb maailma keskmist temperatuuri ja muudab ilmastikutsüsteeme. Mõned tagajärjed on:

  • Keskmise temperatuuri tõus ja sagedasemad ekstreemsed ilmastikunähtused.
  • Jääkatete sulamine ja meretaseme tõus.
  • Ookeanihappesuse suurenemine ja sellega seotud elustiku kahjustused.

Looduslikud protsessid suudavad osa lisatud süsinikust neelata, kuid see toimub osaliselt väga aeglaselt — sadade kuni miljonite aastate jooksul — nii et kiire inimtekkelise emissiooni mõju püsib ja kumuleerub õhus.

Mis aitab tsüklit juhtida ja kuidas vähendada mõju

Mitmed meetmed võivad vähendada inimtekkelisi emissioone ja tugevdada looduslikke neeldusid:

  • Vähem fossiilkütuste kasutamist ja üleminek taastuvenergiale.
  • Metsade kaitse ja taastamine, mis suurendab fotosünteesi kaudu süsiniku sidumist.
  • Pinnase ja põllumajanduse praktikate muutmine, et suurendada mullas talletuva orgaanilise süsiniku hulka.
  • Tehnoloogiad nagu süsinikdioksiidi kogumine ja salvestamine (CCS) ning tööstuslikud eraldusmeetodid.

Ühendades kiireid tegevusi heitmete vähendamiseks ja pikaajalisi looduspõhiseid lahendusi, on võimalik pidurdada atmosfääri süsiniku suurenemist ja vähendada süsiniku tsükli destabiliseerimisest tulenevaid kliimariske.