Overzicht
Omdat het de bouwsteen is van alle organische verbindingen, is koolstof een van de belangrijkste elementen op aarde. Door zijn vermogen om energie en voedingsstoffen op te slaan en te transporteren tussen biotische (levende) en abiotische (niet-levende) componenten, speelt koolstof een cruciale rol in milieusystemen. Biogene koolstof, afkomstig van levende wezens, en niet-biogene koolstof, afkomstig van niet-levende wezens zoals fossiele brandstoffen of geologische processen, zijn de twee basiscategorieën waarin koolstof kan worden onderverdeeld. In dit artikel zullen we eerst biogene koolstof definiëren en deze vervolgens vergelijken met niet-biogene koolstof wat betreft de oorsprong, kenmerken en milieu effecten.
Elke organische substantie die door levende wezens, zoals planten of dieren, wordt gecreëerd via fotosynthese of ademhaling, wordt "biologische koolstof" genoemd. Vanwege de complexe chemische structuur van organisch materiaal heeft het een hoog energiegehalte, waardoor het een waardevolle bron is voor zowel voedselproductie (zoals gewassen) als de potentiële vorming van fossiele brandstoffen wanneer het gedurende langere perioden aan hoge temperaturen wordt blootgesteld (een proces dat bekendstaat als "thermische rijping"). Vanwege hun afkomst in levende organismen die continu materialen in de omgeving laten circuleren via ademhalings- en fotosynthesecycli, hebben biogene vormen doorgaans korte cyclustijden, variërend van dagen tot tientallen jaren, afhankelijk van de soorten die in een ecosysteem aanwezig zijn. Zo hebben groenblijvende bomen doorgaans langere cycli dan bladverliezende bomen, omdat ze hun bladeren het hele jaar door behouden, waardoor ze meer mogelijkheden hebben voor fotosynthetische activiteit(en).
Niet-biologische vormen hebben veel langere verblijftijden die kunnen variëren van duizenden tot miljoenen jaren voordat ze worden opgenomen in nieuwe geochemische cycli door natuurlijke processen zoals verwering en erosie, enz. Deze typen worden voornamelijk direct of indirect geproduceerd door geologische activiteiten zoals vulkanisme, waarbij enorme hoeveelheden snel kunnen worden vrijgegeven, of via langzame, geleidelijke accumulaties die gedurende een lange periode assimileren en hun aanwezigheid verzekeren. Omdat hun chemische structuren eenvoudiger zijn dan die van hun biologische tegenhangers, hebben niet-biologische materialen veel minder opgeslagen energie per eenheidsmassa dan hun biologische tegenhangers. Er is minder potentiële energie die kan worden vrijgegeven tijdens verbrandingsprocessen die gebruikelijk zijn in moderne samenlevingen (zoals elektriciteitscentrales die steenkool of olie verbranden, enz.).
Generalisaties kunnen niet worden gemaakt omdat de kenmerken van elk type verschillen afhankelijk van de specifieke omstandigheden die worden overwogen, maar er zijn trends, met name over factoren die de gezondheid en veerkracht van biodiversiteit beïnvloeden: vanwege hun hogere omloopsnelheden dan hun geologische tegenhangers - grotendeels vanwege hun kortere verblijftijden - vertonen biologisch gebaseerde materialen vaak een grotere diversiteit. Bovendien kunnen gelokaliseerde ecosystemen, vanwege hun hogere snelheden van nutriëntenaanvulling, ook beter bestand zijn tegen verstoringen zoals droogtes en overstromingen dan ze zouden zijn zonder toegang tot dergelijke materialen. Er worden ook pogingen gedaan om klimaatverandering te beperken.
Deze twee groepen verschillen ook in hoe ze interacteren met de omgeving wanneer ze vrijkomen: de levensduur van biologisch geproduceerd CO2 is hier doorgaans 5 jaar voordat het weer wordt geabsorbeerd op het landoppervlak, voornamelijk door opname door planten tijdens fotosynthese, maar omdat dit niet altijd gebeurt, blijven sommige nog veel langer hangen, vooral als ze worden geabsorbeerd in oceaanwater, waar verblijftijden zijn geregistreerd als recordbrekende lengtes tot 30+ jaar. Daarentegen hebben niet-biologische vormen niet helemaal dezelfde luxe omdat ze doorgaans sneller door chemische transformatie gaan, wat helpt om atmosferische concentraties snel op te bouwen slechts een paar decennia na vrijkomen en veel sneller warmtevasthoudende effecten toevoegen, wat versnelde scenario's van opwarming van de aarde creëert die zelfs in de recente geschiedenis niet zijn gezien. Dit moet worden overwogen bij het overwegen van beleidsbeslissingen voor toekomstige generaties die al voor moeilijke uitdagingen staan.
Ten slotte dragen beide bij aan de totale pool van beschikbare middelen en moeten daarom als een geheel worden beschouwd in plaats van als afzonderlijke entiteiten om de implicaties te begrijpen die verband houden met de veranderingen die optreden als gevolg van antropomorfe invloeden op het dagelijks leven, die steeds belangrijker worden voor een breder publiek bewustzijn en uiteindelijk de beslissingen beïnvloeden die door regeringen over de hele wereld worden genomen om duurzaamheid voor toekomstige generaties te waarborgen, ongeacht politieke voorkeuren of ideologieën.
Samenvatting
Samenvattend; in tegenstelling tot wat algemeen wordt aangenomen, accumuleren niet-biologische variaties, ondanks hun lagere omloopsnelheid, nog steeds snel in de atmosfeer, wat de scenario's voor opwarming van de aarde enorm vergroot. Biogeen verkregen koolstof heeft kortere cyclusperioden, wat zorgt voor een grotere variabiliteit in termen van behoud van de gezondheid van de biodiversiteit, terwijl het ook voedingsstoffen aanvult om het evenwicht van het ecosysteem te behouden. Naast andere ernstige effecten, een stijgende zeespiegel Iedereen moet getuigenis afleggen, dus moet er serieus worden nagedacht over alle keuzes om de voordelen van welke beslissingen er uiteindelijk ook worden genomen namens de hele bevolking van planeet Aarde te maximaliseren.