Energi må hele tiden tilføres i biosfæren. Men de stoffene som alt det levende er bygd opp av resirkuleres i et evig kretsløp. I denne artikkelen skal vi ta for oss noen av de viktigste grunnstoffene og syklusene de har i naturen. I tillegg skal vi ta for oss kretsløpet til ressursen vann.
Karbon
I atmosfæren finner vi det store lageret av karbon, i form av gassen karbondioksid, CO2. Denne gassen blir brukt av alle grønne planter når de produserer sukker, proteiner og fett. Plantene spises av dyr i korte eller lange næringskjeder. Restene brytes ned av mikroorganismer. Sluttproduktet i prosessen er CO2, og sirkelen er dermed sluttet.
Dersom vi ser oss litt bakover i tid, vet vi at kull, naturgass og olje er rester av planter og dyr som levde for mange millioner år siden. Dette er ressurser som vi bruker som energikilder. Vi kan for eksempel fyre med kull og bruke oljeprodukter som bensin I disse forbrenningsprosessene er sluttresultatet karbondioksid, vann og mindre mengder gasser som inneholder svovel og nitrogen. Når vi fyrer med ved i ovnen, er også resultatet CO2.
Den største delen av karbonbindingen finner vi i skogene, og særlig i de tropiske regnskogene. Planter i jordbruksland klarer ikke å binde så mye CO2. Dette er fordi det er for få av dem, og også fordi de ikke er produktive hele året.
Det blir mindre og mindre skog på planeten vår. Over halvparten av alle skogene har forsvunnet de siste tiårene, og avskogingen bare fortsetter. Dette fører til mindre skog som sørger for det evige kretsløpet til karbonet, samtidig som vi forbrenner mye fossile energikilder, som kull og olje. Karbonkretsløpet står derfor i fare for å komme ut av balanse. Mengden karbondioksid øker i atmosfæren, og vi får den såkalte drivhuseffekten.
Nitrogen
Vi skal ta for oss deler av nitrogenkretsløpet, som et svært komplisert kretsløp.
Lageret for nitrogen finner vi også i luften, likt som hos karbon. Nitrogengass, N2, utgjør rundt 78% av atmosfæren. Enkelte bakterier kan hente ut nitrogen fra luften og omdanne det til nitritt-, nitrat- og ammoniumioner. Ammoniumioner kan bygges inn i proteiner og nukleinsyrer..Slike typer bakterier lever i jorda, spesielt på rotknollene til belgplanter. Bønner, erter og kløver er arter som lever i symbiose med de nitrogenbindende bakteriene.
I maten til dyr og mennesker er det et overskudd av nitrogen. Fisker skiller ut denne overskuddet i form av ammoniakk, fugler med urinsyre og og høyere dyr med urea. Når dyre- og planterestene brytes ned, blir nitrogenet i proteinene og nukleinsyrene omdannet til ammoniakk. Noen mikroorganismer utnytter energien i dette stoffet, og resultatet blir nitrogengass. Kretsløpet er dermed sluttet.
Vi mennesker har utviklet industriprosesser som tar nitrogen fra lufta og omdanner det til nitrater og ammoniumforbindelser. Produktene blir brukt som gjødsel i landbruket, kunstgjødsel. Denne prosessen krever ekstreme mengder energi. Jorda tilfører årlig rundt 30 millioner tonn nitrogen i form av kunstgjødsel, noe som er mye mindre enn jordbakteriene binder. Likevel vet vi ikke om det vil påvirke det globale nitrogenkretsløpet på sikt.
Fosfor
Alle levende organismer er avhengig av fosfor, blant annet i nukleinsyrer. Fosfor er noen ganger en begrensende faktor i økosystemer. Det vil si at det er nok av alt, utenom fosfor. Tilførsel av fosfor vil derfor øke bæreevnen for ulike organismer.
Reservoaret til fosfor er i bergarter som inneholder fosfater. Fosfatene vaskes sakte ut fra bergartene, og tas deretter opp av plantene. Plantene spises av dyr, som igjen blir brutt ned. Vi kan da starte på en ny runde med oppløste fosfater, og kretsløpet er sluttet. Men dersom fosfatene igjen skal bli til fjell, tar det millioner av år.
Fosfor brukes blant annet i kunstgjødsel. Det blir hvert år tatt ut noen millioner tonn fosfor fra gruver. Fosforet blir dermed tilsatt i økosystemet på jorda i form av avrenning fra jordbruksområder. Det snakkes om at vi i nær fremtid vil gå tom for fosfor, noe som vil føre til prisøkning, og deretter skjev fordeling av de godene fosforet gir.
Vannkretsløpet
Selv om vann ikke brytes ned på samme måte som mineralene over, kan man likevel si at vannet har et kretsløp.
Vannet fordamper fra havet og andre åpne vann. Planter, forbrenningsprosesser av brensel og forbrenningen i levende dyr, er også en kilde til vanndamp. Energien i fordampningen kommer enten direkte eller indirekte fra sola. Vannet kommer dermed ned på jorda igjen i form av regn eller snø. Deretter renner vannet gjennom jordsmonnet og tilbake til havet via elver, innsjøer og bekker.
Grunnlaget til vannkraft får vi ved å demme opp høytliggende innsjøer og elver. Vannkraftverk er en viktig, fornybar og bærekraftig kilde til strøm i landet vårt.
Vann er helt nødvendig for livet på jorda. Bruker man opp vann fortere enn det regner ned, vil det oppstå en ubalanse. Moderne jordbruk krever enorme vannmengder, noe som kan føre til at grunnvannsnivået synker. Det vil dermed oppstå en slik ubalanse.
Les også:
Kilde:
Else Liv Hagesæter og Geir Smoland (2002), Renhold Kjemi og Økologi, Oslo: Yrkeslitteratur as