Du måste registrera dig och logga in för att kunna göra ett quiz, genomföra hela kursen samt för att kunna få ett diplom.
Kolet, livets grundämne
Alla levande organismer på jorden består av grundämnet kol (C). Ungefär hälften av växternas och nästan en femtedel av människornas massa utgörs av kol. Kol är grunden för allt liv och utan kol skulle till exempel våra åkrar inte ge någon skörd. På rätt plats är kolet alltså ett oerhört betydelsefullt grundämne. Men för mycket kol i atmosfären, i form av koldioxid, påskyndar klimatförändringen. Klimatförändringen förändrar i sin tur både kolets och vattnets naturliga kretslopp. Med rätt odlingsåtgärder kan man påverka kolinlagringen i marken, och på så sätt hjälpa till att minska koldioxidhalten i atmosfären.
I det här kapitlet fördjupar vi oss i kolets kretslopp. Vi studerar också hur det hänger ihop med vattnets kretslopp, klimatet och jordbruket.
Rent kol finns i fyra former; diamant, grafit, amorft kol och fullerener. Den grillkol vi kanske förknippar med sommarkvällar, svårreglerade temperaturer och brända grillspett framställs i regel från trä, och är en slags amorft kol. Amorf innebär att kolatomerna inte sitter ihop i regelbundna mönster.
Kol bildar lätt föreningar med andra grundämnen. Egenskaperna hos dessa föreningar skiljer sig avsevärt från egenskaperna hos rent kol. När den minsta beståndsdelen i grundämnet kol, kolatomen, förenar sig med två syreatomer, bildas koldioxid (CO2)1. Koldioxid är en växthusgas, som i för stora mängder i atmosfären påskyndar klimatförändringen.
Kolet cirkulerar ständigt mellan olika lager. Kolets kretslopp delas in i ett snabbt och ett långsamt kretslopp.
Det snabba kretsloppet består av kolflöden mellan atmosfären, oceanerna, havsbottnarnas ytsediment, vegetationen, marken och vattendragen. I atmosfären blir en enskild koldioxidmolekyl endast kvar i några år, men i vegetationen, marken och en del av havens lager kan kolet bindas i hundratals eller upp till tusentals år2. Huvuddelen av det kol som är bundet i havens ytskikt och vegetation återgår ändå med tiden till atmosfären som koldioxid.
Kollagret och dess förändringar
När kolflödet till marken ökar, ökar kollagret upp till en viss nivå. Ökningen av kollagret fortsätter inte i all evighet, utan i något skede nås ett jämviktsläge.
Markens mättnad av kol kallas kolmättnad. Det betyder att tillförseln av mer kol till marken inte längre ökar kollagret. Kolmättnad uppstår ofta i markens ytskikt, som tar emot det största kolflödet. Kollagret kan då fortfarande ökas genom exempelvis odling av djupt rotade växter, så att kolflödet också når ner till de djupare markskikten.(3
Termer som ofta används när vi pratar om kollagret och dess förändringar inkluderar till exempel: biomassa (den materia som ingår i levande organismer), lager (där kol ansamlas och lagras), kolsänka (här binds kol in från atmosfären), kolinlagring (det att kol bildar nya föreningar och lämnar atmosfären för att lagras i t.ex. marken), fotosyntes (assimilation) (den process genom vilken växter fångar upp koldioxid ur luften som bränsle för deras tillväxt), kolutsläpp (när kol avgår till atmosfären) och kolkälla (härifrån släpps koldioxid ut).
Det långsamma kretsloppet utgörs av sediment och sedimentära bergarter (4, som bildar jordklotets största kollager. De kan lagra kolet i 10 000 år eller mer.
Kol överförs från det långsamma kretsloppet till det snabba i samband med vulkanisk aktivitet, kemisk nedbrytning, erosion och förbränning av fossila bränslen. Kol överförs från det snabba kretsloppet till det långsamma i relativt små mängder, till exempel i samband med bildande av sediment på havsbottnen. Industrialiseringen av samhället har lett till en ökad användning av icke förnybara eller fossila bränslen, och till följd av detta har stora mängder fossilt kol frigjorts från det långsamma kretsloppet till det snabba 2.
1 NASA 2020. Why is carbon important? https://climatekids.nasa.gov/carbon/ Läst 23.10.2020
2 Ciais, P., Sabine, C., Bala, G., Bopp, L., Brovkin, V., Canadell, J., Chhabra, A., DeFries, R., Galloway, J., Heimann, M., Jones, C., Le Quéré, C., Myneni, R.B., Piao, S. & Thornton, P. 2013. Carbon and Other Biogeochemical Cycles. I verket: Stocker, T.F., Qin, D., Plattner, G., Tignor, M., Allen, S. K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V. & Midgley, P. M. (red.). 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press. s. 465-570. Tillgängligt också i PDF-format.
3 Heinonsalo, J., Heimsch, L., Helenius, J., Huusko, M.K., Höijer, L., Joona, J.M., Kanerva, S., Karhu, K., Kekkonen, H.R., Koppelmäki, K., Kulmala, L., Lötjönen, S., Mattila, T.J., Ollikainen, M., Peltokangas, K., Regina, K., Soinne, H., Wikström, U. & Viskari, T. 2020. Kolguiden: Översikt över kolet i marken och grunderna i kolbindande jordbruk 1:a upplagan. Carbon Action & Baltic Sea Action Group. Tillgängligt också i PDF-format.
4 Nationalencyklopedin
5 GLOBE. 2017. Global Carbon Cycle Diagram. The Globe Carbon Cycle project. https://www.globe.gov/do-globe/measurement-campaigns/past-projects/earth-as-a-system-projects/carbon-cycle Publicerad 2017. Hänvisat 22.12.2020.