Úgy tűnik, hogy a Föld jelentős küszöböt lépett át a globális felmelegedés hátterében.

Általában szeptemberben a legalacsonyabb a légkör szén-dioxid (CO2) szintje. Ez a koncentráció az a viszonyítási alap, amelyhez képest mérik az üvegházhatású gázok szintjének ingadozásait a következő évben. Idén szeptemberben azonban a CO2-szint továbbra is magas, körülbelül 400 ppm, és sok tudós úgy véli, hogy életünk során az üvegházhatású gázok koncentrációja nem fog e küszöb alá csökkenni.

A Föld az ipari forradalom óta folyamatosan felhalmozza a CO2-t a légkörben, de a 400 ppm-es szint olyan új normát hoz létre, amelyre évmilliók óta nem volt példa bolygónkon.

„Bolygónk légkörének CO2-szintje utoljára körülbelül három és fél millió évvel ezelőtt volt 400 ppm, és az akkori éghajlat nagyon különbözött a maitól” – mondta a Christian Science Monitornak a Tengerészeti és Légkörtudományi Iskola docense. egy e-mail. jelenségek a New York-i Állami Egyetemen, Stony Brook David Black.

„Különösen az Északi-sarkvidéken (a 60. szélességi körtől északra) sokkal melegebb volt, mint ma, és a bolygó tengerszintje 5-27 méterrel magasabb, mint a jelenlegi” – jegyezte meg Black.

„Azután évmilliókba telt, mire a légkör elérte a 400 ppm CO2-t. És ahhoz, hogy 280 milliomodra csökkenjen (ilyen mutató az ipari forradalom előestéjén volt), még több millió év kellett. A klimatológusok nagyon aggódnak amiatt, hogy az emberek néhány évszázad alatt azt tették, amit a természet több millió év alatt, és ezeknek a változásoknak a többsége az elmúlt 50-60 évben történt.

A CO2 globális koncentrációja immár több éve időszakosan 400 ppm fölé emelkedik; de a nyári tenyészidőszakban a légkörben lévő szén-dioxid jelentős része fotoszintézissel elnyelődik, ezért a CO2-szint az év nagy részében ez alatt van.

Kontextus

Üvegházőrület

Wprost 2015.12.15

A világ rosszul van felkészülve a globális felmelegedésre

The Globe And Mail 2016.09.05

Klímakatasztrófa Európában

2016.05.02

Eljött a klíma ideje

Project Syndicate 2016.04.26

Mérgező éghajlat

Die Welt 2016.01.18
Ám az emberi tevékenység miatt (elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok elégetése miatt) több CO2 kerül a légkörbe, és az éves minimum egyre közelebb került a 400 ppm-hez. A tudósok attól tartanak, hogy idén a bolygó elérte azt a pontot, ahonnan nincs visszatérés.

„Lehetséges, hogy 2016 októberében a havi adat alacsonyabb volt, mint szeptemberben, 400 milliomod alá? Gyakorlatilag nem” – írta a program igazgatója az Oceanográfiai Intézettől. Skrips Ralph Keeling.

Korábban is előfordultak olyan esetek, amikor a CO2-szint az előző szeptemberi értékek alá esett, de ez rendkívül ritka. A tudósok szerint még ha holnaptól teljesen leállítja a világ szén-dioxid-kibocsátását a légkörbe, annak koncentrációja még néhány évig 400 ppm felett marad.

„A legjobb esetben (ilyen forgatókönyv esetén) a közeljövőben stabilizálódásra lehet számítani, így a CO2 szintje valószínűleg nem sokat fog változni. De körülbelül 10 éven belül hanyatlásnak indul, mondta Gavin Schmidt, a NASA klímakutatója a Climate Centralnak. „Véleményem szerint többé nem fogunk látni 400 ppm alatti havi értéket.”

Bár a légkör CO2-koncentrációjának növekedése aggodalomra ad okot, meg kell jegyezni, hogy a 400 ppm-es érték önmagában inkább útjelző, semmint kemény mutató, amely éghajlati apokalipszist jelez a világ számára.

„Az emberek szeretik a kerekített számokat” – mondja Damon Matthews, a montreali Concordia Egyetem környezetvédelmi professzora. "Az is nagyon szimbolikus, hogy a CO2-kibocsátás növekedésével párhuzamosan a világ hőmérséklete egy fokkal magasabb volt, mint az iparosodás előtti szint."

Természetesen ezek a mutatók többnyire szimbolikus jellegűek, de a Föld klímája által követett pályát valóságosan illusztrálják.

"A CO2-koncentráció némileg visszafordítható, mivel a növények elnyelik a szén-dioxidot" - jegyzi meg Dr. Matthews. "De az ilyen változások következtében fellépő hőmérséklet emberi erőfeszítés hiányában visszafordíthatatlan."

A szén-dioxid üvegházhatású gáz formájában nemcsak a globális felmelegedéshez járul hozzá, hanem savasodása miatt negatívan befolyásolja a világtengerek állapotát is. Amikor a szén-dioxid nagy mennyiségben feloldódik a vízben, egy része szén-dioxiddá alakul, amely reakcióba lép a vízmolekulákkal, és hidrogénionokat termel, ami növeli az óceán savasságát. Ez viszont a korallok kifehéredéséhez vezet, és megzavarja a kis szervezetek életciklusát, ami negatívan hat a táplálékláncban lejjebb lévő nagyobb szervezetekre is.

A 400 ppm-es küszöbről szóló hír akkor érkezik, amikor a világ vezetői számos lépést tettek az éghajlatváltozásról szóló Párizsi Megállapodás ratifikálása érdekében, amelynek célja a szén-dioxid-kibocsátás szisztematikus csökkentése világszerte 2020-tól.

Az egyezményt ratifikáló országoknak sok a tennivalójuk.

„A légkör CO2-kibocsátásának több évszázados léptékű csökkentése érdekében nemcsak szén-dioxid-mentes energiaforrásokat kell használnunk és fejlesztenünk; fizikai, kémiai és biológiai úton is el kell távolítanunk a CO2-t a légkörből” – mondja Black. "Létezik egy technológia a légköri CO2 eltávolítására, de ez még nem alkalmazható a fennálló probléma méretéhez képest."

Vjacseszlav Viktorovics Alekszejev, a fizikai és matematikai tudományok doktora, a Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem Földrajzi Karának Megújuló Energiaforrások Laboratóriumának vezetője. Geofizikai rendszerek matematikai és fizikai modellezésének szakterülete.

Sofya Valentinovna Kiseleva, a fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, ugyanannak a laboratóriumnak a tudományos főmunkatársa. A szén-dioxid szállítási folyamatok fizikai modellezésével, a modern klímaváltozás problémáival foglalkozik.

Nadezhda Ivanovna Chernova, a biológiai tudományok kandidátusa, ugyanannak a laboratóriumnak a tudományos főmunkatársa. Foglalkozik a napenergia felhasználás környezeti vonatkozásaival, a természeti erőforrások ésszerű felhasználásának problémáival.

1998 elején az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia volt elnöke, F. Seitz petíciót nyújtott be a tudományos közösséghez megfontolásra, amelyben felszólította az Egyesült Államok és más országok kormányait, hogy utasítsák el a decemberben Kiotóban megkötött megállapodások aláírását. 1997, hogy korlátozzák az üvegházhatású gázok kibocsátását. A petíciót „A légkörben emelkedő szén-dioxid környezeti hatásai” című tájékoztató kísérte. Válogatott publikált tudományos eredményeket tartalmazott, amelyek nemcsak az empirikus bizonyítékok hiányát igazolták, amelyek alátámasztják a sok tudós által előre jelzett felmelegedést, hanem azt is, hogy az üvegházhatású gázok növekedéséből az emberiség számára kétségtelenül előnyös. A szemle során a következő tézisek hangzottak el.

A légkörben jelenleg megfigyelhető CO 2 -növekedés csaknem 300 év felmelegedés után következik be. Ezért lehet, hogy ez a növekedés nem emberi tevékenység eredménye, hanem egy természetes folyamat következménye - az óceánok CO 2 -kibocsátásának fokozódása a víz hőmérsékletének emelkedésével. Ezen túlmenően, összehasonlítva az éves antropogén szén-bevitellel a légkörbe (5,5 Gt), annak tartalma még a mobil alap tározóiban is (a légkörben - körülbelül 750 Gt, az óceán felszíni rétegeiben - 1000 Gt, közel -A földi élőlények, beleértve a talajokat és a törmeléket, - körülbelül 2200 Gt) akkora, hogy nehéz felismerni a CO2 antropogén növekedési faktorát a légkörben.

Továbbá az áttekintés szerzői számos, az 1958–1996 közötti időszakra vonatkozó, a troposzféra alsó részének (mintegy 4 km-es magasságban) mért műholdas mérések adatait mutatják be. és vegye figyelembe, hogy 1979 óta gyenge negatív tendencia figyelhető meg a globális átlaghőmérsékletben (–0,047°С 10 év alatt). Az USA-ban az elmúlt 10 évben a felszíni levegő hőmérséklete 0,08°C-kal csökkent.

Ugyanakkor a meteorológiai állomások adatai pozitív tendenciákat mutatnak a felszíni rétegek hőmérsékletében (+0,07°C 10 év alatt). Az eredmények eltérései miatt a jövőbeni klímaváltozás hőmérséklet-emelkedési adatokon alapuló modellezése helytelen előrejelzésekhez vezet. Az üvegházhatás és az éghajlat felmelegedésének számítógépes modelljeit tárgyalva az áttekintés szerzői hangsúlyozzák, hogy az éghajlat összetett, nem lineáris dinamikus rendszer. A szerzők szerint például az óceánfelszíni áramlatok, az óceán hőátadása, a páratartalom, a felhőzet stb. hatásának bizonytalansága a CO 2 hatásához képest olyan nagy, hogy a modern modell becslései hőmérséklet lefolyása jelentősen eltér a rendelkezésre álló empirikus adatoktól. Az éghajlati rendszer számos, a modellekben rosszul tükröződő visszacsatolása az előrejelzések hibáihoz és a valósággal való inkonzisztenciához is vezet.

A földi léghőmérséklet-mérések adatainak minőségét bírálva az áttekintés szerzői az urbanizált területek termikus hatására hivatkoznak, amely torzítja az üvegházhatású gázok koncentrációjának növekedése és a légköri hőmérséklet változása közötti összefüggés valós képet. A modern éghajlatváltozásokban nincs semmi szokatlan; ezek csak természetes változások, amelyeket mind belső földi, mind külső változások - különösen a naptevékenység ingadozása - okoznak. A mindössze négy évre (1993-1997) kapott műholdadatok azonban a szerzők szerint nem mutatnak semmilyen változást az óceánok szintjében, ahogy azt a globális felmelegedési modellek előre jelezték. A súlyos trópusi hurrikánok száma az Atlanti-óceánon 1940 és 1997 között. és csökkent bennük a maximális szélsebesség, ami szintén ellentmond mind a globális felmelegedés elképzelésének, mind a modelleredményeknek.

Itt kell hangsúlyozni, hogy több mint egy tucat klímaalkotó tényező létezését általánosan elismerik. A legjelentősebbek a következők:

V. V. Klimenko és munkatársai tanulmányában ezeknek a tényezőknek a sugárzási egyensúlyra gyakorolt ​​hatását elemezték egy évtizeden és a múlt századon belül. A szekuláris éghajlati változékonyság vizsgálatakor kiderült, hogy az üvegházhatású gázok légkörben való felhalmozódása határozta meg a globális átlaghőmérséklet 0,5°C-os emelkedését. A szerzők azonban hangsúlyozzák, hogy a jelenlegi és jövőbeli klímaváltozásoknak csak az antropogén tényezővel való magyarázata igen ingatag alapokon nyugszik, bár szerepe az idő előrehaladtával bizonyosan növekszik.

Külön érdekesség S. Korti munkatársaival végzett közelmúltbeli munkája, melyben az északi féltekén megfigyelt felmelegedés is főként a légköri keringési rezsimek természetes változásaihoz kapcsolódik. Igaz, szerzői hangsúlyozzák, hogy ez a tény nem szolgálhat bizonyítékul az antropogén éghajlati hatás hiányára. A közelmúltban brit tudósok végeztek részletes modellelemzést arról, hogy ugyanazok az éghajlati tényezők milyen szerepet játszanak a felszíni levegő átlagos hőmérsékletének növekedésében. Eredményeik azt mutatják, hogy a légkör felmelegedése a 20. század első felében. (1910 és 1940 között) főként a naptevékenység ingadozása és kisebb mértékben antropogén tényezők - üvegházhatású gázok és troposzférikus szulfát aeroszol - következménye. Ami az 1946-1996 közötti időszakot illeti, itt a nap- és vulkáni aktivitás természetes változásai csak csekély mértékben befolyásolják az éghajlatot az antropogén hatásokhoz képest.

A fő klímaalkotó tényezők hatása a globális felszíni átlaghőmérséklet változására. A hozzájárulások becslései, amelyek a következők értéktartományát jelzik: üvegházhatású gázok és szulfát aeroszolok (fehér dobozok); naptevékenység (pontokkal teli) és ezek együttes hatása (árnyékolt). A fekete téglalapok a műszeres megfigyelések eredményeit mutatják. (Tett S.F.B., Stott P.A. et al. 1999.)

A kréta időszak meleg bioszférájának, mint az előre jelzett felmelegedés analógjának elemzése, amelyet N. M. Chumakov végzett, azt mutatta, hogy a fő klímaalkotó tényezők hatása (a szén-dioxidon kívül) nem elegendő a felmelegedés magyarázatához. nagysága a múltban. A szükséges mértékű üvegházhatás a légkör CO 2 -tartalmának többszörös növekedésének felelne meg. A Föld fejlődésének ezen időszakában bekövetkezett grandiózus éghajlati változások lendülete valószínűleg az óceánok és tengerek hőmérsékletének emelkedése és a légköri szén-dioxid koncentrációjának növekedése közötti pozitív visszacsatolás volt.

A fenti áttekintésben nagy figyelmet szentelnek a CO 2-nek, mint „műtrágyának”. A szerzők a növények növekedésének felgyorsulására szolgálnak a légkör megnövekedett szén-dioxid-tartalma mellett. Különösen a fiatal fenyőfák, fiatal narancsfák és búza válasza a környezeti CO 2 400 és 800 ppm közötti tartományban történő növekedésére szinte lineáris és pozitív. Ebből a szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy ezek az adatok könnyen átvihetők a különböző CO 2 dúsítási szintekre és különböző növényfajokra. A szerzők az Egyesült Államok erdőinek tömegének növekedését (1950 óta 30%-kal) a légkörben lévő növekvő szén-dioxid-mennyiség hatásának tulajdonítják. Azt jelzik, hogy a CO 2 növekedése nagyobb serkentő hatást fejt ki a szárazabb (stresszesebb) körülmények között növekvő növényekre. A növénytársulások intenzív növekedése pedig a szemle készítői szerint elkerülhetetlenül az állatok össztömegének növekedéséhez vezet, és általában véve pozitív hatással van a biodiverzitásra. Ez egy optimista következtetéshez vezet: „A légköri CO 2 növekedése következtében egyre kedvezőbb környezeti feltételek között élünk. Gyermekeink élvezni fogják az életet a Földön még sok növény és állat mellett. Ez egy csodálatos és váratlan ajándék az ipari forradalomtól.”

Ennek ellenére úgy tűnik számunkra, hogy a petícióhoz csatolt adatok közül sok meglehetősen ellentmondásos.

Melegítés helyett - hűtés?

Természetesen a légkör CO 2 szintjének ingadozása az elmúlt korszakokban is előfordult, de ezek a változások még soha nem következtek be ilyen gyorsan. De ha korábban a Föld éghajlati és biológiai rendszereinek a légkör összetételének fokozatos változása miatt „sikerült” új stabil állapotba kerülni, és kvázi egyensúlyi állapotba kerültek, akkor a modern korban, a légkör gázösszetételének intenzív, rendkívül gyors változása, minden földi rendszer kilép az álló állapotból. És még ha a globális felmelegedés hipotézisét tagadó szerzők álláspontját vesszük is, meg kell jegyeznünk, hogy egy ilyen „kvázi-stacionárius állapotból való kilépés”, különösen a klímaváltozás következményei lehetnek a legsúlyosabbak.

Ezenkívül egyes előrejelzések szerint a légkör maximális CO 2-koncentrációjának elérése után csökkenni fog az antropogén kibocsátás csökkenése, az óceánok és a bióta szén-dioxid-felvétele miatt. Ebben az esetben a növényeknek ismét alkalmazkodniuk kell a megváltozott élőhelyhez.

Az áttekintés minden bizonnyal helyesen állapította meg, hogy a CO 2 és más üvegházhatású gázok légkörben való növekedésének következményeinek modellezése, valamint a modern elméleti konstrukciók nem veszik figyelembe az éghajlati rendszerek számos visszajelzését, ami téves előrejelzésekhez, sőt, pl. a szerzők biztosítják magának az ötletnek a tévedése mellett: a globális felmelegedés. Ez azonban véleményünk szerint nem az esetleges éghajlati felmelegedés tagadásához vezethet, hanem előre nem látható éghajlati következmények valószínűségéhez (például az ellenkező hatáshoz - lehűlés a földgolyó számos régiójában).

E tekintetben rendkívül érdekesek a Föld éghajlatában bekövetkezett esetleges változás összetett következményeinek matematikai modellezésének egyes eredményei. Amerikai kutatók által az integrált óceán-légkör rendszer háromdimenziós modelljével végzett kísérletek kimutatták, hogy a felmelegedés hatására a termohalin észak-atlanti keringés (North Atlantic Current) lelassul. A CO 2 kritikus koncentrációja, amely ezt a hatást okozza, két és négy iparosodás előtti CO 2 -érték között van a légkörben (ez 280 ppm, míg a jelenlegi koncentráció körülbelül 360 ppm).

Az óceán-légkör rendszer egyszerűbb modelljét használva a szakemberek részletes matematikai elemzést végeztek a fent leírt folyamatokról. Számításaik szerint a szén-dioxid-koncentráció évi 1%-os növekedésével (amely a modern ütemnek felel meg) az észak-atlanti áram lelassul, és 750 ppm CO 2 tartalom mellett összeomlik - teljesen megszűnik a keringés. A légkör szén-dioxid-tartalmának (és a levegő hőmérsékletének) lassabb növekedésével - például évi 0,5%-kal, amikor a koncentráció eléri a 750 ppm-et, a keringés lelassul, majd lassan helyreáll. Az üvegházhatású gázok légkörben való felgyorsult növekedése és az ezzel járó felmelegedés esetén az észak-atlanti áramlat alacsonyabb CO 2 -650 ppm koncentrációnál elpusztul. Az áramerősség változásának oka, hogy a felszíni levegő felmelegedése a víz felszíni rétegeinek hőmérsékletének emelkedését, valamint az északi területeken a telített gőz nyomásának növekedését, ezáltal a páralecsapódás növekedését okozza. amely az Atlanti-óceán északi részén növeli a sótalanított víz tömegét az óceán felszínén. Mindkét folyamat a vízoszlop fokozott rétegződéséhez vezet, és lelassítja (vagy akár lehetetlenné is teszi) a hideg mélyvizek állandó képződését az Atlanti-óceán északi részén, amikor a felszíni vizek lehűlve és elnehezedve lesüllyednek a fenékrégiókba, majd lassan költözz a trópusokra.

A légkör felmelegedésének ilyen jellegű következményeiről nemrégiben R. Wood és munkatársai által végzett tanulmányok még érdekesebb képet adnak a lehetséges eseményekről. Amellett, hogy az üvegházhatást okozó gázok jelenlegi növekedési üteme mellett 25%-kal csökkenti a teljes atlanti szállítást, a Labrador-tengeren, a hideg mélyvizek kialakulásának két északi központjának egyikén, a konvekció „kikapcsolása” következik be. . Sőt, erre már a 2000 és 2030 közötti időszakban is sor kerülhet.

Az észak-atlanti áramlat meridionális áramlásának maximális süllyedésének alakulása (a globális felmelegedés öt forgatókönyvére vonatkozó számítási eredmények). I - CO 2 koncentráció eléri az 560 ppm-et, az áramlás kissé gyengül, majd helyreáll; II, IV - a CO 2 koncentrációja - 650 és 750 ppm, a CO 2 növekedési üteme évi 1%, a keringés megsemmisül; III, V - 650 és 750 ppm, növekedési ütem 0,5% évente, az áramlás gyengül, majd alacsonyabb szinten helyreáll.

Az észak-atlanti áramlás ezen ingadozása nagyon súlyos következményekkel járhat. Különösen, ha az északi félteke atlanti régiójában a hő- és hőmérsékletáramlások eloszlása ​​eltér a jelenlegitől, akkor Európa felett a felszíni levegő átlagos hőmérséklete jelentősen csökkenhet. Ezenkívül az észak-atlanti áramlat sebességének változása és a felszíni vizek felmelegedése csökkentheti az óceán CO 2 felszívódását (az említett szakértők számításai szerint - 30%-kal, ha a szén-dioxid koncentrációja megkétszereződik a levegő), amelyet figyelembe kell venni mind a légkör jövőbeli állapotára vonatkozó előrejelzéseknél, mind az üvegházhatású gázok kibocsátására vonatkozó forgatókönyveknél. Jelentős változások következhetnek be a tengeri ökoszisztémákban is, így a halak és tengeri madarak populációiban is, ami nemcsak az adott éghajlati viszonyoktól függ, hanem a hideg óceáni áramlatok által a felszínre hozott tápanyagoktól is. Itt szeretnénk hangsúlyozni a fent említett rendkívül fontos szempontot: az üvegházhatású gázok légkörben való növekedésének következményei, mint látható, sokkal összetettebbek lehetnek, mint a felszíni légkör egyenletes felmelegedése.

Az ökoszisztémák lehetséges megzavarása

A szén-dioxid cseréjének modellezésekor figyelembe kell venni azt is, hogy az óceán és a légkör határfelülete milyen hatással van a gázszállításra. Laboratóriumi és természeti kísérletekben évek óta vizsgáltuk a CO 2 transzfer intenzitását a víz-levegő rendszerben. Figyelembe vettük a szélhullámok és a két fázis határfelülete közelében kialakuló diszpergált közeg (felszíni permetek, hab, légbuborékok a vízoszlopban) gázcserére gyakorolt ​​hatását. Kiderült, hogy a gázátvitel sebessége, amikor a hullámok természete gravitációs-kapillárisról gravitációsra változik, jelentősen megnő. Ez a hatás (amellett, hogy az óceán felszíni rétegének hőmérséklete emelkedik) további hozzájárulást jelenthet az óceán és a légkör közötti szén-dioxid áramláshoz. A légkörből származó CO 2 jelentős lenyelője viszont a csapadék, amely – mint vizsgálataink kimutatták – az egyéb gáznemű szennyeződések mellett a szén-dioxidot is intenzíven kilúgozzák. Az esővíz oldott szén-dioxid-tartalmára és az éves csapadékmennyiségre vonatkozó számítások azt mutatták, hogy esővel évente 0,2–1 Gt CO 2 kerülhet az óceánba, a légkörből kimosott szén-dioxid teljes mennyisége pedig elérheti a 0,7– 2.0 Gt .

Visszatérve a petíció mellékletének szerzőinek téziseire, megjegyezzük, hogy a legvitatottabbak a CO 2 növekedésének zöld növényekre gyakorolt ​​jótékony hatásáról szóló adatok. A tény az, hogy számos tudományos adat áll rendelkezésre, amelyek szerint a légkör CO 2 koncentrációjának növekedése a globális felmelegedés figyelembevétele nélkül is jelentős változást idézhet elő az ökoszisztémák szerkezetében és működésében, amely az ún. kedvezőtlen lehet a növények számára. Az egyes növényeknél megfigyelt, megnövekedett levegő szén-dioxidra adott pozitív válasz nem feltétlenül jelenti azt, hogy a növényi közösségek egésze megnövekszik.

A szerzők gondolatai a CO 2 növekedési stimulátor szerepéről a fotoszintézis részleteiben gyökereznek. Valójában a szén-dioxid koncentrációjának növelése felerősítheti ezt a folyamatot, és ezáltal elősegítheti a növények növekedését. Ebből profitálnak az úgynevezett C 3 növények, amelyek szinte minden fát és sok fő növényt tartalmaznak: rizst, búzát, burgonyát, hüvelyeseket. A C 3 -növényekben a rögzítés első szakaszában a CO 2 molekula ribulóz-difoszfáthoz kötődik, amely 5 szénatomos cukrot tartalmaz. A ribulóz-difoszfát-karboxiláz enzim hatására létrejövő reakció eredményeként egy rövid élettartamú instabil vegyület keletkezik, beleértve a 6 szénatomos cukrot. Két származékra bomlik, amelyek három szénatomot tartalmaznak – innen ered a „C 3 -növények” elnevezés. A légköri oxigén a szén-dioxiddal verseng a ribulóz-difoszfát-karboxiláz aktív centrumáért. Ha az O 2 nyer, a növény energiát veszít, mivel az oxigénfelhasználás során nem történik CO 2 megkötés. A szén-dioxid koncentrációjának növekedésével növekszik annak a valószínűsége, hogy „nyerje” az O2-vel versengve az enzim aktív központjához való kötődésért. Valójában számos kísérletben, amikor a CO 2 koncentrációt 600 ppm-re állították be, a fotorespiráció 50%-kal csökkent, és ennek korlátozása azt jelenti, hogy a növény több energiát tud felhasználni szövetek felépítésére. Ezekben a növényekben azonban fokozott CO2-koncentráció mellett a kísérletek kezdeti szakaszában fokozott fotoszintézis figyelhető meg, de átmeneti aktiválás után gátlása következik be. A növény szállítási rendszere poligén, sok tényezőtől függ (energia, hormonális stb.), és nem lehet gyorsan átszervezni. Ezért a növény hosszan tartó CO 2 expozíciója magas koncentráció mellett a fotoszintézis csökken a keményítő túlzott felhalmozódása miatt a kloroplasztiszokban.

Ennek ellenére a gyakorlatban a fokozott szén-dioxid-koncentráció mellett termesztett növényekben a biomassza növekedésének és felhalmozódásának jelentős növekedése igazolódott, bár idővel a fotoszintézis intenzitása csökken, megközelítve a légkörben élő növényeknél megfigyelhetőt. normál gázösszetétel. Ezt az eltérést a szén-dioxidnak a növény növekedési funkciójára gyakorolt ​​szabályozó hatása magyarázza. A növény hosszan tartó, magas CO 2 koncentrációban tartása a levélfelület növekedésével, a másodrendű hajtások növekedésének serkentésével, a növényben a gyökerek és a tárolószervek arányának relatív növekedésével, valamint a gumósodás növekedésével jár együtt. A növekedési funkciót fokozza egy új fotoszintetikus apparátus kialakulása. Ez a CO2 „kettős” szerepét jelzi szubsztrátként a fotoszintézis folyamatában és a növekedési folyamatok szabályozójaként. A légkör szén-dioxid szintjének növekedésével a rendszer új állandósult állapota jön létre, amely megfelel a szén-dioxid új szintjének, ami a hozam növekedéséhez vezet, elsősorban a teljes térfogat növekedése miatt. fotoszintetikus rendszer, és kisebb mértékben az egységnyi levélfelületre jutó fotoszintézis intenzitása miatt.

A fotoszintézis intenzitásának és termelékenységének növelésére jól ismert technika az üvegházak szén-dioxid-koncentrációjának növelése. Ez a módszer lehetővé teszi a biomassza növekedésének növelését. A CO 2 koncentrációjának változása azonban hatással van a fotoszintézis végtermékeinek összetételére: azt találták, hogy magas 14 CO 2 koncentrációban a 14 C főleg a cukrokban, kis koncentrációban pedig az aminosavakban (szerin, glicin stb.).

Mivel a légköri szén-dioxidot részben felszívja a csapadék és a felszíni édesvíz, a talajoldat CO 2 tartalma megnő, és ennek következtében a környezet elsavasodása következik be. Laboratóriumunkban végzett kísérleteink során a vízben oldott CO 2 növényi biomassza-felhalmozódásra gyakorolt ​​hatását próbáltuk vizsgálni. A búzapalántákat standard vizes tápközegen neveltük, amelyben a légköri szén mellett további szénforrásként az oldott molekuláris CO2 és a bikarbonát ion különböző koncentrációkban szolgált. Ezt úgy érték el, hogy a vizes oldat telítési idejét gáz-halmazállapotú szén-dioxiddal változtatták. Kiderült, hogy a tápközeg CO 2 koncentrációjának kezdeti növekedése a búzanövények talaj- és gyökértömegének stimulálásához vezet. A normálnál 2-3-szoros oldott szén-dioxid-tartalom felett azonban a növényi gyökerek növekedésének gátlása és morfológiájuk megváltozása volt megfigyelhető. Talán a környezet jelentős savasodásával csökken más tápanyagok (nitrogén, foszfor, kálium, magnézium, kalcium) asszimilációja. Így a megemelkedett CO 2 -koncentráció közvetett hatásait figyelembe kell venni a növények növekedésére gyakorolt ​​hatásának értékelésekor.

A petíció mellékletében szereplő, különböző fajú és korú növények növekedésének felgyorsulására vonatkozó adatok megválaszolatlanul hagyják azt a kérdést, hogy milyen feltételekkel lehet a vizsgált tárgyakat biogén elemekkel ellátni. Hangsúlyozni kell, hogy a CO 2 koncentráció változását szigorúan egyensúlyba kell hozni a nitrogén, foszfor, egyéb tápanyagok, fény, víz felhasználásával a termelési folyamat során, az ökológiai egyensúly megzavarása nélkül. Így a tápanyagokban gazdag tápközegben fokozott növénynövekedés volt megfigyelhető magas CO 2 koncentráció mellett. Például a Chesapeake-öböl torkolatánál (az Egyesült Államok délnyugati részén) lévő vizes élőhelyeken, ahol főként a C 3 növények nőnek, a levegő CO 2 -tartalmának 700 ppm-re való növekedése a növények növekedésének felerősödéséhez és sűrűségük növekedéséhez vezetett. A több mint 700 agronómiai tanulmány elemzése kimutatta, hogy a környezet magas CO 2 koncentrációja mellett a szemtermés átlagosan 34%-kal volt magasabb (ahol elegendő mennyiségű műtrágyát és vizet juttattak a talajba - olyan erőforrások, amelyek csak a földön találhatók. fejlett országok). A mezőgazdasági növények termőképességének növeléséhez a levegő szén-dioxid-szintjének emelkedése mellett nyilvánvalóan nemcsak jelentős mennyiségű műtrágya, hanem növényvédő szerek (gyomirtó, rovarirtó, gombaölő, stb.) használatára is szükség lesz. , valamint kiterjedt öntözési munkák. Joggal lehet tartani attól, hogy e tevékenységek költségei és a környezetre gyakorolt ​​következmények túl jelentősek és aránytalanok lesznek.

A vizsgálatok azt is feltárták, hogy a versengés milyen szerepet játszik az ökoszisztémákban, ami a nagy koncentrációjú CO 2 stimuláló hatásának csökkenéséhez vezet. Valójában az azonos fajhoz tartozó fák palántái mérsékelt éghajlaton (New England, USA) és a trópusokon jobban fejlődtek magas légköri CO 2 koncentráció mellett, azonban ha különböző fajok palántáit együtt nevelték, az ilyen közösségek termőképessége csökkent. nem nő ugyanazon feltételek mellett. Valószínű, hogy a tápanyagokért való versengés gátolja a növények válaszát a növekvő szén-dioxidra.

A levegő magas CO 2 tartalma kedvezőtlen lehet az úgynevezett C 4 növények számára, amelyek fotoszintézisének első termékei négy szénatomos vegyületek: almasav és aszparaginsav, oxálacetát. Ebbe az osztályba tartozik a száraz, forró trópusi és szubtrópusi régiók számos gyógynövénye, mezőgazdasági haszonnövények - kukorica, cirok, cukornád stb. A C 4 növényeknek van egy további karboxilációs mechanizmusa - egyfajta szivattyú, amely a CO 2 -t az enzim aktív központja közelében koncentrálja, lehetővé teszi, hogy ezek a növények jól növekedjenek normál szén-dioxid-koncentráció mellett. A C 4 növényekben normál körülmények között a fotorespiráció energiafelhasználása jóval alacsonyabb, ezért a fotoszintézis hatékonysága magasabb, mint a C 3 növényekben. Körülbelül ugyanez történik a fotoszintézis során, ami a tipikus pozsgás növényekre jellemző. CAM fotoszintézisnek (Crassulacean Acid Metabolism) hívják. A CAM növények a C 4 növényekhez hasonlóan C 3 és C 4 fotoszintézis útvonalakat is használnak, de abban különböznek a C 4 növényektől, hogy ezeknek az útvonalaknak csak időben való elválasztása jellemző, térben azonban nem, mint a C 4 - növényeknél. .

Így a szén-dioxid koncentráció növekedésével a C 3 növények kedvezőbb helyzetbe kerülnek, mint a C 4 és CAM növények, és ennek viszont nagyon súlyos következményei lehetnek. Sok C 4 növény megritkul, vagy a kihalás fenyegeti. Az agroökoszisztémákban a C 4 növények, például a kukorica vagy a cukornád termesztése során a megnövekedett CO 2 koncentráció a termőképesség csökkenéséhez vezethet, míg a gyomok, amelyeket elsősorban a C 3 növények képviselnek, előnyhöz jutnak. Ennek eredményeként jelentős terméscsökkenés lehetséges.

Felmelegedés esetén a megnövekedett, légköri szén-dioxidot felvevő növénynövekedés nem tudja kompenzálni a szerves anyagok felgyorsult bomlását. Ez különösen fontos, mivel a magas szélességi körökben, például a tundrában várható a legnagyobb hőmérséklet-emelkedés. A permafrost zónában a jég olvadásával egyre több tőzeg lesz kitéve a szerves anyagokat lebontó mikroorganizmusoknak. Ez a folyamat viszont a CO 2 és CH 4 nagyobb légkörbe való kibocsátásához vezet. Becslések szerint a tundrában a nyári hőmérséklet 4°C-os növekedésével a tőzegből származó szén akár 50%-a is a légkörbe kerül, az intenzívebb növénynövekedés ellenére. Ebben az övezetben maga a tundra növényzet is fontos klímaalkotó tényező, ezért a felmelegedéssel súlyos következményekkel jár az erdőhatár északi irányú eltolódása. Megváltozik a takarmánybázis szerkezete: az alacsony hőmérsékletre vonzódó zuzmók és mohák helyére szarvasra alkalmatlan cserjék lépnek. Ezenkívül a hótakaró magasságának növekedése hátrányosan befolyásolja az ekkor megjelenő fiatal állatok túlélését.

A korlátozott tápanyagtartalékkal rendelkező növények egymással versengő hatása nemcsak a természetes, hanem az ember által létrehozott ökoszisztémákat is érinti. Ezért kétséges az a tézis, miszerint a légkör CO 2 szintjének jövőbeni növekedése gazdagabb terméshozamhoz és ennek következtében az állati termelékenység növekedéséhez vezet.

Az éghajlatváltozást és a környezeti jellemzőket befolyásoló főbb tényezők ingadozásaiban a növények alkalmazkodó stratégiájának és reagálásának vizsgálata lehetővé tette egyes előrejelzések pontosítását. Még 1987-ben készült egy forgatókönyv Észak-Amerika számára a modern klímaváltozás agroklimatikai következményeiről és a Föld légkörében a CO 2 növekedéséről. A becslések szerint a CO 2 koncentrációjának 400 ppm-re való növekedésével és a földfelszín közelében a globális átlaghőmérséklet 0,5°C-kal történő emelkedésével a búza hozama ilyen körülmények között 7-10%-kal nő. Az északi szélességi körök levegőhőmérsékletének emelkedése azonban különösen télen lesz látható, és rendkívül kedvezőtlen gyakori téli olvadást okoz, ami a téli növények fagyállóságának gyengüléséhez, a termés elfagyásához és a jégkéreg károsodásához vezethet. A meleg időszak előre jelzett növekedése új, hosszabb tenyészidejű fajták kiválasztását teszi szükségessé.

Ami a fő mezőgazdasági termények hozamára vonatkozó előrejelzéseket illeti Oroszország számára, úgy tűnik, hogy a felszíni levegő átlagos hőmérsékletének folyamatos emelkedése és a légkörben lévő CO 2 növekedése pozitív hatással jár. A légkörben csak a szén-dioxid növekedésének hatása a vezető mezőgazdasági termények - C 3 -növények (gabona, burgonya, répa stb.) - átlagosan 20-30%-os termelékenységnövekedést biztosíthat. C 4 -növények (kukorica, köles, cirok, amaránt) ez a növekedés jelentéktelen. A felmelegedés azonban nyilvánvalóan a légkör nedvességtartalmának mintegy 10%-os csökkenését vonja maga után, ami megnehezíti a mezőgazdaságot, különösen az európai terület déli részén, a Volga-vidéken, Nyugat- és Kelet-Szibéria sztyeppei vidékein. Itt nemcsak az egységnyi területre jutó termékgyűjtés csökkenésére lehet számítani, hanem az eróziós folyamatok (különösen a szél) kialakulására, a talajminőség romlására, ezen belül a humuszvesztésre, a szikesedésre, nagy területek elsivatagosodására. Megállapították, hogy a légkör felszíni rétegének akár 1 m vastagságú telítettsége CO 2 felesleggel reagálhat a „sivatagi hatásra”. Ez a réteg elnyeli a felszálló hőáramokat, ezért szén-dioxiddal való dúsítása következtében (a jelenlegi normához képest 1,5-szeresére) a helyi levegő hőmérséklete közvetlenül a földfelszínen több fokkal magasabb lesz az átlaghőmérsékletnél. A nedvesség talajból való elpárolgásának intenzitása megnő, ami kiszáradásához vezet. Emiatt az ország egészében csökkenhet a gabona-, takarmány-, cukorrépa, burgonya, napraforgómag, zöldségfélék stb. termelése. Ennek következtében megváltoznak a népesség megoszlása ​​és a főbb mezőgazdasági termékfajták előállítása közötti arányok.

A szárazföldi ökoszisztémák tehát nagyon érzékenyek a légkörben lévő CO 2 növekedésére, és a fotoszintézis során feleslegben lévő szén elnyelésével hozzájárulnak a légköri szén-dioxid növekedéséhez. A légkör CO2-szintjének kialakulásában nem kevésbé fontos szerepet játszanak a talajlégzés folyamatai. Ismeretes, hogy a modern éghajlati felmelegedés fokozott szervetlen szénkibocsátást okoz a talajból (főleg az északi szélességi körökön). A szárazföldi ökoszisztémák globális éghajlatváltozásra adott válaszának és a légkör CO 2 szintjének felmérésére végzett modellszámítások azt mutatták, hogy csak CO 2 növekedés esetén (klímaváltozás nélkül) a fotoszintézis stimulációja csökken magas CO tartalom mellett. 2 értékeket, de a talajok szén felszabadulása a növényzetben és a talajban történő felhalmozódásával nő. Ha a légkör CO 2 -tartalma stabilizálódik, az ökoszisztémák nettó termelése (a biota és a légkör közötti nettó szénáram) gyorsan nullára csökken, mivel a fotoszintézist a növények és a talajok légzése kompenzálja. E számítások szerint a szárazföldi ökoszisztémák válasza az éghajlatváltozásra a CO 2 növekedésének hatása nélkül a légkörből a biótába irányuló globális szénáramlás csökkenése lehet az északi ökoszisztémák fokozott talajlégzése és a nettó elsődleges termelés csökkenése miatt. a trópusokon a talaj nedvességtartalmának csökkenése következtében. Ezt az eredményt alátámasztják azok a becslések is, amelyek szerint a felmelegedés talajlégzésre gyakorolt ​​hatása felülmúlja a növények növekedésére gyakorolt ​​hatását, és csökkenti a talaj szénkészletét. A globális felmelegedés és az emelkedő légköri CO2 együttes hatása növelheti a globális nettó ökoszisztéma termelést és a szén-dioxid-elnyelőket a biótába, de a talajlégzés jelentős növekedése ellensúlyozhatja ezt a nyelőt télen és tavasszal. Fontos, hogy ezek a szárazföldi ökoszisztémák válaszreakcióira vonatkozó előrejelzések jelentősen függjenek a növényközösségek fajösszetételétől, a tápanyagok elérhetőségétől, a fafajok életkorától, és az éghajlati övezeteken belül jelentősen eltérjenek.

* * * A petíció mellékletében közölt adatok a jelzettek szerint megakadályozták az 1997. évi kiotói nemzetközi találkozón kidolgozott és 1998 márciusa és 1999 márciusa között aláírásra nyitva álló dokumentum elfogadását. Buenosban kimutatták – Airesben (1998. november) – gyakorlatilag nem valószínű, hogy számos iparosodott állam, és elsősorban az Egyesült Államok aláírja ezt a dokumentumot. E tekintetben javítani kell a globális éghajlatváltozás problémájának kezelését célzó stratégiát.

A The World Watch Institute igazgatóhelyettese, K. Flavin a további mozgás szükséges elemének tartja egy kezdeményező csoport létrehozását. Ez magában foglalja a Kiotói Jegyzőkönyvet aláíró országokat (különösen Európát és Latin-Amerikát), a legnagyobb városokat, „konstruktívan gondolkodó nagyvállalatokat és cégeket” („British Petroleum”, „Enron Corporation”, „Royal Deutsch Shell” stb.) , aktívan támogatják az üvegházhatású gázok kibocsátásának korlátozását és részt vesznek kibocsátásuk korlátozásának folyamatában a kibocsátáskereskedelem alapján.

Véleményünk szerint a probléma megoldásához fontos hozzájárulás lehetne az energiatakarékos technológiák bevezetése és a megújuló energiaforrások alkalmazása.

Irodalom

1 Robinson A.B., Baliunas S.L., Soon W., Robinson Z.W. A megnövekedett légköri szén-dioxid környezeti hatásai. A petíciót a felülvizsgálattal együtt kutatóintézeteknek és egyes tudósoknak küldték meg azzal a kéréssel, hogy írják alá és továbbítsák a kollégáknak. A petíció és az ismertető orosz és angol nyelvű példánya a Priroda szerkesztőitől beszerezhető.

2 További részletekért lásd: Sidorenkov N.S. Évek közötti ingadozások a légkör-óceán-Föld rendszerben //Természet. 1998. 7. sz. S.26-34.

3 Klimenko V.V., Klimenko A.V., Snytin S.Yu., Fedorov M.V. // Hőenergetika. 1994. 1. sz. 5-11.o.

4 Corti S., Molteni F., Palmer T.N. // Természet. 1999. V.398. 6730. sz. P.799-802.

5 Tett S.F.B., Stott P.S., Allen M.R., Ingram W.J., Mitchell J.F.B. // Természet. 1999. V.399. 6736 sz. P.569-572.

16 Mokronosov A.T. Fotoszintézis és a légkör CO 2 tartalmának változása // Priroda. 1994. 7. sz. S.25-27.

17 Szkurlatov Yu.I. és egyéb Bevezetés az ökológiai kémiába. M., 1994. 38. o.

18 Romanenko G.A., Komov N.V., Tyutyunnikov A.I. Az éghajlatváltozás és e folyamat lehetséges következményei a mezőgazdaságban // Oroszország földi erőforrásai, felhasználásuk hatékonysága. M., 1995. S.87-94.

19 Mingkui C., Woodward F. I. // Természet. 1998. V.393. 6682. sz. P.249-252.

8/10. oldal

A szén-dioxid szerepe a Föld légkörében.

Az utóbbi időben megnőtt a levegő szén-dioxid-koncentrációja, ami a Föld klímájának megváltozásához vezet.

A szén (C) a légkörben főleg szén-dioxid (CO 2) és kis mennyiségben metán (CH 4), szén-monoxid és egyéb szénhidrogének formájában található meg.

A Föld légkörének gázaira a „gáz élettartama” fogalmát használják. Ez az az idő, amely alatt a gáz teljesen megújul, pl. az az idő, ami alatt annyi gáz kerül a légkörbe, amennyi benne van. Tehát a szén-dioxid esetében ez az idő 3-5 év, a metán esetében - 10-14 év. A CO néhány hónapon belül CO 2 -dá oxidálódik.

A bioszférában a szén jelentősége nagyon nagy, mivel minden élő szervezet része. Az élőlényeken belül a szén redukált formában, a bioszférán kívül pedig oxidált formában található. Így kialakul az életciklus kémiai cseréje: CO 2 ↔ élőanyag.

Szénforrások a Föld légkörében.

A szén-dioxid elsődleges forrásai a vulkánok, amelyek kitörése során hatalmas mennyiségű gáz kerül a légkörbe. Ennek a szén-dioxidnak egy része az ősi mészkövek hőbomlásából származik különböző metamorf zónákban.

A szén a szerves maradványok anaerob bomlása következtében metán formájában is bejut a Föld légkörébe. A metán oxigén hatására gyorsan szén-dioxiddá oxidálódik. A légkörbe jutó metán fő szállítói a trópusi erdők és a mocsarak.

A CO 2 migrációja a bioszférában.

A CO 2 migrációja kétféleképpen megy végbe:

- Az első módszernél a CO 2 a fotoszintézis során felszívódik a Föld légköréből, és részt vesz a szerves anyagok képződésében, majd a földkéregben elásva ásványi anyagok: tőzeg, olaj, olajpala formájában.

- A második módszernél a szén részt vesz a karbonátok előállításában a hidroszférában. A CO 2 H 2 CO 3-ba, HCO 3 -1-be, CO 3 -2-be kerül. Ezután a kalcium (ritkábban magnézium és vas) részvételével a karbonátok kiválása biogén és abiogén módon történik. Vastag mészkövek és dolomitrétegek jelennek meg. Az A.B. Ronov szerint a szerves szén (Corg) és a karbonát szén (Ccarb) aránya a bioszféra történetében 1:4 volt.

A szén geokémiai körforgása.

Szén-dioxid kinyerése a légkörből.

A Föld légköréből a szén-dioxidot a zöld növények fotoszintézis útján vonják ki, amely az energiafelhasználó pigment klorofillon keresztül valósul meg. napsugárzás. A növények a légkörből származó szén-dioxidot szénhidrátokká és oxigénné alakítják. A szénhidrátok részt vesznek a növények szerves vegyületeinek képződésében, és az oxigén visszakerül a légkörbe.

A szén-dioxid megkötése.

Teljes tömegének nagyon kis része vesz részt a szén aktív körforgásában. Hatalmas mennyiségű szénsav konzerválódik fosszilis mészkövek és más kőzetek formájában. A Föld légkörének szén-dioxidja és az óceán vize között viszont mozgó egyensúly van.

A magas szaporodási ráta miatt a növényi szervezetek (különösen az alacsonyabb rendű mikroorganizmusok és a tengeri fitoplankton) évente mintegy 1,5-10 11 tonna szenet termelnek szerves anyag formájában, ami 5,86-10 20 J (1,4-10 20 cal) mennyiségnek felel meg. az energiából.

A növényeket részben megeszik az állatok, amelyek halála során szerves anyagok rakódnak le szapropel, humusz, tőzeg formájában, amelyek viszont sok más kaustobiolitot - szén, olaj, éghető gázok - hoznak létre.

A szerves anyagok bomlási folyamataiban, azok mineralizációjában óriási szerepet játszanak a baktériumok (például rothadók), valamint számos gomba (például penészgombák).

A fő széntartalékok kötött állapotban (főleg karbonátok összetételében) a Föld üledékes kőzeteiben vannak, jelentős része az óceán vizeiben, viszonylag kis része pedig a levegőben van feloldva.

A Föld litoszférájában, hidroszférájában és légkörében a szén mennyiségének aránya a frissített számítások szerint 28570:57:1.

Hogyan kerül vissza a szén-dioxid a Föld légkörébe?

Szén-dioxid kerül a Föld légkörébe:

- az élő szervezetek légzésének és holttesteinek lebomlásának folyamatában, a karbonátok bomlása, az erjedés, a bomlás és az égés folyamatai;

- zöld növények, napközben fotoszintézis során abszorbeálják a szén-dioxidot a légkörből, éjszaka egy része visszakerül;

- a vulkánok működése következtében, amelyek gázai főként szén-dioxidból és vízgőzből állnak. A modern vulkanizmus átlagosan évi 2 10 8 tonna CO 2 kibocsátásához vezet, ami kevesebb, mint az antropogén szén-dioxid 1%-a. kibocsátás (emberi tevékenységből);

- az ipari emberi tevékenység eredményeként, amely az elmúlt években kiemelt helyet foglalt el a szénkörforgásban. A fosszilis tüzelőanyagok tömeges elégetése a légkör széntartalmának növekedéséhez vezet, mivel az emberiség által termelt szén-dioxidnak csak 57%-át dolgozzák fel a növények, és a hidroszféra veszi fel. A hatalmas erdőirtás a levegő szén-dioxid-koncentrációjának növekedéséhez is vezet.

Ez volt a cikk Szén-dioxid a Föld légkörében. ". Olvass tovább: « Argon a Föld légkörének összetételében - a légkör tartalma 1%.«

szén-dioxid a légkörben

A Föld légkörében lévő szén-dioxid (CO2) olyan úton halad, amely halványan emlékeztet a természetben gyermekkoruk óta mindenki által ismert víz körforgására. Jelentése abban rejlik, hogy a CO2 természetes és mesterséges folyamatok hatására megjelenik a levegőben, majd részben kikerül a légkörből, részben pedig felhalmozódik annak felső rétegeiben és hatással van az éghajlatra.

A CO2 eloszlása ​​a Föld légkörében

Évszázadokon át, egészen az ipari forradalom kezdetéig a természetes folyamatok szolgáltak a CO2 képződés fő forrásaiként: vulkánkitörések, szervesanyag-bomlás, erdőtüzek és állatok légzése. De körülbelül a XVIII. század közepétől. a levegő CO2-tartalmát jelentősen befolyásolni kezdi az emberi ipari tevékenység, elsősorban azok, amelyek a fosszilis tüzelőanyagok (olaj, szén, pala, földgáz stb.) elégetéséhez és a cementgyártáshoz kapcsolódnak. Az antropogén CO2-kibocsátás körülbelül 75%-áért felelősek. A fennmaradó 25%-ért a földhasználat felelős, különösen az aktív erdőirtás.

A CO2 egy részének eltávolítása a levegőből az óceánban való feloldódása és a növények általi felszívódása miatt következik be. A növények azonban nem csak felszívják, hanem ki is bocsátják a szén-dioxidot: a légzés során az emberekhez hasonlóan „beszívják” az oxigént és „kilélegzik” a CO2-t. A szén-dioxid tehát mindig jelen van a légkörben, a kérdés csak az, hogy mennyi.

Az elmúlt évtizedekben a CO2-kibocsátás gyorsabban nőtt, mint a történelem során bármikor. 1750-ben a CO2 koncentrációja a légkörben körülbelül 270 ppm volt, és csak több mint kétszáz év elteltével, 1958-ra "kúszott" 320 ppm-re. Újabb ötven év – és akár 60 pontos ugrás: 2005-ben a légkör CO2-tartalma 380 ppm volt. 2010-ben már 395 ppm. Nemrég pedig tudósok arról számoltak be, hogy a szén-dioxid-tartalom meghaladta a 400 ppm-et, és a belátható jövőben nem fog visszatérni. Úgy tűnik, itt az ideje átírni az enciklopédiákat.

A Föld történetében egyébként voltak sokkal magasabb szén-dioxid-tartalmú időszakok. Négymilliárd évvel ezelőtt fiatal bolygónk légköre 90%-ban CO2-t tartalmazott. Igaz, az élet még nem keletkezett: egyáltalán nem volt oxigén. 2,5 milliárd évvel ezelőtt megjelentek a növények, és minden rendben volt.

Azt kell mondanom, hogy a 400 ppm-es határt korábban túllépték. A légkör CO2-tartalma egész évben változik, maximumát májusban éri el. Tehát a szén-dioxid-koncentráció tavaszi-nyári növekedése nem okozott aggodalmat a tudósoknak. 2015 májusában még az Antarktiszon is elérte a 400 ppm-et a CO2 szint, ami 4 millió éve nem fordult elő! Másrészt viszont hagyományosan szeptemberben figyelhető meg az év legalacsonyabb CO2 tartalma a légkörben. Ezért a 400 ppm-es határ szeptemberi túllépése a legtisztább bizonyítéka a levegőben lévő szén-dioxid mennyiségének ellenőrizetlen növekedésének.

szén-dioxid és mi

Mi lesz velünk ebben az „új négyszáz pipiás világban”, ahogy a nyugati sajtó el tudta keresztelni bolygónkat? A válasz két szóban foglalható össze: globális felmelegedés.

A globális felmelegedés nagyon régen kezdődött, és közvetlenül összefügg a légkör szén-dioxid-tartalmával. A helyzet az, hogy a CO2 nem csak gáz, hanem üvegházhatású gáz. A CO2 rendkívül inert, nem szívesen lép reakcióba más kémiai elemekkel. Ennek köszönhetően felhalmozódik a Föld légkörében, ahol visszatartja a felszínéről érkező hősugárzást, és megakadályozza annak visszatérését a világűrbe. Ez az üvegházhatás.

Az üvegházhatás olyan erősen kapcsolódik elménkben a globális felmelegedéshez, hogy általában valami negatívhoz kötődik. Mindeközben az üvegházhatásnak köszönhetjük a kényelmes életet a Földön. Üvegházhatású gázok nélkül (a CO2 kivételével, ezek közé tartozik a vízgőz, a metán és az ózon) a bolygó átlaghőmérséklete -15 °C lenne, és nem +15 °C, mint most.

Az üvegházhatású gázok mennyiségének ellenőrizetlen növekedése azonban az üvegházhatás fokozódásához vezet, és ez pedig a globális felmelegedéshez. Mindenki hallott már róla, és gyakran iróniával, olykor gyanakvással kezeli: vajon ez az ökoüzemanyag-gyártók összeesküvése? A helyzet az, hogy a mindennapi életben nem látjuk a globális felmelegedés jeleit.

Valójában a globális felmelegedés lassú folyamat. Grönland sem holnap, sem holnapután, de még száz év múlva sem fog elolvadni. Nem lesz olyan óriási hullám, amely elmossa New Yorkot, mint a katasztrófafilmekben. Fokozatosan elönti a víz: a városnak vissza kell vonulnia az emelkedő óceán rohama alatt. A kis csendes-óceáni szigetek eltűnnek a Föld (vagy inkább a tenger) arcáról. A nedves területek még nedvesebbek, a szárazak pedig még szárazabbak lesznek. Az elsőben a betegségek hordozói rovarok szaporodnak, a másodikban akut élelmiszer- és ivóvízhiány kezdődik. Az óceánba beáramló friss gleccsvíz megváltoztatja a meleg és hideg áramlatok lefolyását, ami az északi féltekén lehűléssel, a bolygó körül pedig hurrikánokkal fenyeget. Nem folytathatja tovább: ha ezeknek a jóslatoknak egy kis része be is válik, az emberiségnek nehéz dolga lesz.

Mindeközben az éves átlaghőmérséklet világszerte már harmadik éve dönti meg a rekordokat. 2016-ot az elmúlt 150 év legmelegebb évének nevezik. A tudósok megállapították, hogy a Föld légköre 1,45°C-kal melegedett fel az iparosodás előtti időszakhoz képest. A figura jelentéktelennek tűnhet, de bőven elegendő a jég megolvadásához.

Nézd meg magad:

Jégolvadás (NASA fotók)

A San Diego-i Kaliforniai Egyetem Scripps Oceanográfiai Intézetének kutatói jelentették USA Today szerint a Föld légkörének szén-dioxid-tartalma az elmúlt 800 000 év legmagasabb szintjét érte el. Most 410 ppm (parts per million). Ez azt jelenti, hogy minden légköbméterben a szén-dioxid 410 ml térfogatot foglal el.

szén-dioxid a légkörben

A szén-dioxid vagy szén-dioxid fontos funkciót tölt be bolygónk légkörében: átengedi a Nap sugárzásának egy részét, amely felmelegíti a Földet. Mivel azonban a gáz a bolygó által kibocsátott hőt is elnyeli, hozzájárul az üvegházhatáshoz. Ezt tartják a globális felmelegedés fő tényezőjének.

A légkör szén-dioxid-tartalmának folyamatos növekedése az ipari forradalommal kezdődött. Ezt megelőzően a koncentráció soha nem haladta meg a 300 ppm-et. Idén áprilisban az elmúlt 800 ezer év legmagasabb átlagértékét állították fel. Először 2017 áprilisában jegyeztek fel 410 ppm-es értéket egy hawaii levegőminőség-figyelő állomáson, de akkor ez meglehetősen szokatlan volt. 2018 áprilisában ez a jegy lett az egész hónap átlaga. A szén-dioxid koncentrációja 30%-kal nőtt a Scripps Intézet kutatói által végzett megfigyelések kezdete óta.

Miért nő a koncentráció?

Ralph Keeling, a Scripps Intézet tudósa, a CO2-kutatási program vezetője úgy véli, hogy a szén-dioxid koncentrációja folyamatosan emelkedik a légkörben, mivel folyamatosan égetjük az üzemanyagot. Az olaj, a gáz és a szén feldolgozása során üvegházhatású gázok, például szén-dioxid és metán kerül a légkörbe. A gázok hatására a Föld hőmérséklete az elmúlt évszázad során olyan szintre emelkedett, amely nem magyarázható a természetes változékonysággal. Ez már régóta ismert tény, de senki nem tesz lépéseket a helyzet valamilyen módon történő orvoslása érdekében.

A Meteorológiai Világszervezet viszont azt mondta, hogy az üvegházhatású gázok növekedése hozzájárul az éghajlatváltozáshoz, és „veszélyesebbé és barátságtalanabbá teszi a bolygót a jövő generációi számára”. A problémát globális szinten kell kezelni, és a lehető leghamarabb meg kell tenni.

Ha hibát talál, kérjük, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.