Menselijke invloed op kringlopen.

Koolstof

De duidelijkste menselijke verstoring betreft de koolstofkringloop. Door verbranding van kolen, olie en gas komt elk jaar koolstof in de atmosfeer die in geologische tijdschalen was opgeslagen. Daarbij komen ontbossing, oxidatie van veen en (in mindere mate) cementproductie.

Het gevolg is meetbaar: de atmosferische CO₂-concentratie is sinds de industriële revolutie aanzienlijk gestegen. Een deel wordt opgenomen door oceanen en vegetatie; de rest hoopt zich op in de atmosfeer en versterkt het broeikaseffect. Zie CO₂ en klimaat en methaan.

Stikstof

Sinds het begin van de twintigste eeuw maakt het Haber-Boschproces het mogelijk N₂ uit de lucht industrieel om te zetten in ammoniak voor kunstmest. Daarmee voegt de mens grootschalig reactieve stikstof toe aan ecosystemen — in een orde die de natuurlijke biologische binding evenaart of overstijgt.

De gevolgen zijn divers. Eutrofiering van oppervlaktewater door nitraat- en fosfaatuitspoeling. Lachgas-emissies (N₂O) door denitrificatie in landbouwbodems — een sterk broeikasgas. Stikstofdepositie op natuurgebieden, met verschuiving van soortensamenstelling. In Nederland speelt deze laatste een centrale rol in de stikstofproblematiek.

Fosfor

Fosfor wordt gewonnen uit fosfaaterts en als kunstmest gebruikt. De winbare voorraden zijn eindig en geconcentreerd in een handvol landen, waardoor er strategische zorg is over toekomstige beschikbaarheid. Op het land hoopt fosfor zich op in landbouwgebieden met intensieve veehouderij; in oppervlaktewater leidt overschot tot eutrofiering en algenbloei. Zie fosforkringloop.

Water

De totale hoeveelheid water op aarde verandert niet door menselijk handelen. Wel verandert de verdeling. Onttrekking van grondwater voor irrigatie put in sommige regio's voorraden uit. Stuwdammen veranderen rivierregimes. Verstedelijking vermindert infiltratie. Vervuiling tast waterkwaliteit aan. Klimaatverandering verschuift neerslagpatronen. Zie waterkringloop.

Zwavel

De grootste verstoring zit in SO₂-uitstoot uit verbranding van zwavelhoudende fossiele brandstoffen. In de twintigste eeuw piekte deze in Europa en Noord-Amerika, met zure regen als gevolg. Door regelgeving (rookgasreiniging, brandstofnormen) is de uitstoot sterk teruggedrongen. Daarmee is dit een van de duidelijkste voorbeelden van een succesvol milieubeleid. Zie zwavelkringloop.

Plastic en synthetische stoffen

Een nieuwe categorie verstoring: stoffen die niet bestonden voordat de mens ze maakte, en die vrijwel niet door natuurlijke processen worden afgebroken. Plastic fragmenteert tot microplastic, hoopt zich op in zee en bodem, en wordt opgenomen door organismen. Vergelijkbare zorgen gelden voor sommige bestrijdingsmiddelen, PFAS en bepaalde geneesmiddelen.

Schaal en snelheid

Wat menselijke ingrepen onderscheidt van natuurlijke verstoringen, is vooral de snelheid. Vulkanen brengen ook CO₂ in de atmosfeer, maar over geologische tijdschaal. De mens doet hetzelfde in eeuwen. Bliksem bindt ook stikstof, maar in beperkte hoeveelheden. Haber-Bosch werkt het hele jaar door op industriële schaal. Het probleem is niet dat we processen doen die de natuur niet kent — het probleem is de orde van grootte en het tempo.

Wat we kunnen weten

Het PBL, RIVM en KNMI publiceren cijfers en trends voor Nederland; IPCC, NOAA en NASA voor de wereld; Compendium voor de Leefomgeving voor toegankelijke samenvattingen. Onderzoek bij Wageningen University & Research, NIOO-KNAW en NIOZ behandelt de mechanismen erachter. De onzekerheidsmarges verschillen per onderwerp en worden in serieuze bronnen netjes meegenomen.