כמה פחמן דו חמצני פולט הר געש? מי פולט יותר פחמן דו חמצני לאטמוספירה - בני אדם או טבע? אירופה הירוקה ואינדונזיה ואפריקה המפוחמים

פליטת פחמן דו חמצני בעולם הגיעה לרמות שיא בשנה שעברה. כפי שנאמר בדו"ח של סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA), בשנת 2018 הם הסתכמו ב-33 מיליארד טון.

"ככל שהביקוש לאנרגיה גדל ב-2018, פליטת CO2 הקשורה לאנרגיה בעולם עלתה ב-1.7% משנה לשנה לשיא של 33.1 GtCO2", ציינו עורכי המחקר. "סין, הודו וארה"ב היוו 85% מהעלייה בפליטות, בעוד שהן ירדו בגרמניה, יפן, מקסיקו, צרפת ובריטניה".

הגידול המשמעותי בביקוש לאנרגיה הגיע כהפתעה לרבים והקשתה עוד יותר על מדינות להשיג יעדי אקלים גלובליים, אמר ראש ה-IEA, פאטיח בירול.

"אנו רואים צמיחה יוצאת דופן בביקוש לאנרגיה עולמית, שצומח בקצב המהיר ביותר בעשור הזה", ציטט הפייננשל טיימס את בירול. יחד עם זאת, לדעתו, בקושי ניתן לצפות לאותו קצב גידול בביקוש למשאבי אנרגיה ב-2019.

עם זאת, פליטת CO2 היא רק חלק מהבעיה. לפי דו"ח מוקדם יותר של ה-IEA, הפקת נפט וגז, למרות צעדים אקטיביים שנקטו חברות הנפט, מייצרת חלק משמעותי מאוד מפליטת המתאן העולמית.

בפרט, פעילויות הקשורות לייצור, הובלה, עיבוד וצריכה של פחמימנים מהוות 13% מפליטת מתאן ברחבי העולם. דליפות מתרחשות בכל שלבי מחזור הייצור, וחברות הנפט והגז בעולם אינן מסוגלות עדיין למדוד במדויק את היקף הדליפות הללו.

באופן כללי, פעילות אנושית אחראית ל-60% מפליטת המתאן העולמית, 40% הנותרים הם חלחול טבעי של גז משכבות עמוקות של אדמה, פליטת ביצות, פסולת של בעלי חיים והירקבות של צמחייה מתה.

עם זאת, מוזר שסוכנות התעופה האמריקאית נאס"א מעריכה את המצב אחרת. בתחילת השנה שעברה פרסמה הסוכנות את תוצאות מחקר חדש, לפיו לא ניתן לייחס את העלייה החמורה בריכוזי המתאן באטמוספרה בשנים האחרונות לגידול בקר ולאידוי מגידול ביצות "פרמפרוסט".

יותר ממחצית מהפליטות של גז חממה זה נגרמות על ידי תעשיית הדלק העולמית. הדו"ח הסופי שפורסם בכתב העת Nature Communications מציין כי פליטת מתאן שנתית ממוצעת נעה כעת בין 12 ל-19 מיליון טון בשנה.

בעבר התפשטות כזו הוסברה על ידי תנודות במספר הבקר, בעיקר פרות - אחד מהפולטים העיקריים של מתאן, וגם על ידי הפשרה הדרגתית של פרמפרסט, שהובילה להיווצרות ביצות גדולות רוויות בגז זה.

עם זאת, מחקרי לוויינים של נאס"א הראו שפליטת מתאן מהייצור והשימוש בפחמימנים ופחם עולה מהר יותר ממה שחשבו בעבר. לדוגמה, הפליטות מתעשיית הנפט באלברטה, קנדה, התבררו כגבוהות ב-25-50% מההערכות הקודמות.

1 אדם ואקלים.

2 מבוא.

הקשר בין צריכת אנרגיה, פעילות כלכלית והכנסה

צריכת אנרגיה ופליטת פחמן דו חמצני.

3 פחמן בטבע.

איזוטופים פחמן.

4 פחמן באטמוספירה.

פחמן דו חמצני אטמוספרי.

פחמן באדמה.

5 תחזיות של ריכוזי פחמן דו חמצני באטמוספירה לעתיד. מסקנות עיקריות.

6 בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה.

מבוא.

הפעילות האנושית כבר הגיעה לרמת התפתחות שבה השפעתה על הטבע הופכת גלובלית. מערכות טבעיות - האטמוספירה, האדמה, האוקיינוס ​​- כמו גם החיים על הפלנטה בכללותה נתונים להשפעות אלו. ידוע שבמהלך המאה האחרונה התוכן של רכיבי גז מסוימים באטמוספרה, כמו פחמן דו חמצני (

הרעיון שהאקלים עלול להשתנות כתוצאה משחרור פחמן דו חמצני לאטמוספירה לא הופיע לאחרונה. Arrhenius ציין כי שריפת דלקים מאובנים עלולה להוביל לעלייה בריכוזים האטמוספריים.

מנגנון פעולה

שחרור פחמן דו חמצני לאטמוספירה

כתוצאה מתעשייתי

פליטות.

מקור פליטות אנתרופוגני עיקרי

הרמה המינימלית של צריכת אנרגיה לנפש הנדרשת כיום כדי לענות על צרכים רפואיים, חינוכיים ופנאי משתנה משמעותית מאזור לאזור וממדינה למדינה. במדינות מתפתחות רבות, עלייה משמעותית בצריכת דלקים איכותיים לנפש חיונית להשגת רמת חיים גבוהה יותר. כעת נראה כי המשך הצמיחה הכלכלית והשגת רמת החיים הרצויה אינם קשורים לצריכת אנרגיה לנפש, אך תהליך זה טרם נחקר מספיק.

ניתן להניח שלפני אמצע המאה הבאה, הכלכלות של רוב המדינות יוכלו להסתגל לעלייה במחירי האנרגיה על ידי הפחתת הצורך בעבודה ובסוגים אחרים של משאבים, וכן הגדלת מהירות עיבוד המידע והעברת המידע. , או אולי שינוי מבנה האיזון הכלכלי בין ייצור סחורות למתן שירותים. לפיכך, הבחירה באסטרטגיית פיתוח אנרגיה עם נתח כזה או אחר של השימוש בפחם או דלק גרעיני במערכת האנרגיה תקבע ישירות את שיעור הפליטות התעשייתיות

צריכת אנרגיה ופליטות

פחמן דו חמצני.

אנרגיה לא מופקת לשם הפקת אנרגיה. במדינות מתועשות, רוב האנרגיה המופקת מגיעה מתעשייה, תחבורה וחימום וקירור מבנים. מחקרים רבים עדכניים הראו שניתן להפחית משמעותית את רמת צריכת האנרגיה הנוכחית במדינות מתועשות באמצעות שימוש בטכנולוגיות לחיסכון באנרגיה. חישוב היה שאם ארה"ב תעבור, בייצור מוצרי צריכה ושירותים, לטכנולוגיות הכי פחות עתירות אנרגיה עם אותו נפח ייצור, אז הכמות הנכנסת לאטמוספירה

פחמן בטבע.

בין היסודות הכימיים הרבים שבלעדיהם אי אפשר לקיום חיים על פני כדור הארץ, הפחמן הוא הטרנספורמציה הכימית של חומרים אורגניים הקשורים ליכולתו של אטום הפחמן ליצור שרשראות וטבעות קוולנטיות. מחזור הפחמן הביו-גיאוכימי הוא מטבע הדברים מורכב מאוד, מכיוון שהוא כרוך לא רק בתפקוד של כל צורות החיים על פני כדור הארץ, אלא גם בהעברת חומרים אנאורגניים בין ובתוך מאגרי פחמן שונים. המאגרים העיקריים של פחמן הם האטמוספירה, ביומסה יבשתית, כולל קרקעות, ההידרוספירה עם הביוטה הימית והליתוספירה. במהלך המאתיים האחרונות, התרחשו שינויים בזרימת הפחמן במערכת האטמוספרה-ביוספרה-הידרוספרה, שעוצמתה גדולה בערך בסדר גודל מעוצמת התהליכים הגיאולוגיים של העברה של יסוד זה. מסיבה זו, עלינו להגביל את עצמנו לניתוח של אינטראקציות בתוך מערכת זו, כולל קרקעות.

תרכובות ותגובות כימיות בסיסיות.

ידועות יותר ממיליון תרכובות פחמן, שאלפים מהן מעורבות בתהליכים ביולוגיים. אטומי פחמן יכולים להיות באחד מתשעה מצבי חמצון אפשריים: +IV עד -IV. התופעה השכיחה ביותר היא חמצון מוחלט, כלומר. +IV, דוגמאות לתרכובות כאלה כוללות

שנת 2018 הסתיימה ולפי המינהל הלאומי לאוקיאנוס ואטמוספירה, בתחילת 2019 הרמה הממוצעת של פחמן דו חמצני באטמוספירה של כדור הארץ עומדת על 409 ppm.

הגרף מציג את הריכוז היומי הממוצע של CO 2 בארבעת מצפה הכוכבים של בסיס חטיבת הניטור העולמית; בארו, אלסקה (בכחול), מאונה לואה, הוואי (באדום), סמואה האמריקאית (בירוק), והקוטב הדרומי של אנטארקטיקה (בצהוב). הקו השחור העבה מייצג את הממוצע של העקומות המוחלקות והלא עונתיות עבור כל שיא. קו מגמה זה הוא אומדן טוב מאוד של רמות CO 2 הממוצעות העולמיות. המגמה של הגרף היא כלפי מעלה, מה שאומר שבשנת 2019 נראה שיא חדש בריכוזי הפחמן הדו חמצני על פני כדור הארץ.

תוצאות פחמן דו חמצני 2018

אתר Global Carbon Budget ערך אינפוגרפיקה של תחלופה של CO 2 באטמוספרה של כדור הארץ בסוף 2018.

על פי המידע שנמסר, פליטת CO 2 העולמית בשנת 2018 הסתכמה בכ-37.1 גיגהטון של פחמן דו חמצני. מדובר בכ-2.7% יותר מאשר בשנה שעברה. ישנה שונות קלה בערכים בין 1.8% ל-3.7%, הקשורה לחישובים מורכבים של התחלופה העולמית של פחמן דו חמצני באטמוספרה של כדור הארץ.

אילו מדינות פולטות הכי הרבה CO 2?

ראוי לציין מגמת עלייה משמעותית בפליטות מאז 1960. נשקלו ביתר פירוט. נסתכל על רשימת המדינות העיקריות המספקות את הגז הזה לאוויר הפלנטה שלנו.

ב-1960, כפי שניתן היה לצפות, התפקידים המובילים נכבשו על ידי ארצות הברית, רוסיה וגרמניה. יש כאן ניואנס קטן - רק רוסיה מסומנת ללא המדינות שהיו חלק מחבר העמים, למשל אוקראינה וקזחסטן. אחריה במקום הרביעי הייתה סין, ואז מדינות אירופה, המזרח וכו'. כמות הפליטות ב-1960 הייתה כ-9411 מגהטון (9.4 Gt)

בשנת 2017, המצב השתנה באופן דרמטי סין עם התעשייה שלה הפכה למובילה.

סין היא כוח עבודה זול. תאגידים רבים העבירו את מתקני הייצור שלהם לארץ זו, ופתרו עוד יותר את בעיית מיסי הפליטה. וסין עצמה עלתה לאחרונה מאוד במונחים של ייצור וסחר עם מדינות אחרות.

את המקומות השני והשלישי תופסים ארה"ב והודו, בהתאמה. המדינה האחרונה כמעט והדביקה את סין מבחינת אוכלוסייה, וגם כוח עבודה זול מושך לשם משקיעים עם הייצור שלהם. רוסיה תופסת את המקום הרביעי, אחריה יפן, ואז גרמניה וכו'. כמות הפליטות גדלה ל-36,153 מגהטון (36.1 Gt).

לאן עובר CO 2 כשהוא חודר לאטמוספירה?

התשובה עצמה ברורה לקורא האתר הזה, היא נשארת באטמוספירה של כדור הארץ ומצטברת בה,

פליטות משריפת פחם, גז ונפט מסתכמות בכ-34 Gt CO 2 בשנה. הוסיפו לזה שריפות יער, כריתת יערות ויצירת מרעה, נקבל עוד 5 Gt CO 2. זה מאוד מוזר להסתכל עכשיו על פליטות געשיות, שמסתכמות רק ב-500 Mt (0.5 Gt) של פחמן דו חמצני. אנחנו לא לוקחים אותם בחשבון בחישובים בגלל חוסר יציבות. במהלך התקופה השנתית, צמחים ביבשה סופגים 12 Gt, בעוד שהאוקיינוס ​​מעט פחות - 9 Gt. עוד 700 מגהטון מושקעים על מחזורי פחמן מעל מים ויבשה, וכתוצאה מכך עולה בפחמן דו חמצני של +17.3 Gt בשנה. המגמה גוברת; אף אחד לא הולך לחתום על הסכמים להגבלת פליטת הגז.

סיכום

לסיכום, אני מציע לך להסתכל על הסרטון של איך הערך של פחמן דו חמצני השתנה במשך 800,000 שנים, ראשית המחברים מ-NOAA עשו הקלטות ממכשירים. בעת היפוך לאחור של הגרף, נעשה שימוש בנתונים שהתקבלו מדגימות ליבת קרח שנלקחו באנטארקטיקה כדי לקבוע את תכולת הפחמן הדו חמצני באוויר.

התחממות כדור הארץ נגרמת מפליטת CO2 לאטמוספירה. יש צורך בהחלפת מכוניות ברכב חשמלי כאן ועכשיו. התעשייה במדינות מפותחות אשמה בשינויי האקלים. מאחורי רעם תופי התעמולה של פוליטיקאים ופעילים של תנועות "ירוקים", כמעט ולא נשמע קולם הרגוע של מומחים, שרבים מהם מאמינים שהבעיה היא לא רק ולא כל כך בגזי הפליטה. אולי הכל הרבה יותר פשוט - ובו בזמן יותר מסובך.

באמצע אוקטובר השנה פרסמה סוכנות האווירונאוטיקה והחלל הלאומית של ארה"ב (NASA) חומרים קבועים המוקדשים לניתוח התוצאות שהושגו על ידי לוויין המחקר OCO-2 (מצפה פחמן במסלול).

מעבדת חלל זו מצוידת בספקטרומטרים ברזולוציה גבוהה המאפשרים להעריך את תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה. המעבדה חוקרת את השתקפות אור השמש מפני השטח של כדור הארץ, לרבות מה שמכונה פלואורסצנציה של כלורופיל הנגרמת על ידי השמש בצמחים הקשורים לתהליך הפוטוסינתזה. זוהי המעבדה הראשונה שאפשרה לקבוע את תכולת הפחמן הדו חמצני על פני שטח עצום במצב "כאן ועכשיו", וכן להעריך את פעילות הקליטה של ​​צמחייה יבשתית.

אירופה הירוקה ואינדונזיה ואפריקה המפוחמים

המעבדה הושקה בקיץ 2014, וכבר בדצמבר הציגה נאס"א את המפות הראשונות של התפלגות פחמן דו חמצני בקנה מידה עולמי (מ-1 באוקטובר עד 17 בנובמבר) ופעילות הצמחייה (מאוגוסט עד אוקטובר). ואם הייתה צפויה ירידה בפעילות הצמחים בחצי הכדור הצפוני בזמן זה ועלייה בפעילות הצמחים בחצי הכדור הדרומי, אז התפלגות המקומות עם ריכוזי ה-CO2 הגבוהים ביותר הייתה הפתעה. התברר שהוא שופע ביותר על פני אינדונזיה, דרום אפריקה וברזיל – כלומר על מקומות שאי אפשר בשום אופן לקרוא להם מרכזי תעשייה. בין מרכזי התעשייה, הבולטים ביותר היו דרום מזרח סין והחופים המזרחיים והמערביים של ארצות הברית (במידה פחותה בהרבה). אירופה מצאה את עצמה ב"אזור הירוק".

מומחים ראו את הסיבה לפליטות בקנה מידה כה גדול בשריפת צמחייה עונתית על ידי תושבים מקומיים ובשריפות הנלוות. עם זאת, יכולות להיות סיבות אחרות, כמו בצורת. בזמן בצורת, גדילת הצמחים נעצרת, מה שאומר שגם ספיגת הפחמן הדו חמצני מהאטמוספירה כתוצאה מפוטוסינתזה נפסקת. התברר ששליטה בפליטת פחמן דו חמצני במדינות המפותחות של חצי הכדור הצפוני היא הכרחית - אבל יש כוחות אחרים על הפלנטה שיכולים לבטל את כל המאמצים שלנו.

למי אכפת, מי מקבל אוכל

עד סתיו 2015, התברר שלטבע יש דעות משלו על הדינמיקה של פחמן דו חמצני באטמוספרה. אם באביב בחצי הכדור הצפוני כמעט בכל מקום תכולת הפחמן הדו חמצני באוויר עלתה על 400 ppm (כלומר, 400 חלקים למיליון), אז עד הקיץ, כאשר צמחים ביבשה ופיטופלנקטון בים החלו להתפתח באופן פעיל, תוכנו החל לרדת באופן ניכר.

ירידה זו בולטת במיוחד על פני אזורי החלק הדרומי של מזרח אירופה, אוקראינה, דרום רוסיה, סיביר, קזחסטן וחלקה הצפוני של סין. גם הצמחייה של איטליה ויוון באותו הקיץ ניסתה "לאכול הרבה" פחמן דו חמצני, אבל הספרדים והצרפתים לא עמדו בציפיות. עם זאת, גם היערות והעשבים של המדינות הבלטיות, כמו הסקנדינביות, לא היו פעילים לחלוטין.

עם זאת, מחקר הראה שאי אפשר לפסול את הטיעונים של אלה שמדברים על החשיבות של התחשבות בספיגת הפחמן הדו חמצני על ידי הצמחים ובתהליכים הטבעיים של שחרורו. יתרה מכך, הצמחייה של כדור הארץ יכולה להסתגל לתנודות בריכוזי CO2 באטמוספירה.

האיזון הקשה הזה

חיי הצומח, מפיטופלנקטון מיקרוסקופי ועד אלונים גדולים, עצי סקויה ובאובב, פעילים כמו עולם החי. צמחים גם אוכלים וגם נושמים. כמו בעלי חיים, הם שואפים אוויר ונושפים פחמן דו חמצני. אבל לשמחתם של כל בעלי החיים ובני האדם, הם זקוקים לאותו פחמן דו חמצני, מים ואור שמש כדי להאכיל ולבנות את גופם. אבל חמצן עבורם במקרה זה הוא עודף, מוצר פסולת.

כמו כל היצורים החיים, צמחים מתים ומתפרקים למולקולות פשוטות. זה משחרר מתאן (CH4) ופחמן דו חמצני (CO2) לאטמוספירה. אם נשרוף דשא או עצים, נשחרר שוב חלק נוסף של פחמן דו חמצני.

זה זמן רב האמינו שככל שהטמפרטורות הממוצעות עולות, צמחים יחוו לחץ במהלך הנשימה. כתוצאה מכך, כמות הפחמן הדו חמצני המשתחרר לאטמוספירה תגדל באופן משמעותי. עם זאת, מחקרים הראו שבמציאות, עם עלייה בטמפרטורה הממוצעת ב-6 מעלות, הצמחים יפלטו פי חמישה פחות פחמן דו חמצני ממה שחושב קודם לכן.

מדובר במספרים משמעותיים מאוד, שכן צמחים על הפלנטה שלנו נושפים פי שישה יותר פחמן דו חמצני לאטמוספירה ממה שהאנושות פולטת בעת שריפת דלק מאובנים.

החוזק של התינוק אל ניניו

עם זאת, עם שחר התפתחות החיים, בתקופת הפליאוזואיקון, תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספירה הייתה גבוהה לאין שיעור - לפחות פי עשרה. אחת הסיבות היא היעדר צמחייה ביבשה. ודרך אגב, דווקא בתקופות הדבון והקרבוני, כשהצמחייה עלתה על היבשה והחלה להתרבות במהירות, החלה תכולת ה-CO2 באטמוספירה לרדת במהירות. הפחם כיום הוא פחמן דו חמצני מתקופת הפחמן, הקשור לצמחים לפני יותר מ-300 מיליון שנה.

אם לשפוט לפי החומרים הזמינים, זרם אל ניניו המחזורי, שמתחזק ונחלש מעת לעת באוקיינוס ​​השקט מול חופי דרום אמריקה, הוביל לשינויים בתנאי מזג האוויר באזור המשווני של כדור הארץ. באינדונזיה היו בצורת ושריפות קשות, בברזיל - בצורת, הפסקת פוטוסינתזה, ושריפות, ובאפריקה - רק גשמים ורקב מסיבי של צמחים, המלווה גם בפליטת פחמן דו חמצני לאטמוספירה.

בתקופת הדינוזאורים היורה, רמות הפחמן הדו חמצני היו בין 1500-2000 ppm. וזו הייתה גם תקופה של חיים עשירים ומשגשגים. אז האם עלינו לפחד מעלייה ברמות ה-CO2 באטמוספירה אם פחמן דו חמצני הוא מוצר הכרחי להאכלת כל מה שגדל על פני כדור הארץ?

מכוניות חשמליות? עצים!

כל זה מוביל אותנו למסקנה אחת: הקשרים ההדדיים של תהליכים על הפלנטה הם הרבה יותר מורכבים ממה שדמיינו קודם לכן. אם אנחנו מודאגים מהעלייה ב-CO2 באטמוספרה, אז אולי מעבר מחייב לרכבים חשמליים (נותנים אוטומציה חשמלית עד 2030!) הוא לא הפתרון היעיל ביותר. אולי אנחנו צריכים לעצור את כריתת העצים המשתוללת ברחבי העולם. אחרי הכל, עצים קשורים לפחמן דו חמצני. רוב תושבי הפלנטה שלנו חיים בעוני, ועד עכשיו צריכת נפט כדלק למנורות תואמת את כמות הדלק הסילוני הנצרכת על ידי כל התעופה האזרחית בארה"ב. אולי אנחנו צריכים ללמד אנשים איך לעשות בלי לשרוף דשא או לכרות יערות? לספק להם מנורות עם סוללות סולאריות?

יש כמיליארד מכוניות בעולם, תוסיפו להן את המנועים של ספינות, רכבות ומטוסים. האם זה ריאלי להמיר את כל זה למשיכה חשמלית בעתיד הנראה לעין? או שעלינו להתמקד בהסתגלות לשינויי אקלים אמיתיים? האם טורבינות רוח ופאנלים סולאריים יצילו אותנו מעליית פני הים ומגשמים עזים, או שצריך לחפור תעלות ולבנות סכרים? או אולי הגיע הזמן לחשוב על תנועה גבוהה יותר? כיום, השאלות הללו כבר מעבר לתחום הדיונים המדעיים ומקבלות משמעות מעשית לחלוטין.

פחמן דו חמצני ממלא תפקיד חשוב באטמוספירה של כדור הארץ. הוא מעורב בתהליכי הופעת ופירוק של כל האורגניזמים החיים והיווצרות תרכובות אורגניות מאלה אנאורגניות.
בביוספרה, CO 2 תומך בתהליך הפוטוסינתזה, היוצר את צמחיית היבשה ואת פני האוקיינוס.
יחד עם מולקולות של מים, מתאן ואוזון, הוא יוצר "".

פחמן דו חמצני הוא גז חממה המשפיע על חילופי החום של כדור הארץ באוויר ומהווה מרכיב מרכזי בעיצוב האקלים של כדור הארץ.
כיום חלה עלייה בריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספרה עקב הופעת מקורות מלאכותיים וטבעיים חדשים. המשמעות היא שהאקלים של כדור הארץ ישתנה.

רוב הפחמן הדו חמצני של כדור הארץ מתרחש באופן טבעי. אבל גם מקורות של CO 2 הם מפעלים תעשייתיים ותחבורה, המשחררים פחמן דו חמצני ממקור מלאכותי לאטמוספירה.

מעיינות טבעיים

כאשר עצים ועשב נרקבים, משתחררים מדי שנה 220 מיליארד טון של פחמן דו חמצני. האוקיינוסים משחררים 330 מיליארד טון. שריפות שנוצרו עקב גורמים טבעיים מובילות לפליטת CO 2 השווה בכמות לפליטות אנתרופוגניות.

מקורות טבעיים של פחמן דו חמצני הם:

• נשימה של חי וצומח. צמחים ובעלי חיים סופגים ומייצרים CO 2, כך פועלת הנשימה שלהם.
• התפרצות געשית. גזים געשיים מכילים פחמן דו חמצני. באזורים שבהם יש הרי געש פעילים, פחמן דו חמצני מסוגל לברוח מסדקים וסדקים בכדור הארץ.
• פירוק של יסודות אורגניים. כאשר יסודות אורגניים נשרפים ונרקבים, מופיע CO 2.

פחמן דו חמצני מאוחסן בשילובי פחמן: פחם, כבול, שמן, אבן גיר. אוקיינוסים, המכילים עתודות גדולות של פחמן דו חמצני ופרמאפרוסט, יכולים להיקרא מתקני אחסון מילואים. עם זאת, הפרמפרוסט מתחיל להתמוסס, מה שניתן לראות במכסות השלג המתכווצים של ההרים הגבוהים בעולם. כאשר חומר אורגני מתפרק, נצפית עלייה בשחרור פחמן דו חמצני לאטמוספירה. כתוצאה מכך, החנות הופכת למקור.

האזורים הצפוניים של אלסקה, סיביר וקנדה הם בעיקר פרמפרפר. הוא מכיל הרבה חומר אורגני. עקב התחממותם של אזורי הקוטב הצפוני, הפרמפרוסט נמס ותכולתו נרקבת.

מקורות אנתרופוגניים

המקורות המלאכותיים העיקריים של CO 2 הם:

• פליטות ארגוניות המתרחשות במהלך תהליך הבעירה. התוצאה היא .
• תַחְבּוּרָה.
• הסבת אדמות כלכליות מיערות למרעה ואדמות עיבוד.

מספר המכוניות הידידותיות לסביבה הולך וגדל בעולם, אך אחוזן ביחס למכונות בעירה פנימית קטן מאוד. העלות של מכוניות חשמליות גבוהה יותר ממכוניות קונבנציונליות, ולכן לרבים אין הזדמנות כלכלית לרכוש תחבורה מסוג זה.

כריתת יערות אינטנסיבית לתעשייה ולחקלאות אינה מקור אנתרופוגני ל-CO 2 במובן המילולי. פעילות ייעור מחדש גורמת לפחמן דו חמצני לא להשתתף בפוטוסינתזה. מה שמוביל להצטברותו באטמוספירה.

בולמי פחמן דו חמצני

סופגים הם כל מערכות מלאכותיות או טבעיות שסופגות פחמן דו חמצני מהאוויר. בולם הוא מבנה שסופג יותר CO 2 מהאוויר ממה שהוא משחרר לתוכו.

סופגים טבעיים

יערות יכולים להשפיע על כמות הפחמן הדו חמצני באוויר. הם יכולים להיות גם כיורים וגם מקורות פליטות במקביל (במהלך כריתת עצים). כאשר העצים גדלים והיער גדל, פחמן דו חמצני נספג. תהליך זה נחשב לבסיס לפיתוח ביומסה. מסתבר שהיער המתקדם משמש כיור.

יער בחצי הכדור הצפוני

כאשר יערות נשרפים ונהרסים, עיקר הפחמן המצטבר הופך שוב לפחמן דו חמצני. כתוצאה מכך, היער הוא שוב מקור ל-CO 2.
פיטופלנקטון הם גם כיורי פחמן דו חמצני על פני כדור הארץ. במקביל, רוב הפחמן הנספג, המועבר דרך שרשרת המזון, נשאר באוקיינוס.

בולמים מלאכותיים

בולמי ה-CO 2 המפורסמים ביותר הם: תמיסת אשלגן הידרוקסיד, סודה ליים ואסבסט, סודה קאוסטית.
תרכובות אלו בעת המרתו לתרכובות אחרות. ישנם מתקנים הלוכדים פחמן דו חמצני מפליטות תחנות כוח וממירים אותו למצב נוזלי או מוצק לשימוש מאוחר יותר בתעשייה. מתבצעות בדיקות להזרקת פחמן דו חמצני מומס במים לסלעי בזלת מתחת לאדמה. התגובה מייצרת מינרל מוצק.

תחנת הזרקת פחמן דו חמצני מתחת לאדמה

אינטראקציה עם האוקיינוס

באוקיינוסים, נוכחותו של פחמן דו חמצני עולה על תכולת האטמוספירה אם יומרה לפחמן, היא תהיה כ-36 טריליון טון. נמצא בצורה של פחמיקרבונטים וקרבונטים. תרכובות אלו נוצרות באמצעות תגובות כימיות בין סלעים מתחת למים, מים ופחמן דו חמצני. תגובות אלו הפיכות, הן גורמות להיווצרות של אבן גיר וסלעי קרבונט אחרים עם שחרור של מחצית מהביקרבונטים בצורה של פחמן דו חמצני.

מחזור פחמן דו חמצני באוקיינוס

מחזור התגובות הזה, שהתרחש במשך מאות מיליוני שנים, הוביל לקשירה של רוב הפחמן הדו חמצני מהאטמוספירה של כדור הארץ בסלעי פחמן. כתוצאה מכך, רוב הפחמן הדו-חמצני הנוצר כתוצאה מפליטות אינטנסיביות של פחמן דו-חמצני אנושי לאטמוספירה יתמוסס באוקיינוסים. אבל המהירות שבה תהליך זה ימשיך בעתיד עדיין לא ידועה.
הנוכחות של פיטופלנקטון על פני האוקיינוסים מסייעת בספיגת CO 2 מהאוויר אל האוקיינוס. פיטופלנקטון סופג כמות מסוימת של פחמן דו חמצני בשעה, רוכש אנרגיה ומקור להתפתחות התא. כאשר הוא מת ושוקע לקרקעית, הפחמן נשאר איתו.

אינטראקציה עם הקרקע

פחמן דו חמצני באוויר קשור גנטית לכדור הארץ. תנועות קרקע המתרחשות ללא הרף מגדילות את מאגרי ה-CO 2 באוויר, שם הוא משמש את הצמחים ליצירת יסודות אורגניים. פחמן דו חמצני ממלא תפקיד חשוב בהיווצרות ואוורור של קרקע. הוא לוקח חלק בהרס של מינרלים בסיסיים, הגברת המסיסות והנעת קרבונטים ופוספטים.

חלק ניכר מהפחמן הדו חמצני באוויר הקרקע מופיע כתוצאה מפעילותם של אורגניזמים בקרקע במהלך ריקבון וחמצון יסוד אורגני. עד 1/3 מ-CO 2 מיוצר על ידי השורשים של צמחים גבוהים. ישנה גם זרימה של פחמן דו חמצני עם גזים ממוצא צעיר ווואדוזי מהספירות העמוקות ביותר של כדור הארץ. בקרקעות הנוצרות על סלעים גירניים, CO 2 יכול לפעול כתוצר של הרס סידן פחמתי על ידי חומצות קרקע.

ל-CO2 מאוויר הקרקע יש משמעות ביולוגית עצומה. עודף שלו (יותר מ-1%) מעכב את נביטת הזרעים ואת צמיחת מערכת השורשים. אם תסיר פחמן דו חמצני, עודף קצר טווח שלו עדיין יוביל להאטה בצמיחה של זרעים.

בקרקעות עם תכולה גבוהה של חומר אורגני, ריכוז ה-CO 2 בקיץ ובאביב עולה ל-3-9%. קרקעות צ'רנוזם מייצרות בין 2 ל-6 ק"ג של פחמן דו חמצני במשך 24 שעות. באוויר הקרקע בעומק של 75-150 ס"מ, תכולת CO 2 גבוהה פי שניים מאשר בשכבות העליונות. בזמנים חמים, תכולת CO 2 באוויר הקרקע גבוהה פי שניים מאשר בחורף. זה יכול להיות מוסבר על ידי עלייה בפעילות של אורגניזמים באדמה.
יש להבין כי שיטות חקלאות רבות מובילות לעלייה בריכוז הפחמן הדו חמצני בקרקע. ביניהם:

1. דשנים אורגניים;
2. זריעת דשא;
3. דחיסה על ידי גלילים.

כמובן, לא כדאי לומר שהפוריות ואיכות האדמה תלויה אך ורק בפחמן דו חמצני ישנם גורמים נוספים המשפיעים על כך.
כדי לווסת את הדינמיקה של CO2 באדמה ולהגדיל את תכולתו לכמות הנדרשת כדי להשיג יבול טוב, יש צורך:

• להפעיל תהליכי חיים באדמה באמצעות אוורור;
• לבצע זריעת דשא נכונה על מנת לשמור ולחדש את מאגר החומר האורגני;
• לעשות זבל ירוק ולהחיל דשנים אורגניים.

סיכום

אין ספק שללא פחמן דו חמצני, הקיום על כדור הארץ שלנו יהיה שונה בתכלית. הוא מעורב בתהליכים הביולוגיים, הכימיים, הגיאולוגיים והאקלימיים החשובים ביותר. חשוב לדעת עליהם כדי להסביר תופעות רבות המתרחשות סביבנו.