مقدار ثاني أكسيد الكربون المنبعث من البركان. من ينبعث المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي - الإنسان أم الطبيعة؟ أوروبا الخضراء و "الكربونيك" إندونيسيا وأفريقيا

وصلت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية إلى مستويات قياسية العام الماضي. وبحسب تقرير وكالة الطاقة الدولية (IEA) ، فقد بلغت في عام 2018 نحو 33 مليار طن.

لاحظ مؤلفو الدراسة: "نظرًا لارتفاع الطلب على الطاقة في عام 2018 ، ارتفعت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالطاقة العالمية بنسبة 1.7٪ على أساس سنوي إلى مستوى قياسي بلغ 33.1 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون". وشكلت الصين والهند والولايات المتحدة 85٪ من الزيادة في الانبعاثات ، بينما شهدت ألمانيا واليابان والمكسيك وفرنسا والمملكة المتحدة تخفيضات.

وقال رئيس وكالة الطاقة الدولية فاتح بيرول في هذا الصدد إن الزيادة الكبيرة في الطلب على الطاقة جاءت "بالنسبة للكثيرين مفاجأة" وجعلت من الصعب على البلدان تحقيق أهدافها المناخية العالمية.

ونقلت صحيفة "فاينانشيال تايمز" عن بيرول قوله: "إننا نشهد زيادة غير عادية في الطلب العالمي على الطاقة ، والذي ينمو بأسرع وتيرة في هذا العقد". في الوقت نفسه ، في رأيه ، لا يمكن للمرء أن يتوقع نفس معدلات النمو في الطلب على موارد الطاقة في عام 2019.

ومع ذلك ، فإن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ليست سوى جزء من المشكلة. وفقًا لتقرير سابق لوكالة الطاقة الدولية ، فإن إنتاج النفط والغاز ، على الرغم من الإجراءات النشطة التي اتخذتها شركات النفط ، يساهم بجزء كبير جدًا من انبعاثات غاز الميثان في العالم.

على وجه الخصوص ، تمثل الأنشطة المتعلقة باستخراج ونقل ومعالجة واستهلاك الهيدروكربونات 13٪ من انبعاثات الميثان في جميع أنحاء العالم. تحدث التسريبات في جميع مراحل دورة الإنتاج ، ولا تزال شركات النفط والغاز العالمية غير قادرة على قياس حجم هذه التسريبات بدقة.

بشكل عام ، يمثل النشاط البشري 60 ٪ من انبعاثات الميثان العالمية ، والنسبة المتبقية 40 ٪ - التسرب الطبيعي للغاز من طبقات التربة العميقة ، وانبعاثات المستنقعات ، ومنتجات النفايات الحيوانية ، وتعفن النباتات الميتة.

ومع ذلك ، من الغريب أن تقوم وكالة الفضاء الأمريكية ناسا بتقييم الموقف بشكل مختلف. في بداية العام الماضي ، نشرت الوكالة نتائج دراسة جديدة ، تفيد بأن الزيادة الكبيرة في تركيز غاز الميثان في الغلاف الجوي في السنوات الأخيرة لا يمكن أن تُعزى إلى تربية الماشية وتبخر مستنقعات "التربة الصقيعية" المتنامية.

أكثر من نصف انبعاث غازات الدفيئة هذا يقع على ضمير صناعة الوقود العالمية. يشير التقرير النهائي ، الذي نُشر في مجلة Nature Communications ، إلى أن متوسط ​​انبعاثات الميثان السنوية يتراوح الآن بين 12 و 19 مليون طن سنويًا.

في السابق ، تم تفسير هذا الانتشار من خلال التقلبات في عدد الماشية ، وخاصة الأبقار - أحد بواعث الميثان الرئيسية ، وكذلك بالذوبان التدريجي للتربة الصقيعية ، مما أدى إلى تكوين مستنقعات كبيرة مشبعة بهذا الغاز.

ومع ذلك ، فقد أظهرت دراسات الأقمار الصناعية لوكالة ناسا أن انبعاثات الميثان من إنتاج واستخدام الهيدروكربونات والفحم تتزايد بشكل أسرع مما كان يعتقد سابقًا. على سبيل المثال ، تبين أن الانبعاثات من صناعة النفط في ألبرتا بكندا أعلى بنسبة 25-50٪ من التقديرات السابقة.

1 الإنسان والمناخ.

2 مقدمة.

العلاقة بين استهلاك الطاقة والنشاط الاقتصادي والدخل

استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

3 الكربون في الطبيعة.

نظائر الكربون.

4 الكربون في الغلاف الجوي.

ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

كربون التربة.

5 توقعات تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في المستقبل. الاستنتاجات الرئيسية.

6 فهرس.

مقدمة.

لقد وصل النشاط البشري بالفعل إلى مستوى من التطور يصبح فيه تأثيره على الطبيعة عالميًا. تخضع الأنظمة الطبيعية - الغلاف الجوي والأرض والمحيطات - وكذلك الحياة على الكوكب ككل لهذه التأثيرات. من المعروف أنه خلال القرن الماضي كان محتوى بعض المكونات الغازية في الغلاف الجوي ، مثل ثاني أكسيد الكربون (

الفكرة القائلة بأن المناخ يمكن أن يتغير نتيجة إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لم تظهر الآن. وأشار أرينيوس إلى أن حرق الوقود الأحفوري يمكن أن يؤدي إلى زيادة تركيز الغلاف الجوي

آلية التأثير

إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي

نتيجة صناعية

الانبعاثات.

المصدر الرئيسي للانبعاثات البشرية المنشأ

إن الحد الأدنى لمستوى استهلاك الطاقة للفرد المطلوب حاليًا لتلبية احتياجات الطب والتعليم والترفيه يختلف اختلافًا كبيرًا من منطقة إلى أخرى ومن بلد إلى آخر. في العديد من البلدان النامية ، تعد الزيادة الكبيرة في نصيب الفرد من استهلاك الوقود عالي الجودة أمرًا ضروريًا لتحقيق مستوى معيشي أعلى. يبدو من المحتمل الآن أن استمرار النمو الاقتصادي وتحقيق مستوى معيشي مرغوب فيه لا يتعلقان باستهلاك الفرد من الطاقة ، ولكن هذه العملية ليست مفهومة جيدًا بعد.

يمكن الافتراض أنه قبل منتصف القرن المقبل ، ستكون اقتصادات معظم البلدان قادرة على التكيف مع ارتفاع أسعار الطاقة ، مما يقلل الحاجة إلى العمالة وأنواع أخرى من الموارد ، فضلاً عن زيادة سرعة معالجة ونقل المعلومات ، أو ربما تغيير هيكل التوازن الاقتصادي بين إنتاج السلع وتقديم الخدمات. وبالتالي ، فإن معدل الانبعاثات الصناعية سيعتمد بشكل مباشر على اختيار استراتيجية تطوير الطاقة مع حصة أو أخرى من استخدام الفحم أو الوقود النووي في نظام الطاقة.

استهلاك الطاقة والانبعاثات

ثاني أكسيد الكربون.

لا يتم إنتاج الطاقة من أجل إنتاج الطاقة نفسها. في البلدان الصناعية ، تأتي معظم الطاقة المولدة من الصناعة والنقل والتدفئة والتبريد من المباني. أظهرت العديد من الدراسات الحديثة أن المستوى الحالي لاستهلاك الطاقة في البلدان الصناعية يمكن خفضه بشكل كبير من خلال استخدام تقنيات توفير الطاقة. تم حساب أنه إذا تحولت الولايات المتحدة ، في إنتاج السلع الاستهلاكية وفي قطاع الخدمات ، إلى التقنيات الأقل استهلاكًا للطاقة بنفس حجم الإنتاج ، فإن كمية الهواء المنبعثة في الغلاف الجوي

الكربون في الطبيعة.

من بين العديد من العناصر الكيميائية التي بدونها تكون الحياة على الأرض مستحيلة ، يعتبر الكربون هو العنصر الرئيسي ، حيث ترتبط التحولات الكيميائية للمواد العضوية بقدرة ذرة الكربون على تكوين سلاسل وحلقات تساهمية طويلة. إن الدورة الكيميائية الجيوكيميائية للكربون ، بالطبع ، معقدة للغاية ، لأنها لا تشمل فقط أداء جميع أشكال الحياة على الأرض ، ولكن أيضًا نقل المواد غير العضوية بين خزانات الكربون المختلفة وداخلها. الخزانات الرئيسية للكربون هي الغلاف الجوي ، والكتلة الحيوية القارية ، بما في ذلك التربة ، والغلاف المائي مع الكائنات الحية البحرية ، والغلاف الصخري. خلال القرنين الماضيين في نظام الغلاف الجوي والغلاف الحيوي والغلاف المائي ، كانت هناك تغييرات في تدفقات الكربون ، والتي كانت شدتها تقريبًا أعلى من شدة العمليات الجيولوجية لنقل هذا العنصر. لهذا السبب ، يجب على المرء أن يقتصر على تحليل التفاعلات داخل هذا النظام ، بما في ذلك التربة.

المركبات والتفاعلات الكيميائية الأساسية.

يُعرف أكثر من مليون مركب كربون ، يشارك الآلاف منها في العمليات البيولوجية. يمكن أن تكون ذرات الكربون في واحدة من تسع حالات أكسدة محتملة: من + IV إلى -IV. الظاهرة الأكثر شيوعًا هي الأكسدة الكاملة ، أي + IV ، أمثلة على هذه المركبات

انتهى عام 2018 ووفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، في بداية عام 2019 ، بلغ متوسط ​​مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض 409 جزء في المليون.

يوضح الرسم البياني متوسط ​​التركيز اليومي لثاني أكسيد الكربون في المراصد الأربعة الأساسية لقسم الرصد العالمي ؛ بارو ، ألاسكا (باللون الأزرق) ، ماونا لوا ، هاواي (باللون الأحمر) ، ساموا الأمريكية (باللون الأخضر) والقطب الجنوبي للقارة القطبية الجنوبية (باللون الأصفر). يمثل الخط الأسود السميك متوسط ​​المنحنيات المتجانسة وغير الموسمية لكل سجل. خط الاتجاه هذا هو تقدير جيد للغاية لمتوسط ​​مستويات ثاني أكسيد الكربون العالمية. اتجاه الرسم البياني تصاعدي ، مما يعني أنه في عام 2019 سنشهد ذروة جديدة في تركيز ثاني أكسيد الكربون على الكوكب.

نتائج عام 2018 عن ثاني أكسيد الكربون

قام موقع ميزانية الكربون العالمية بعمل رسم بياني لدوران ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض في نهاية عام 2018.

وفقًا للمعلومات المقدمة ، بلغت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية في عام 2018 حوالي 37.1 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون. هذا ما يقرب من 2.7٪ أكثر من العام الماضي. هناك اختلاف طفيف في القيم من 1.8٪ إلى 3.7٪ ، بسبب الحسابات المعقدة للدوران العالمي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض.

ما هي الدول الأكثر انبعاثًا لثاني أكسيد الكربون؟

وتجدر الإشارة إلى وجود اتجاه تصاعدي كبير في الانبعاثات منذ عام 1960. تم النظر فيها بمزيد من التفصيل. سننظر في قائمة بالدول الرئيسية التي تزود هواء كوكبنا بهذا الغاز.

في عام 1960 ، كما هو متوقع ، احتلت الولايات المتحدة وروسيا وألمانيا المناصب القيادية. هناك فارق بسيط هنا - يشار إلى روسيا فقط بدون البلدان التي كانت جزءًا من رابطة الدول المستقلة ، على سبيل المثال ، أوكرانيا وكازاخستان. تليها الصين في المركز الرابع ، ثم دول أوروبا والشرق وما إلى ذلك. كانت كمية الانبعاثات في عام 1960 حوالي 9411 ميغا طن (9.4 جيجا طن).

في عام 2017 ، تغير الوضع بشكل كبير ، مع تولي الصين زمام المبادرة في صناعتها.

الصين هي العمالة الرخيصة. قامت العديد من الشركات بنقل مرافق الإنتاج الخاصة بها إلى هذا البلد ، بالإضافة إلى حل مشكلة الضرائب على الانبعاثات. نعم ، وقد ارتفعت الصين في الآونة الأخيرة بقوة من حيث الإنتاج والتجارة مع الدول الأخرى.

المرتبة الثانية والثالثة تحتلها الولايات المتحدة والهند ، على التوالي. لقد كادت الدولة الأخيرة اللحاق بالصين من حيث عدد السكان ، وتجذب العمالة الرخيصة المستثمرين هناك بإنتاجها. احتلت روسيا المرتبة الرابعة ، تليها اليابان ، ثم ألمانيا ، إلخ. زادت الانبعاثات إلى 36153 ميغا طن (36.1 جيجا طن).

أين يذهب ثاني أكسيد الكربون عندما يدخل الغلاف الجوي؟

الجواب نفسه واضح لقارئ هذا الموقع ، فهو يبقى في جو الأرض ويتراكم فيه ،

تبلغ الانبعاثات من حرق الفحم والغاز والنفط حوالي 34 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. أضف حرائق الغابات وإزالة الغابات والرعي ، وستحصل على 5 جيجا طن أخرى من ثاني أكسيد الكربون. من الغريب جدًا أن ننظر الآن إلى الانبعاثات البركانية ، والتي لا تتجاوز 500 مليون طن (0.5 جيجا طن) من ثاني أكسيد الكربون ، ولا نأخذها في الاعتبار في الحسابات بسبب التقلبات. خلال الفترة السنوية ، تمتص النباتات على الأرض 12 جيجا طن ، في حين أن المحيط أقل بقليل - 9 جيجا طن. يتم إنفاق 700 ميغا طن أخرى على دورات الكربون فوق الماء والأرض ، مما يؤدي إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون بمقدار +17.3 جيجا طن سنويًا. الاتجاه آخذ في الازدياد ، ولن يوقع أحد عقودًا للحد من انبعاثات الغاز.

استنتاج

في الختام ، أقترح إلقاء نظرة على الفيديو ، كيف تغيرت قيمة ثاني أكسيد الكربون على مدار 800000 عام ، أولاً قام مؤلفو NOAA بتدوين ملاحظات حول الأدوات. استخدم اللف العكسي للرسم البياني البيانات التي تم الحصول عليها من عينات الجليد الأساسية المأخوذة في القارة القطبية الجنوبية لتحديد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء.

سبب الاحتباس الحراري هو انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. هناك حاجة إلى استبدال السيارات بالمركبات الكهربائية هنا والآن. الصناعة في البلدان المتقدمة هي المسؤولة عن تغير المناخ. خلف دوي طبول الدعاية للسياسيين ونشطاء الحركات "الخضراء" ، يكاد الصوت الهادئ لا يسمع للمتخصصين ، ويعتقد الكثير منهم أنه لا يتعلق فقط بغازات العادم وليس كثيرًا. ربما يكون كل شيء أبسط بكثير - وفي نفس الوقت أكثر صعوبة.

في منتصف أكتوبر من هذا العام ، نشرت الوكالة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء الأمريكية (ناسا) مواد منتظمة عن تحليل النتائج التي حصل عليها القمر الصناعي البحثي OCO-2 (مرصد الكربون المداري).

هذا المختبر الفضائي مزود بمقاييس طيفية عالية الدقة تسمح لنا بتقدير كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يدرس المختبر انعكاس ضوء الشمس من سطح الأرض ، بما في ذلك ما يسمى بوميض الكلوروفيل الناجم عن الشمس في النباتات المرتبطة بعملية التمثيل الضوئي. هذا هو المعمل الأول الذي جعل من الممكن اكتشاف محتوى ثاني أكسيد الكربون في منطقة شاسعة في وضع "هنا والآن" ، وكذلك لتقييم النشاط الممتص للنباتات الأرضية.

أوروبا الخضراء و "الكربونيك" إندونيسيا وأفريقيا

تم إطلاق المختبر في صيف عام 2014 ، وفي ديسمبر بالفعل ، قدمت ناسا الخرائط الأولى لتوزيع ثاني أكسيد الكربون على نطاق عالمي (من 1 أكتوبر إلى 17 نوفمبر) ونشاط الغطاء النباتي (من أغسطس إلى أكتوبر). وإذا كان من المتوقع انخفاض نشاط النبات في نصف الكرة الشمالي في هذا الوقت والتفعيل في نصف الكرة الجنوبي ، فإن توزيع الأماكن التي بها أعلى تركيز لثاني أكسيد الكربون كان مفاجأة. اتضح أن معظمها يقع في إندونيسيا وجنوب إفريقيا والبرازيل - أي فوق الأماكن التي لا يمكن تسميتها بالمراكز الصناعية. من بين المراكز الصناعية ، برز جنوب شرق الصين والسواحل الشرقية والغربية للولايات المتحدة (بدرجة أقل بكثير). تقع أوروبا في المنطقة الخضراء.

رأى الخبراء سبب هذه الانبعاثات واسعة النطاق في الاحتراق الموسمي للنباتات من قبل السكان المحليين والحرائق المصاحبة. ومع ذلك ، يمكن أن تكون هناك أسباب أخرى ، مثل الجفاف. يتوقف نمو النبات أثناء الجفاف ، مما يعني أن امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي نتيجة لعملية التمثيل الضوئي يتوقف أيضًا. لقد أصبح من الواضح أن التحكم في انبعاثات الكربون في البلدان المتقدمة في نصف الكرة الشمالي أمر ضروري - لكن هناك قوى أخرى على هذا الكوكب يمكن أن تلغي كل جهودنا.

من يهتم - من الطعام

بحلول خريف عام 2015 ، أصبح من الواضح أن الطبيعة لها وجهات نظرها الخاصة حول ديناميكيات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. إذا تجاوز محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء في الربيع في نصف الكرة الشمالي تقريبًا 400 جزء في المليون (أي 400 جزء في المليون) ، فعندئذٍ بحلول الصيف ، حيث بدأت النباتات على الأرض والعوالق النباتية في البحار في التطور بنشاط ، بدأ المحتوى في الانخفاض بشكل ملحوظ.

هذا الانخفاض ملحوظ بشكل خاص في مناطق جنوب شرق أوروبا وأوكرانيا وجنوب روسيا وسيبيريا وكازاخستان وشمال الصين. كما حاولت النباتات في إيطاليا واليونان في ذلك الصيف أن "تأكل الكثير" من ثاني أكسيد الكربون ، لكن إسبانيا وفرنسا لم ترقيا إلى مستوى التوقعات. ومع ذلك ، فإن الغابات والأعشاب في دول البلطيق ، وكذلك الدول الاسكندنافية ، لم تكن نشطة أيضًا.

ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات أنه لا يمكن استبعاد حجج أولئك الذين يتحدثون عن أهمية مراعاة امتصاص النباتات لثاني أكسيد الكربون ، والعمليات الطبيعية لإطلاقه. علاوة على ذلك ، يمكن أن يتكيف الغطاء النباتي للكوكب مع القفزات في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

هذا التوازن الصعب

عالم النبات ، من العوالق النباتية المجهرية إلى البلوط الفخم ، السكويا والباوباب ، نشط تمامًا مثل عالم الحيوان. النباتات تأكل وتتنفس. مثل الحيوانات ، يتنفسون الهواء ويخرجون ثاني أكسيد الكربون. ولكن لإسعاد جميع الحيوانات والبشر ، فإنهم يحتاجون إلى نفس ثاني أكسيد الكربون والماء وضوء الشمس لتغذية أجسامهم وبنائها. لكن الأكسجين بالنسبة لهم في هذه الحالة هو فائض ، مضيعة للنشاط الحيوي.

مثل كل الكائنات الحية ، تموت النباتات وتتحلل إلى جزيئات بسيطة. يؤدي ذلك إلى إطلاق غاز الميثان (CH4) وثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي. إذا حرقنا العشب أو الخشب ، فسنطلق مرة أخرى جزءًا آخر من ثاني أكسيد الكربون.

لفترة طويلة ، كان يُعتقد أنه مع زيادة متوسط ​​درجة الحرارة ، ستواجه النباتات الإجهاد أثناء التنفس. نتيجة لذلك ، ستزداد كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي بشكل ملحوظ. ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات أنه في الواقع ، مع زيادة متوسط ​​درجة الحرارة بمقدار 6 درجات ، ستنبعث النباتات من ثاني أكسيد الكربون خمس مرات أقل مما تم حسابه سابقًا.

هذه أرقام مهمة للغاية ، لأن النباتات الموجودة على كوكبنا تطلق غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بمقدار ستة أضعاف ما تنبعثه البشرية عن طريق حرق الوقود الأحفوري.

قوة طفل النينيو

ومع ذلك ، في فجر تطور الحياة ، في حقب الحياة القديمة ، كان محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أعلى بما لا يقاس - على الأقل عشر مرات. أحد الأسباب هو قلة الغطاء النباتي على الأرض. وبالمناسبة ، كان ذلك في الفترتين الديفونية والكربونية ، عندما وصل الغطاء النباتي إلى اليابسة وبدأت في التكاثر بسرعة ، بدأ محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الانخفاض بسرعة. الفحم اليوم هو ثاني أكسيد الكربون في العصر الكربوني ، مرتبط بالنباتات منذ أكثر من 300 مليون سنة.

إذا حكمنا من خلال المواد المتاحة ، فإن التيار الدوري لظاهرة النينيو ، الذي يتقوى ويضعف بشكل دوري في المحيط الهادئ قبالة سواحل أمريكا الجنوبية ، أدى إلى تغيير في الأحوال الجوية في المنطقة الاستوائية من الكوكب. في إندونيسيا ، كانت هناك موجات جفاف وحرائق شديدة ، في البرازيل - جفاف ، ووقف التمثيل الضوئي ، والحرائق ، وفي أفريقيا - مجرد أمطار وتعفن هائل للنباتات ، مصحوبًا أيضًا بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

في زمن الديناصورات الجوراسية ، كان محتوى ثاني أكسيد الكربون عند مستوى 1500-2000 جزء في المليون. وكان أيضًا وقتًا لحياة غنية ومزدهرة. فهل يستحق الخوف من زيادة مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، إذا كان ثاني أكسيد الكربون منتجًا ضروريًا لتغذية كل شيء ينمو على الأرض؟

سيارة كهربائية؟ الأشجار!

كل هذا يقودنا إلى استنتاج واحد: الترابط بين العمليات على الكوكب أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد سابقًا. إذا كنا قلقين بشأن زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، فربما لا يكون الانتقال التوجيهي إلى السيارات الكهربائية (إعطاء الأتمتة الكهربائية حتى عام 2030!) هو الحل الأكثر فعالية. ربما يجب وقف قطع الأشجار المتفشي حول العالم. بعد كل شيء ، الأشجار هي ثاني أكسيد الكربون المربوط. يعيش معظم سكان كوكبنا في فقر ، وحتى الآن يتناسب استهلاك الكيروسين كوقود للمصابيح مع كمية وقود الطائرات التي تستهلكها جميع الطائرات المدنية الأمريكية. ربما ينبغي علينا تعليم الناس الاستغناء عن حرق العشب وقطع الغابات؟ تزويدهم بمصابيح تعمل بالطاقة الشمسية؟

هناك نحو مليار سيارة في العالم تضاف إليها محركات السفن والقطارات والطائرات. هل من الواقعي نقل كل هذا إلى الجر الكهربائي في المستقبل المنظور؟ أم يجب أن نركز على التكيف مع تغير المناخ الحقيقي؟ هل ستنقذنا توربينات الرياح والألواح الشمسية من ارتفاع منسوب مياه البحر والأمطار الغزيرة ، أم سنحتاج إلى حفر الخنادق وبناء السدود؟ أو ربما حان الوقت للتفكير في الانتقال إلى مستوى أعلى؟ اليوم ، أصبحت هذه الأسئلة بالفعل خارج نطاق المناقشات العلمية واكتسبت معنى عمليًا تمامًا.

يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا مهمًا في الغلاف الجوي للأرض. يشارك في عمليات ظهور وتحلل جميع الكائنات الحية وتشكيل المركبات العضوية من غير العضوية.
في المحيط الحيوي ، يدعم ثاني أكسيد الكربون عملية التمثيل الضوئي ، التي تشكل نباتات الأرض وسطح المحيط.
جنبا إلى جنب مع الماء والميثان وجزيئات الأوزون ، فإنه يشكل "".

ثاني أكسيد الكربون هو غاز دفيئة يؤثر على انتقال حرارة الأرض في الهواء وهو عنصر أساسي في تشكيل مناخ الأرض.
اليوم ، هناك زيادة في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بسبب ظهور مصادر اصطناعية وطبيعية جديدة. هذا يعني أن مناخ الكوكب سوف يتغير.

يحدث معظم ثاني أكسيد الكربون على كوكب الأرض بشكل طبيعي. ولكن أيضًا مصادر ثاني أكسيد الكربون هي المؤسسات الصناعية والنقل ، والتي توفر انبعاث ثاني أكسيد الكربون من أصل اصطناعي في الغلاف الجوي.

ينابيع طبيعية

عندما تتعفن الأشجار والأعشاب ، يتم إطلاق 220 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون كل عام. المحيطات تطلق 330 مليار طن. تؤدي الحرائق ، التي تكونت نتيجة عوامل طبيعية ، إلى إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون ، مساوٍ في الكمية للانبعاثات البشرية المنشأ.

المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكربون هي:

• تنفس النباتات والحيوانات. تمتص النباتات والحيوانات ثاني أكسيد الكربون وتنتجها ، وهذه هي الطريقة التي تتنفس بها.
• انفجار البراكين. تحتوي الغازات البركانية على ثاني أكسيد الكربون. في تلك المناطق التي توجد بها براكين نشطة ، يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يخرج من شقوق وصدوع الأرض.
• تحلل العناصر العضوية. عندما تحترق العناصر العضوية وتتعفن ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون.

يتم تخزين ثاني أكسيد الكربون في تركيبات الكربون: الفحم ، والجفت ، والزيت ، والحجر الجيري. يمكن تسمية المحيطات ، التي تحتوي على احتياطيات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون والتربة الصقيعية ، بالمخازن الاحتياطية. ومع ذلك ، فإن التربة الصقيعية بدأت في الذوبان ، كما يتضح من انخفاض القمم الثلجية لأعلى الجبال في العالم. مع تحلل المواد العضوية ، لوحظ زيادة في إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. نتيجة لذلك ، يتم تحويل التخزين إلى المصدر.

المناطق الشمالية من ألاسكا وسيبيريا وكندا معظمها دائمة التجمد. يحتوي على الكثير من المواد العضوية. بسبب تسخين مناطق القطب الشمالي ، تذوب التربة الصقيعية وتتحلل محتوياتها.

المصادر البشرية

المصادر الاصطناعية الرئيسية لثاني أكسيد الكربون هي:

• الانبعاثات من الشركات التي تحدث أثناء عملية الاحتراق. النتيجه هي .
• المواصلات.
• تحويل الأراضي الاقتصادية من الغابات إلى مراعي وأراضي صالحة للزراعة.

يتزايد عدد الآلات البيئية في العالم ، لكن نسبتها فيما يتعلق بآلات الاحتراق الداخلي صغيرة جدًا. تكلفة السيارات الكهربائية أعلى من تكلفة السيارات التقليدية ، لذلك لا يملك الكثيرون الفرصة المالية لشراء هذا النوع من وسائل النقل.

لا ترتبط إزالة الغابات المكثفة لأغراض الصناعة والزراعة ارتباطًا مباشرًا بمصادر ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ. أنشطة إزالة الغابات هي سبب عدم مشاركة ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي. مما يؤدي إلى تراكمها في الغلاف الجوي.

ماصات ثاني أكسيد الكربون

الماصات هي أي أنظمة اصطناعية أو طبيعية تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء. الحوض عبارة عن هيكل يمتص كمية أكبر من ثاني أكسيد الكربون من الهواء مما يطلقه فيه.

ماصات طبيعية

يمكن أن تؤثر الغابات على كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء. يمكن أن تكون أحواض ومصادر للانبعاثات بالتوازي (أثناء القطع). مع نمو الأشجار وتنمو الغابة ، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون. تعتبر هذه العملية أساسًا لتطوير الكتلة الحيوية. اتضح أن الغابة التقدمية تعمل كممتص.

غابات نصف الكرة الشمالي

عندما يتم حرق الغابات وتدميرها ، يتم تحويل معظم الكربون المتراكم مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون. نتيجة لذلك ، أصبحت الغابة مرة أخرى مصدرًا لثاني أكسيد الكربون.
العوالق النباتية هي أيضًا أحواض ثاني أكسيد الكربون على الأرض. في الوقت نفسه ، يبقى معظم الكربون الممتص ، الذي ينتقل عبر السلسلة الغذائية ، في المحيط.

ماصات صناعية

أشهر ماصات ثاني أكسيد الكربون هي: محلول البوتاسيوم الكاوية وجير الصودا والأسبستوس والصودا الكاوية.
هذه المركبات في تحويلها إلى مركبات أخرى. توجد منشآت تلتقط ثاني أكسيد الكربون من انبعاثات محطات الطاقة وتحولها إلى حالة سائلة أو صلبة مع استخدامها لاحقًا في الصناعة. تجرى الاختبارات لحقن ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء في صخور البازلت تحت الأرض. أثناء التفاعل ، يتكون معدن صلب.

محطة ضخ ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض

التفاعل مع المحيط

يتجاوز وجود ثاني أكسيد الكربون في المحيطات محتوى الغلاف الجوي ، إذا تم تحويله إلى كربون ، فسيخرج حوالي 36 تريليون طن. توجد في شكل بيكربونات وكربونات. تتشكل هذه المركبات أثناء التفاعلات الكيميائية بين الصخور تحت الماء والماء وثاني أكسيد الكربون. هذه التفاعلات قابلة للعكس ، فهي تسبب تكوين الحجر الجيري وصخور الكربونات الأخرى مع إطلاق نصف الهيدروكربونات على شكل ثاني أكسيد الكربون.

دورة ثاني أكسيد الكربون في المحيط

على مدى مئات الملايين من السنين ، أدت هذه الدورة من التفاعلات إلى التثبيت في صخور الكربونات لمعظم ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي للأرض. نتيجة لذلك ، فإن معظم ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الانبعاثات البشرية المكثفة لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي سوف يذوب في المحيطات. لكن السرعة التي ستستمر بها هذه العملية في المستقبل تظل غير معروفة.
يساعد وجود العوالق النباتية على سطح المحيطات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى المحيط. تمتص العوالق النباتية كمية معينة من ثاني أكسيد الكربون عند اكتساب الطاقة ومصدرًا لتنمية الخلايا. عندما يموت ويغرق في القاع ، يبقى الكربون معه.

التفاعل مع الأرض

يرتبط ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء على المستوى الجيني بالأرض. تعمل حركات التربة المتدفقة باستمرار على زيادة احتياطيات ثاني أكسيد الكربون في الهواء ، حيث تستخدمه النباتات لتكوين العناصر العضوية. يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا مهمًا في تكوين التربة وتهويتها. يشارك في تدمير المعادن الأساسية ، وزيادة قابلية الذوبان ، وحركة الكربونات والفوسفات.

تظهر نسبة كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الهواء الأرضي نتيجة لنشاط كائنات التربة ، أثناء تحلل وأكسدة عنصر عضوي. تنتج جذور النباتات الطويلة ما يصل إلى ثلث ثاني أكسيد الكربون. هناك أيضًا كمية من ثاني أكسيد الكربون مع غازات الأحداث والفادوز من أعمق كرات الأرض. في التربة المتكونة على الصخور الجيرية ، يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يعمل كنتاج لتدمير كربونات الكالسيوم بواسطة أحماض التربة.

ثاني أكسيد الكربون في الهواء الأرضي له أهمية بيولوجية كبيرة. فائضه (أكثر من 1٪) يمنع إنبات البذور ونمو نظام الجذر. إذا قمت بإزالة ثاني أكسيد الكربون على أي حال ، فإن فائضه على المدى القصير سيؤدي إلى إبطاء نمو البذور.

في التربة التي تحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية ، يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الصيف والربيع إلى 3-9٪. تنتج تربة تشيرنوزم من 2 إلى 6 كجم من ثاني أكسيد الكربون لمدة 24 ساعة. في هواء التربة على عمق 75-150 سم ، يكون محتوى ثاني أكسيد الكربون ضعف ما هو عليه في الطبقات العليا. في الأوقات الدافئة ، يكون محتوى ثاني أكسيد الكربون في هواء التربة أعلى بمرتين مما هو عليه في الشتاء. يمكن تفسير ذلك من خلال زيادة نشاط الكائنات الحية في التربة.
يجب أن يكون مفهوما أن العديد من طرق الزراعة تؤدي إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في التربة. من بين هؤلاء:

1. أسمدة عضوية
2. عشبة.
3. ضغط الأسطوانة.

بالطبع لا يستحق القول أن خصوبة الأرض وجودتها يعتمدان فقط على ثاني أكسيد الكربون ، فهناك عوامل أخرى تؤثر على ذلك.
لتنظيم ديناميكيات ثاني أكسيد الكربون في التربة وزيادة محتواها إلى المقدار المطلوب لاستخراج محصول جيد ، من الضروري:

• تنشيط عمليات الحياة في التربة بمساعدة التهوية ؛
• إجراء بذر مناسب للحشائش من أجل الحفاظ على احتياطي المواد العضوية وتجديده ؛
• صنع السماد الأخضر واستخدام الأسمدة العضوية.

استنتاج

ليس هناك شك في أنه بدون ثاني أكسيد الكربون ، سيكون الوجود على الأرض مختلفًا تمامًا. وتشارك في أهم العمليات البيولوجية والكيميائية والجيولوجية والمناخية. من المهم أن تعرف عنهم لشرح العديد من الظواهر التي تحدث من حولنا.