Kuldioxid: drivhusgas nr. 1

Kulstof er en vigtig byggesten for alt liv på jorden. Det er også det vigtigste atom, der udgør fossile brændstofers kemiske sammensætning. Det kan også findes i form af kuldioxid, en gas, der spiller en central rolle i det globale klima forandring.

Kuldioxid er et molekyle lavet af tre dele, et centralt carbonatom bundet til to iltatomer. Det er en gas, der kun udgør ca. 0,04% af vores atmosfære, men det er en vigtig komponent i kulstofcyklussen. Carbonmolekyler er ægte formforstærkere, ofte i fast form, men ofte skiftende fase fra CO₂ gas til væske (som kulsyre eller carbonater) og tilbage til en gas. Havene indeholder store mængder kulstof, og det samme gælder fast jord: klippeformationer, jord, og alt levende ting indeholder kul. Kulstof bevæger sig mellem disse forskellige former i en række processer, der kaldes kulstofcyklus - eller mere præcist et antal cykler, der spiller flere afgørende roller i det globale klimaændringsfenomen.

Under en proces kaldet cellulær respiration brænder planter og dyr sukker for at få energi. Sukkermolekylerne indeholder et antal kulstofatomer, der under respiration frigøres i form af kuldioxid. Dyr udånder overskydende kuldioxid, når de indånder, og planter frigiver det mest om natten. Når de udsættes for sollys, samler planter og alger CO₂ fra luften og stribe det af sit carbonatom til brug i opbygning af sukkermolekyler - det efterladte ilt frigives i luften som O₂.

Kuldioxid er også en del af en meget langsommere proces: den geologiske kulstofcyklus. Det har mange komponenter, og en vigtig en er overførslen af ​​kulstofatomer fra CO₂ i atmosfæren til karbonater opløst i havet. Når der først var der, kulstofatomerne plukkes op af små marine organismer (for det meste plankton), der fremstiller hårde skaller med det. Efter at planktonet dør, synker kulstofskallen ned til bunden, sammenføjes andres score og til sidst dannes kalksten. Millioner af år senere kan kalksten komme frem til overfladen, blive forvitret og frigive carbonatomer.

Kul, olie og gas er fossile brændstoffer, der er fremstillet af akkumulering af akvatiske organismer, der derefter udsættes for højt tryk og temperatur. Når vi ekstraherer disse fossile brændstoffer og brænder dem, frigøres kulstofmolekylerne en gang i planktonet og alger frigøres tilbage i atmosfæren som kuldioxid. Hvis vi ser på en rimelig tidsramme (siger hundretusinder af år), koncentrationen af ​​CO₂ i atmosfæren har været relativt stabil, idet de naturlige frigivelser kompenseres med de mængder, der er plukket op af planter og alger. Da vi har brændt fossile brændstoffer, har vi imidlertid tilføjet en nettomængde kulstof i luften hvert år.

I atmosfæren bidrager kuldioxid med andre molekyler til drivhuseffekt. Energi fra solen reflekteres af jordoverfladen, og i processen omdannes den til en bølgelængde mere let opfanget af drivhusgasser, der fanger varmen i atmosfæren i stedet for at lade den reflektere ud i plads. Kuldioxid bidrag til drivhuseffekten varierer mellem 10 og 25% afhængigt af placeringen, umiddelbart bag vanddamp.

Koncentrationen af ​​CO₂ i atmosfæren har varieret over tid med betydelige op- og nedture, som planeten har oplevet i løbet af geologiske tider. Hvis vi ser på de sidste årtusinder, ser vi imidlertid en stejl stigning i kuldioxid klart, der starter med den industrielle revolution. Da pre-1800 estimerer CO₂ koncentrationer er steget med over 42% til nuværende niveauer over 400 dele pr. million (ppm), drevet af forbrænding af fossile brændstoffer og ved landrensning.

Da vi kom ind i en æra defineret af intens menneskelig aktivitet, Anthropocene, har vi tilføjet kuldioxid til atmosfæren ud over de naturligt forekommende emissioner. Det meste af dette kommer fra forbrænding af kul, olie og naturgas. Energiindustrien, især gennem kulfyrede kraftværker, er ansvarlig for de fleste af verdens drivhusgasemission - denne andel når 37% i USA ifølge Miljøbeskyttelsen Bureau. Transportmidler, inklusive fossile brændstofdrevne biler, lastbiler, tog og skibe, kommer på andenpladsen med 31% af emissionerne. Yderligere 10% stammer fra forbrænding af fossile brændstoffer til opvarmning af huse og virksomheder. Raffinaderier og andre industrielle aktiviteter frigiver en masse kuldioxid, ledet af produktion af cement som er ansvarlig for en overraskende stor mængde CO₂ hvilket tilføjer op til 5% af den samlede verdensomspændende produktion.

Landrydding er en vigtig kilde til kuldioxidemissioner i mange dele af verden. Brændende skråstreg og efterlader udsatte CO frigivne jordarter₂. I lande, hvor skove gør noget af et comeback, som i USA, skaber arealanvendelse et nettooptag af kulstof, når det bliver mobiliseret af de voksende træer.

Sænk dine CO2-emissioner kan gøres ved at justere dit energibehov, tage mere miljøvenlige beslutninger om dine transportbehov og revurdere dine fødevarevalg. Begge naturbeskyttelsen og EPA har nyttige beregninger af kulstofaftryk som kan hjælpe dig med at identificere, hvor i din livsstil du kan gøre mest forskel.

Udover at reducere emissionerne er der handlinger, vi kan tage for at reducere den atmosfæriske kuldioxidkoncentration. Begrebet kulstofsekvestrering betyder at fange CO₂ og lægge det væk i en stabil form, hvor det ikke vil bidrage til klimaændringer. Sådan global opvarmning afbødning foranstaltninger inkluderer plantning af skove og indsprøjtning af kuldioxid i gamle brønde eller dybt ind i porøse geologiske formationer.