פחמן הוא אחד היסודות הנפוצים ביותר בכדור הארץ. הוא הבסיס לכל החומרים האורגניים מתאים בגוף האדם ועד לדלקים מחצביים. הפחמן שעל פני כדור הארץ נמצא בתנועה מתמדת ועובר בין היצורים החיים, הקרקעות, האוקיינוסים והאטמוספרה. בחלק משלביו של מחזור הפחמן המעבר מהיר מאד, ואילו בשלבים אחדים של המחזור הפחמן נותר מקובע במשך עידנים. למשל, מאגרי פחמן קיימים בחומר אורגני שנוצר לפני מיליוני שנים במשקעים ימיים או במעמקי האדמה, חלקם במחצבים כמו דלק ופחם.

הגורמים האנתרופוגניים (מעשה ידי אדם) שמפרים את מחזור הפחמן:
  • שריפת דלקים מחצביים. הפעילות האנושית של שריפת דלקים מחצביים מעלה באופן משמעותי את ריכוז הפחמן באטמוספרה. כתוצאה משריפת הדלקים, פחמן שהוטמע בדלקים מחצביים לפני מיליוני שנים מוחזר למערכת הפחמן הפעילה.
  • שינויים בשימושי קרקע. שינויים בשימושי קרקע פוגעים ביכולת קיבוע הפחמן הדו-חמצני וגורמים לעלייה בכמות היחסית של גזי חממה ממקורות אנתרופוגניים הנשארים באטמוספרה. הסבת בתי גידול טבעיים לשטחי חקלאות, כריתת יערות, עיור ובניית תשתיות וכבישים הם תהליכים המורידים, בדרך כלל, את פוטנציאל קיבוע הפחמן הדו-חמצני של המערכות האקולוגיות. כאשר יערות גשם טרופיים נכרתים, למשל, האזור הופך בדרך כלל לבית גידול עשבוני, ויכולת קיבוע הפחמן שלו יורדת.
  • התחממות האקלים. כמות גדולה של פחמן אגורה גם בצורה של מתאן. עמוק בקרקעית האוקיינוסים ובתוך האדמה הארקטית הקפואה מצויים מאגרים עצומים של מתאן קפוא בצורה של הידרט מתאן. הידראט המתאן הוא קרח שנוצר ממתאן בתנאים של טמפרטורות נמוכות ולחץ גבוה ובזכות התנאים האלה הוא נשמר בצורה של מוצק. ההערכות הן שכמות הפחמן האצורה במאגרים אלה גדולה כמעט פי שניים מכמות הפחמן המצויה בכל המאגרים של דלקים מחצביים המוכרים כיום. עלייה בטמפרטורות האטמוספרה והאוקיינוסים עלולה לערער את יציבות ההידראטים. במקרה כזה ישתחררו כמויות גדולות של גז מתאן לאטמוספרה. יכולת התרומה לאפקט החממה (GWP) של המתאן גדול פי 21 מזה של פחמן דו-חמצני, ולכן שחרור כמויות גדולות של מתאן לאטמוספרה עלול להגביר את קצב ההתחממות של כדור הארץ ולהוביל את המערכת האקלימית להידרדרות בלתי ניתנת לעצירה. 

בניית תרחישים על שינויי האקלים הצפויים בעתיד מורכבת ביותר. למשל, אין ספק כי רוב הפחמן המשוחרר מגיע לאטמוספרה, אך מידי שנה חסרים נתונים אודות 15%–30% מהפחמן המשוחרר. מדענים משערים שהמבלע החסר של הפחמן מצוי בקיבוע הפחמן על ידי צמחים לתוך המערכת הביוטית היבשתית, אך הדבר טרם הוכח.

עשן עולה ממפעל לזיקוק סוכר. צילום: Elena Aliag

עשן עולה ממפעל לזיקוק סוכר. צילום: Elena Aliag

בירוא יער הגשם של האמזונס, Mato Grosso, ברזיל. צילום: NASA Earth Observatory

בירוא יער הגשם של האמזונס, Mato Grosso, ברזיל. צילום: NASA Earth Observatory


מקורות ומידע נוסף

הסבר על חישוב המבלע החסר של הפחמן באתר Woods Hole Research Center
הסבר על חישוב המבלע החסר של הפחמן באתר The National Center for Atmospheric Research and the UCAR Office of Programs
המשרד להגנת הסביבה, אגף איכות אוויר - מרכז ניטור אוויר ארצי, ניטור איכות אוויר בישראל, דו"ח שנתי 2005 
UNEP, UNEP/GRID-Arendal. 2005. Vital Climate Change Graphics Update
Climate Change 2006: The Physical Science Basis (summary for policymakers) 
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), pages 2-3.
Houghton, J.T., Ding, Y., Griggs, D.J., Noguer, M., van der Linden P. J., and Xiaosu D. (editors). 2001. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). UK: Cambridge University Press
Watson, Robert T. and the Core Writing Team (editors). 2001. Climate Change 2001: Synthesis Report. A contribution of Working Groups I, II and III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. UK: Cambridge University Press.

מאגר הידע