Kolets kretslopp och människans påverkan
Grundämnet kol, med kemisk beteckning C, finns i allt levande och kolets kretslopp pågår hela tiden.
För att få energi bryter vi ner kolbaserade ämnen och andas ut koldioxid (CO2). Utan kol skulle vi människor och allt annat levande på jorden helt enkelt inte fungera.
Precis som vattnet cirkulerar kolet i naturen. De två centrala delarna i kolets kretslopp är fotosyntes och förbränning. Solen driver kolets kretslopp och via fotosyntesen binds koldioxiden in som kolatomer i växterna. Det kallas kolinlagring.
Fotosyntesen går till så här: I luften finns koldioxid. Gröna växter tar upp koldioxiden och tillsammans med energi från solen och vatten (som växten suger upp med hjälp av sina rötter) omvandlar växterna koldioxid till glukos som ger näring till växten. Det bildas också syre som växten släpper ut.
Människor och djur andas in syret som behövs för att förbränna maten och frigöra energi till cellerna i kroppen. Samtidigt bildas koldioxid som andas ut. Det här kallas cellandning. Samma process sker när ved eldas. Då förbrukas syre, och energi (värme) och koldioxid frigörs. Det kallas förbränning.
Hur lång tid tar kolets kretslopp?
Kolet har inte ett kretslopp utan flera, och dessa är olika långa. En dag. Ett år. Hundra år. Eller miljoner år.
Genom fotosyntes och cellandning cirkulerar kolatomer dagligen i ett kort kretslopp.
Ett lite längre förlopp är när kol lagras in i kroppen på ett däggdjur via maten som från början kommer från växtriket. När djuret dör påbörjar förmultningen, kroppen bryts ner och koldioxid återgår till atmosfären.
Ett betydligt långsammare kretslopp är när kolatomer upptas i trädstammar och grenar. Många träd kan bli flera hundra år gamla och först när trädet dör och förmultnar frigörs kolet som återgår till atmosfären. Om trädet är planterat för att avverkas till bränsle går förloppet betydligt snabbare.
Råolja, naturgas, stenkol och brunkol kallas fossila bränslen. De har bildats av döda organismer (växter och djur) som inte brutits ner helt när de dött, utan som packats ihop under miljontals år under marken. När råolja pumpas upp ur marken, raffineras och används som bensin och diesel i motorer frigörs koldioxid som har varit borta från kolcykeln i miljontals år.
Kol finns också i havet
Även vatten och hav är en del av kolets kretslopp. Ytvattnet tar upp stora mängder koldioxid som löser sig i vattnet, då bildas bland annat kolsyra (H2CO3). Omkring hälften av all koldioxid (eller upplöst kol) används av marina organismer som använder kolet för att växa, eller av musslor och koraller som använder det för att bygga skal. Skalen består till största delen av ett mineral som kallas för kalciumkarbonat (CaCO3).
När varelser i havet dör sjunker de till botten och bildar sediment. Det i sin tur kan, efter väldigt lång tid, omvandlas till kalksten som binder kol. Den gotländska kalkstenen beräknas vara 400 miljoner år. Våra hav är världens största kolsänkor. När havsvatten blir varmare fångas mindre koldioxid in av havet.
Hur påverkar människan kolets kretslopp?
Kolets naturliga kretslopp rubbas av mänskliga aktiviteter. Användningen av fossila bränslen för transporter och energi medför stora utsläpp av koldioxid i luften. Människans påverkan på kolets kretslopp innebär en förhöjd växthuseffekt som i sin tur driver på klimatförändringarna.
Genom att hugga ner och bränna stora områden av regnskog till exempel i Amazonas och på Borneo har vi människor minskat naturens förmåga att lagra in koldioxid ur atmosfären.
I Sverige påverkar det storskaliga skogsbruket kolets naturliga kretslopp. Den vanligaste avverkningsmetoden är kalhuggning, vilket innebär att man hugger ned alla träd på en plats för att sedan plantera nya. Kalhyggen släpper ut koldioxid i 10–12 år och det kan ta de nya trädplantorna uppemot 20 år att fånga upp samma mängd växthusgaser som ett kalhygge släpper ut.
Cementtillverkning är ett annat exempel på hur kolets kretslopp rubbas. När cement tillverkas frigörs koldioxid som har varit bunden i kalksten i miljoner år. Två tredjedelar av utsläppen från cementtillverkning kommer från den brända kalken och resten från de fossila bränslen som används för att hetta upp kalkstenen.
I stort sett all mat vi människor och våra tamdjur äter orsakar utsläpp av kolföreningar (växthusgaser), i Sverige eller i de länder som maten importeras ifrån. Stor efterfrågan på sojafoder leder till att stora ytor av regnskog avverkas och därmed försvinner betydelsefulla naturliga kolsänkor. Tamdjur utfodras till största delen med grödor som odlas på åkermark. Alla slags odlade grödor binder in koldioxid via fotosyntesen medan de växer. Inför sådd och vid skörd används tunga maskiner som körs på diesel och släpper ut koldioxid och när åkrar plöjs frigörs kol ur marken. Kor och får släpper ut gasen metan (CH4) när de smälter sin mat. Metan är en starkare växthusgas än koldioxid, men bryts ner snabbare i atmosfären än vad koldioxid gör.
Människors privata konsumtion av prylar och kläder påverkar också kolets kretslopp. Den största delen av de utsläpp som orsakas av svensk konsumtion sker idag utomlands där varorna produceras. Transporten från tillverkningslandet till Sverige orsakar också utsläpp.
Bättre balans i kolets kretslopp - hur då?
Genom att utveckla och övergå till förnybara energikällor så kan utsläppen från förbränning av fossila bränslen minskas. Transporter och resor behöver också förändras så att de inte släpper ut koldioxid.
När vi handlar kan vi välja varor som håller länge och som är gjorda av förnybara material som går att återvinna eller återanvända, istället för att förbränna dem direkt efter att de har slängts.
Genom att äta mindre kött och välja kött från djur som har betat gräs i skog och mark så kan klimatutsläppen från produktion av djurfoder minskas. Jordbrukets koldioxidutsläpp kan minska om marken plöjs mer sällan och odling av fleråriga grödor ökar.
Naturbaserade lösningar
Naturen kan få hjälp att ta upp mer koldioxid genom att gamla naturliga skogar bevaras och att alla skogar tillåts växa upp på ett naturnära sätt. Träden behöver sedan få växa och lagra in kol under lång tid, och om de huggs ner bör det ske utan att marken förstörs. Om träden används till att bygga hus istället för till bränsle så fortsätter kolatomerna att vara bundna så länge husen står kvar.
Naturen kan också binda mer kol om fler gamla våtmarker återställs. Under 1800- och 1900- talen torrlades många naturliga våtmarker för att skapa åkermark eller skogsplanteringar. I våtmarkerna finns kolinlagring i form av torv som består av döda växter som bara delvis har brutits ned i den syrefattiga miljön. Våtmarker är en naturlig kolsänka som kan hålla stora mängder koldioxid borta från atmosfären. De kan också hindra skogsbränder från att spridas.
Genom att skapa fler gröna ytor som parker och gröna tak i städer och tätorter kan växterna ta upp mer koldioxid. Träd i städerna är också viktiga för att ge människor och djur skugga och svalka i ett varmare klimat.
Naturskyddsföreningen har flera faktablad om bland annat växthuseffekten, energi och fotosyntesen. De finns här.
Läs mer om oljans historia här.
Beställ illustrationen av kolets kretslopp och människans påverkan som affisch här.
Faktafrågor för skolor
Diskussionsfrågor för skolor
Så tycker Naturskyddsföreningen
Naturskyddsföreningen tycker att ökningen av den globala medeltemperaturen – som orsakas av människans utsläpp – måste stanna under 1,5 grader. Det är viktigt för att konsekvenserna för människor och ekosystem på planeten inte ska bli så allvarliga att de inte går att anpassa sig till.
För att nå det målet menar Naturskyddsföreningen att de globala utsläppen av växthusgaser måste halveras till år 2030. Naturskyddsföreningen anser även att Sverige år 2030 behöver ha uppnått nära noll utsläpp av växthusgaser. Att målen är olika beror på att vi i Sverige och andra höginkomstländer har släppt ut mycket mer koldioxid under 1900-talet än dagens låginkomstländer – och det gör vi fortfarande! Länder där många människor lever i fattigdom behöver få utrymme att öka sina utsläpp under en period eftersom det annars blir svårt att minska fattigdomen.
Biomassa kan användas för att ersätta fossil energi och fossila produkter. Samtidigt anser Naturskyddsföreningen att skog och mark behöver skyddas och/eller brukas på ett sätt som ökar de naturliga kolsänkorna och stärker den biologiska mångfalden. För att kunna göra båda behöver framför allt skogsbruket inriktas mot att få ut mer nytta från mindre mängder biomassa, kvalitet före kvantitet. Det handlar bland annat om att göra mer träprodukter med lång livslängd och mindre biobränslen eller produkter med kort livslängd. Vi måste också inse att biomassa inte kan substituera alla fossila bränslen utan samhället måste anpassa konsumtionen efter de planetära gränserna.
För energisystemet innebär Naturskyddsföreningens klimatmål att vi människor inte kan fortsätta använda fossila bränslen, eftersom de släpper ut mycket växthusgaser. Energikällorna måste också vara långsiktigt hållbara och inte komma från resurser som tar slut (till exempel olja och uran). Därför tycker Naturskyddsföreningen att energin i framtiden måste komma från 100 procent förnybara energikällor i hela världen. Dessa förnybara energikällor måste användas på ett sätt som påverkar den lokala miljön så lite som möjligt. Biobränslen måste komma från hållbar markanvändning och inte bidra negativt till möjligheten att klara mål för biologisk mångfald och levande ekosystem, eller göra det svårare för sårbara grupper att få mat och vatten.
