Hiilidioksidi: nro 1 kasvihuonekaasu

hiili on välttämätön rakennusaine kaikelle maapallon elämälle. Se on myös tärkein atomi, joka muodostaa fossiilisten polttoaineiden kemiallisen koostumuksen. Sitä voidaan löytää myös hiilidioksidin muodossa, kaasuna, jolla on keskeinen rooli globaalissa ympäristössä ilmastonmuutos.

Hiilidioksidi on molekyyli, joka koostuu kolmesta osasta, keskeisestä hiiliatomista, joka on sidottu kahteen happiatomiin. Se on kaasu, joka muodostaa vain noin 0,04% ilmakehästämme, mutta se on tärkeä osa hiilisykliä. Hiilimolekyylit ovat todellisia muodonsiirtimiä, usein kiinteässä muodossa, mutta muuttuvassa vaiheessa usein CO: sta₂ kaasu nesteeksi (hiilihappona tai karbonaateina) ja takaisin kaasuksi. Valtameret sisältävät valtavia määriä hiiltä, ​​samoin kuin kiinteä maa: kalliomuodostumat, maaperä ja kaikki elävät esineet sisältävät hiiltä. Hiili liikkuu näiden eri muotojen välillä sarjassa prosesseja, joihin viitataan hiilisykli - tai tarkemmin sanottuna useita jaksoja, joilla on useita ratkaisevia tehtäviä globaalissa ilmastomuutosilmiössä.

Soluhengitysprosessin aikana kasvit ja eläimet polttavat sokereita energian saamiseksi. Sokerimolekyylit sisältävät useita hiiliatomeja, jotka hengityksen aikana vapautuvat hiilidioksidin muodossa. Eläimet hengittävät ylimääräistä hiilidioksidia hengittäessään, ja kasvit vapauttavat sen pääosin yöllä. Auringonvalossa altistettuna kasvit ja levät keräävät hiilidioksidia₂ ilmasta ja poista se hiiliatomiltaan käytettäväksi sokerimolekyylien rakentamisessa - jäljelle jäänyt happi vapautuu ilmassa kuin O₂.

Hiilidioksidi on myös osa paljon hitaampaa prosessia: geologista hiilisykliä. Sillä on monia komponentteja, ja tärkeä on hiiliatomien siirto CO: sta₂ ilmakehässä valtamereen liuenneiksi karbonaateiksi. Kerran siellä, hiiliatomit poimitaan pienten meren eliöiden (enimmäkseen planktonin) avulla, jotka tekevät siitä kovia kuoria. Planktonin kuoleman jälkeen hiilikuori uppoaa pohjaan, liittymällä muiden pisteisiin ja lopulta muodostuen kalkkikivi. Miljoonia vuosia myöhemmin, että kalkkikivi voi nousta pintaan, muuttua sääksi ja vapauttaa hiiliatomeja.

Hiili, öljy ja kaasu ovat fossiilisia polttoaineita, jotka on valmistettu vesieliöiden kertymisestä ja joutuvat sitten korkeaan paineeseen ja lämpötilaan. Kun otamme nämä fossiiliset polttoaineet ja polttamme niitä, hiilimolekyylit, jotka ovat kerran lukittu planktoniin ja levät vapautuvat takaisin ilmakehään hiilidioksidina. Jos tarkastelemme kohtuullista ajanjaksoa (esimerkiksi satoja tuhansia vuosia), CO-pitoisuus₂ ilmakehässä on ollut suhteellisen vakaa, luonnolliset päästöt kompensoidaan kasvien ja levien keräämillä määrillä. Koska olemme polttaneet fossiilisia polttoaineita, olemme kuitenkin lisänneet nettomäärän hiiltä ilmassa vuosittain.

Ilmakehässä hiilidioksidi osallistuu muiden molekyylien kanssa kasvihuoneilmiö. Auringon energia heijastuu maan pinnasta, ja prosessissa se muuttuu enemmän aallonpituudeksi kasvihuonekaasut sieppaavat helposti, tartuttaen lämmön ilmakehään sen sijaan, että anna sen heijastua ulos tilaa. Hiilidioksidin osuus kasvihuoneilmiössä vaihtelee 10-25% sijainnista riippuen, heti vesihöyryn takana.

CO-pitoisuus₂ ilmakehässä on vaihdellut ajan myötä, planeetalla on ollut geologisten aikojen aikana merkittäviä ylä- ja alamäkiä. Jos tarkastelemme viime vuosituhansia, näemme kuitenkin hiilidioksidin jyrkän nousun, joka alkaa selvästi teollisuuden vallankumouksesta. Koska ennen vuotta 1800 arvioitiin hiilidioksidipäästö₂ pitoisuudet ovat nousseet yli 42% nykyisille tasoille yli 400 miljoonasosaa (ppm) fossiilisten polttoaineiden palamisen ja maan raivaamisen takia.

Kun tulimme aikakauteen, jonka määrittelee intensiivinen ihmisen toiminta, antroposeeni, olemme lisänneet hiilidioksidia ilmakehään luonnossa esiintyvien päästöjen lisäksi. Suurin osa tästä tulee hiilen, öljyn ja maakaasun polttamisesta. Energia-ala, etenkin hiilivoimaloiden kautta, on vastuussa suurimmasta osasta maailmaa kasvihuonekaasupäästöt - sen osuus Yhdysvalloissa on ympäristönsuojelun mukaan 37% Virasto. kuljetus, mukaan lukien fossiilisia polttoaineita käyttävät autot, kuorma-autot, junat ja laivat, on toisella puolella 31%: n päästöistä. Toinen 10% tulee fossiilisten polttoaineiden polttamisesta koteihin ja yrityksiin. Jalostamot ja muut teolliset toiminnot vapauttavat paljon hiilidioksidia, jota johtaa sementin tuotanto joka on vastuussa yllättävän suuresta määrästä CO: ta₂ tuottaa jopa 5% maailmanlaajuisesta kokonaistuotannosta.

Maan raivaaminen on tärkeä hiilidioksidipäästöjen lähde monissa osissa maailmaa. Palava kaltevuus ja maaperän paljastuminen vapauttaa päästöjä₂. Maissa, joissa metsät tuottavat jonkin verran paluuta, kuten Yhdysvalloissa, maankäyttö luo hiilen nettotuotteen, kun sitä kasvavat puut mobilisoivat.

Laske hiilidioksidipäästöjäsi voidaan tehdä säätämällä energiankulutusta, tekemällä ympäristöystävällisempiä päätöksiä kuljetustarpeistasi ja arvioimalla uudelleen ruokavalintasi. molemmat luonnonsuojelu ja EPA: lla on hyödyllisiä hiilijalanjäljen laskimet joka voi auttaa sinua tunnistamaan, missä elämäntyyliisi voit tehdä suurimman eron.

Päästöjen vähentämisen lisäksi voidaan toteuttaa toimia myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuuksien vähentämiseksi. Termi hiilen sitominen tarkoittaa CO: n sieppaamista₂ ja siirtämällä se vakaaseen muotoon, jossa se ei vaikuta ilmastomuutokseen. sellainen ilmaston lämpenemisen lieventäminen toimenpiteisiin sisältyy metsien istuttaminen ja hiilidioksidin injektoimisen vanhoihin kaivoihin tai syvälle huokoisiin geologisiin muodostelmiin.