Vyzerá to tak, že Zem prekročila medzník uprostred globálneho otepľovania.

Zvyčajne v septembri sú hladiny oxidu uhličitého (CO2) v atmosfére minimálne. Táto koncentrácia je referenčnou hodnotou, na základe ktorej sa merajú výkyvy hladín skleníkových plynov počas nasledujúceho roka. Ale v septembri tohto roku zostávajú hladiny CO2 vysoké, okolo 400 ppm, a mnohí vedci sa domnievajú, že koncentrácia skleníkových plynov počas nášho života neklesne pod túto hranicu.

Zem od priemyselnej revolúcie neustále akumuluje CO2 v atmosfére, ale úroveň 400 ppm vytvára novú mieru, akú na našej planéte nevideli milióny rokov.

"Naposledy, keď CO2 v atmosfére našej planéty bolo 400 ppm, bolo asi pred tri a pol miliónmi rokov a klíma v tom čase bola veľmi odlišná od dnešnej," povedal Christian Christianovi docent na School of Marine and Atmospheric Research. Science Monitor e-mailom Fenomény na State University of New York v Stony Brook David Black.

"Najmä v Arktíde (severne od 60. zemepisnej šírky) bolo oveľa teplejšie ako dnes a hladina mora na planéte bola o 5 až 27 metrov vyššia ako súčasná," povedal Black.

„Potom atmosfére trvalo milióny rokov, kým hladina CO2 v nej dosiahla 400 ppm. A trvalo ďalšie milióny rokov, kým klesla na 280 ppm (toto číslo bolo v predvečer priemyselnej revolúcie). Klimatológovia sú veľmi znepokojení tým, že ľudia za pár storočí urobili to, čo príroda urobila za milióny rokov, pričom väčšina z týchto zmien nastala za posledných 50-60 rokov.

Globálna koncentrácia CO2 už niekoľko rokov pravidelne stúpa nad 400 ppm; počas letného vegetačného obdobia je však značná časť oxidu uhličitého v atmosfére absorbovaná v procese fotosyntézy, a preto je hladina CO2 po väčšinu roka pod touto značkou.

Kontext

Skleníkové šialenstvo

Wprost 15.12.2015

Svet je zle pripravený na globálne otepľovanie

The Globe And Mail 05/09/2016

Klimatická katastrofa v Európe

Dagbladet 05.02.2016

Je čas riešiť klímu

Project Syndicate 26.04.2016

Jedovaté podnebie

Die Welt 18.01.2016
Ale v dôsledku ľudskej činnosti (predovšetkým v dôsledku spaľovania fosílnych palív) sa do atmosféry uvoľňuje viac CO2 a ročné minimum sa čoraz viac blížilo k hranici 400 ppm. Vedci sa obávajú, že planéta tento rok dosiahla bod, z ktorého niet návratu.

„Je možné, že v októbri 2016 bol mesačný ukazovateľ pod septembrom a klesol pod 400 ppm? Prakticky nie, “napísal riaditeľ programu Inštitútu oceánografie. Scrips od Ralpha Keelinga.

V minulosti sa vyskytli prípady, keď hladina CO2 klesla pod predchádzajúce septembrové hodnoty, ale sú mimoriadne zriedkavé. Podľa vedcov, aj keď svet od zajtra úplne prestane vypúšťať oxid uhličitý do atmosféry, jeho koncentrácia zostane niekoľko rokov nad 400 ppm.

„V najlepšom prípade (v tomto scenári) môžeme očakávať stabilizáciu v blízkej budúcnosti, a preto sa úroveň CO2 pravdepodobne veľmi nezmení. Ale približne o 10 rokov začne klesať, “povedal hlavný klimatológ NASA Gavin Schmidt pre Climate Central. "Podľa môjho názoru už neuvidíme mesačnú sadzbu pod 400 ppm."

Aj keď nárast koncentrácie CO2 v atmosfére vyvoláva obavy, treba poznamenať, že samotná hranica 400 ppm je skôr orientačným ukazovateľom trasy než tvrdým údajom, ktorý svetu predznamenáva klimatickú apokalypsu.

„Ľudia milujú zaokrúhlené čísla,“ hovorí Damon Matthews, profesor životného prostredia na Concordia University v Montreale. "Veľmi symbolické je aj to, že súbežne s nárastom CO2 prekročila globálna teplota o jeden stupeň predindustriálnu úroveň."

Samozrejme, tieto ukazovatele sú väčšinou symbolické, ale sú skutočnou ilustráciou trajektórie, po ktorej sa zemská klíma uberá.

„Koncentrácia CO2 je do istej miery reverzibilná, pretože rastliny absorbujú oxid uhličitý,“ hovorí Dr. Matthews. "Ale teplota vznikajúca na základe takýchto zmien, pri absencii ľudského úsilia, je nezvratná."

Oxid uhličitý vo forme skleníkového plynu prispieva nielen ku globálnemu otepľovaniu, ale svojím okysľovaním negatívne ovplyvňuje aj stav svetových oceánov. Keď sa oxid uhličitý rozpustí vo vode vo veľkých objemoch, časť sa premení na oxid uhličitý, ktorý reaguje s molekulami vody za vzniku vodíkových iónov, čo zvyšuje kyslosť oceánskeho prostredia. To následne vedie k vyblednutiu koralov a zasahuje do životného cyklu malých organizmov, čo negatívne ovplyvňuje aj väčšie organizmy ďalej v potravinovom reťazci.

Správa o hranici 400 ppm prichádza, keď svetoví lídri podnikli sériu krokov smerom k ratifikácii Parížskej dohody o zmene klímy, ktorej cieľom je systematicky znižovať emisie uhlíka na celom svete od roku 2020.

Krajiny, ktoré dohodu ratifikujú, majú pred sebou ešte veľa práce.

„Aby sme znížili úroveň CO2 v atmosfére v časovom horizonte niekoľkých storočí, musíme nielen využívať a rozvíjať zdroje energie bez uhlíka; musíme tiež fyzikálne, chemicky a biologicky odstrániť CO2 z atmosféry, hovorí Black. "Existuje technológia na odstraňovanie atmosférického CO2, ale v rozsahu existujúceho problému zatiaľ nie je použiteľná."

Vyacheslav Viktorovič Alekseev, doktor fyziky a matematiky, vedúci laboratória obnoviteľných zdrojov energie na Geografickej fakulte Moskovskej štátnej univerzity Lomonosova. Špecialista v oblasti matematického a fyzikálneho modelovania geofyzikálnych systémov.

Sofya Valentinovna Kiseleva, kandidátka fyzikálnych a matematických vied, vedúca výskumná pracovníčka v tom istom laboratóriu. Zaoberá sa fyzikálnym modelovaním procesov transportu oxidu uhličitého, problematikou moderných klimatických zmien.

Nadezhda Ivanovna Chernova, kandidátka biologických vied, vedúca výskumná pracovníčka v tom istom laboratóriu. Zaoberá sa environmentálnymi aspektmi využívania slnečnej energie, problémami racionálneho využívania prírodných zdrojov.

Začiatkom roku 1998 bývalý prezident Národnej akadémie vied USA F. Zeitz predložil vedeckej komunite petíciu, v ktorej vyzval vlády Spojených štátov amerických a iných krajín, aby odmietli podpísanie dohôd uzavretých v Kjóte v decembri 1997 o obmedzení Emisie skleníkových plynov. K petícii bol priložený informačný dokument s názvom „Vplyvy narastajúceho atmosférického oxidu uhličitého na životné prostredie“. Obsahoval výber publikovaných výsledkov výskumu navrhnutých tak, aby dokázali nielen absenciu empirických dôkazov na podporu predpovedaného budúceho otepľovania klímy mnohými vedcami, ale aj nepopierateľný prínos pre ľudstvo z rastu skleníkových plynov. V preskúmaní boli predložené nasledujúce tézy.

K súčasnému nárastu atmosférického CO 2 dochádza po takmer 300-ročnom období otepľovania. Tento rast preto nemusí byť výsledkom ľudskej činnosti, ale dôsledkom prirodzeného procesu – zintenzívnenia uvoľňovania CO2 oceánom so zvýšením teploty vody. Okrem toho, v porovnaní s ročným antropogénnym uvoľňovaním uhlíka do atmosféry (5,5 Gt), jeho obsah aj v zásobníkoch mobilného fondu (v atmosfére - asi 750 Gt, povrchové vrstvy oceánu - 1 000 Gt, blízko Zeme biota, vrátane pôd a detritu - asi 2 200 Rt) je taká veľká, že antropogénny faktor rastu CO2 v atmosfére je ťažké rozpoznať ako významný.

Ďalej autori prehľadu citujú početné údaje zo satelitných meraní teploty spodnej troposféry (vo výške asi 4 km) za obdobie 1958-1996. a všimnite si, že od roku 1979 existuje slabý negatívny trend priemernej globálnej teploty (–0,047 ° С za 10 rokov). V Spojených štátoch sa za posledných 10 rokov povrchová teplota vzduchu znížila o 0,08 ° С.

Údaje meteorologických staníc zároveň poskytujú pozitívne trendy v teplotách povrchovej vrstvy (+ 0,07 ° С za 10 rokov). Rozpor vo výsledkoch vedie k tomu, že simulácie budúcich klimatických zmien na základe údajov o náraste teploty vedú k nepresným predpovediam. Pri diskusii o počítačových modeloch skleníkového efektu a otepľovania klímy autori prehľadu zdôrazňujú, že klíma je zložitý, nelineárny dynamický systém. Neistoty vplyvu napríklad oceánskych povrchových prúdov, prenosu tepla v oceáne, vlhkosti, oblačnosti a pod. sú podľa autorov také veľké v porovnaní s vplyvom CO 2 , že modelové odhady modernej teploty sa výrazne líšia od dostupných empirických údajov. Množstvo spätných väzieb klimatického systému, ktoré sa v modeloch zle odráža, vedie aj k chybám v prognózach a nezrovnalostiam s realitou.

Pri kritike kvality prízemných meraní teploty vzduchu sa autori recenzie odvolávajú na tepelný efekt urbanizovaných oblastí, ktorý skresľuje skutočný obraz o vzťahu medzi nárastom koncentrácie skleníkových plynov a zmenami teploty atmosféry. Na klimatických zmenách dnes nie je nič neobvyklé; ide len o prirodzené zmeny spôsobené vnútornými zemskými variáciami aj vonkajšími - najmä kolísaním slnečnej aktivity. Satelitné dáta získané len za štyri roky (1993-1997) však podľa autorov nevykazujú žiadne zmeny morskej hladiny, ako predpovedali modely globálneho otepľovania. Počet silných tropických hurikánov v Atlantiku za obdobie 1940-1997 a maximálna rýchlosť vetra v nich klesla, čo tiež odporuje myšlienke globálneho otepľovania a výsledkom modelu.

Tu je potrebné zdôrazniť, že existencia viac ako tuctu faktorov tvoriacich klímu je všeobecne uznávaná. Najvýznamnejšie sú tieto:

V štúdii V. V. Klimenka a kolegov bol analyzovaný vplyv týchto faktorov na radiačnú bilanciu v priebehu desaťročia a minulého storočia. Pri zvažovaní sekulárnej premenlivosti klímy sa ukázalo, že práve akumulácia skleníkových plynov v atmosfére determinovala zvýšenie priemernej globálnej teploty o 0,5 °C. Autori však zdôrazňujú, že vysvetlenie súčasných a budúcich klimatických zmien iba antropogénnym faktorom stojí na veľmi vratkých základoch, hoci jeho úloha časom určite narastá.

Zvlášť zaujímavá je nedávna práca S. Cortyho a jeho spolupracovníkov, v ktorej je pozorované otepľovanie na severnej pologuli tiež spojené najmä s prirodzenými zmenami režimov atmosférickej cirkulácie. Pravda, jeho autori zdôrazňujú, že táto skutočnosť nemôže slúžiť ako dôkaz absencie antropogénneho vplyvu na klímu. Britskí vedci nedávno vykonali podrobnú modelovú analýzu úlohy rovnakých klimatických faktorov pri zvyšovaní priemernej povrchovej teploty vzduchu. Ich výsledky ukazujú, že otepľovanie atmosféry v prvej polovici XX storočia. (v rokoch 1910 až 1940) bolo spôsobené najmä kolísaním slnečnej aktivity a v menšej miere antropogénnymi faktormi - skleníkovými plynmi a aerosólom troposférického síranu. Pokiaľ ide o obdobie rokov 1946-1996, prirodzené zmeny slnečnej a sopečnej činnosti tu majú len malý vplyv na klímu v porovnaní s antropogénnym vplyvom.

Vplyv hlavných klímotvorných faktorov na zmenu priemernej globálnej povrchovej teploty. Odhady príspevku ukazujúce rozptyl hodnôt: skleníkové plyny a síranové aerosóly (biele obdĺžniky); slnečná aktivita (vyplnená bodkami) a ich kombinovaný vplyv (zatienené). Čierne obdĺžniky znázorňujú výsledky inštrumentálnych pozorovaní. (Tett S.F.B., Stott P.A. a kol. 1999.)

Analýza teplej biosféry kriedového obdobia ako analógu predpovedaného otepľovania, ktorú vykonal NM Chumakov, ukázala, že vplyv hlavných faktorov tvoriacich klímu (okrem oxidu uhličitého) nestačí na vysvetlenie otepľovania. veľkosť v minulosti. Skleníkový efekt požadovanej veľkosti by zodpovedal niekoľkonásobnému zvýšeniu obsahu CO 2 v atmosfére. Impulzom pre obrovské klimatické zmeny v tomto období vývoja Zeme bola s najväčšou pravdepodobnosťou pozitívna spätná väzba medzi zvýšením teploty oceánov a morí a zvýšením koncentrácie atmosférického oxidu uhličitého.

Veľká pozornosť sa v spomínanej recenzii venuje CO 2 ako „hnojivu“. Autori uvádzajú údaje o zrýchlení rastu rastlín so zvýšeným obsahom oxidu uhličitého v atmosfére. Najmä reakcia mladých borovíc, mladých pomarančovníkov a pšenice na zvýšenie obsahu CO2 v životnom prostredí v rozmedzí od 400 do 800 ppm je takmer lineárna a pozitívna. Autori preto dospeli k záveru, že tieto údaje možno ľahko preniesť na rôzne úrovne obohatenia CO2 a na rôzne druhy rastlín. Autori tiež pripisujú nárast hmoty lesov USA (o 30 % od roku 1950) vplyvu zvyšujúceho sa množstva oxidu uhličitého v atmosfére. Ukazuje sa, že rast СО 2 má väčší stimulačný účinok na rastliny rastúce v suchších (stresujúcich) podmienkach. A intenzívny rast rastlinných spoločenstiev podľa autorov prehľadu nevyhnutne vedie k zvýšeniu celkovej hmotnosti živočíchov a má pozitívny vplyv na biodiverzitu vo všeobecnosti. To vedie k optimistickému záveru: „V dôsledku nárastu atmosférického CO 2 žijeme v čoraz priaznivejších environmentálnych podmienkach. Naše deti si užijú život na Zemi s mnohými ďalšími rastlinami a zvieratami. Je to úžasný a nečakaný dar priemyselnej revolúcie.

Napriek tomu sa nám zdá, že mnohé údaje priložené k petícii sú dosť protichodné.

Chladenie namiesto otepľovania?

Samozrejme, že kolísanie hladiny CO 2 v atmosfére prebiehalo aj v minulých epochách, ale tieto zmeny nikdy nenastali tak rýchlo. Ak však v minulosti klimatické a biologické systémy Zeme v dôsledku postupných zmien v zložení atmosféry „mali čas“ prejsť do nového stabilného stavu a boli v kvázi rovnováhe, potom v modernom období s intenzívnou, extrémne rýchlou zmenou zloženia plynov v atmosfére opúšťajú všetky pozemské systémy stacionárny stav. A aj keď sa postavíme do pozície autorov, ktorí odmietajú hypotézu globálneho otepľovania, treba poznamenať, že dôsledky takéhoto „výstupu z kvázistacionárneho“, najmä klimatických zmien, môžu byť veľmi vážne.

Navyše, podľa niektorých prognóz po dosiahnutí maximálnej koncentrácie CO 2 v atmosfére začne klesať v dôsledku poklesu antropogénnych emisií, absorpcie oxidu uhličitého Svetovým oceánom a biotou. V tomto prípade sa budú musieť rastliny opäť prispôsobiť zmenenému stanovišťu.

V prehľade sa nepochybne správne poznamenalo, že pri modelovaní dôsledkov rastu СО 2 a iných skleníkových plynov v atmosfére, ako aj v moderných teoretických konštrukciách sa nezohľadňujú mnohé spätné väzby klimatických systémov, čo vedie k nesprávnym predpovediam a dokonca, ako autori ubezpečujú, k klamu samotnej myšlienky.globálne otepľovanie. To by však podľa nášho názoru nemalo viesť k popieraniu možného otepľovania klímy, ale k pravdepodobnosti nepredvídateľných klimatických dôsledkov (napríklad opačný efekt - ochladenie v mnohých regiónoch sveta).

V tomto smere sú mimoriadne zaujímavé niektoré výsledky matematického modelovania zložitých dôsledkov možných zmien zemskej klímy. Experimenty s trojrozmerným modelom kombinovaného systému oceán-atmosféra, ktoré vykonali americkí vedci, ukázali, že termohalinná severoatlantická cirkulácia (severoatlantický prúd) sa v reakcii na otepľovanie spomaľuje. Kritická koncentrácia CO 2, ktorá spôsobuje tento efekt, leží medzi dvoma a štyrmi predindustriálnymi hodnotami CO 2 v atmosfére (je to 280 ppm, zatiaľ čo súčasná koncentrácia je asi 360 ppm).

Pomocou jednoduchšieho modelu systému oceán-atmosféra odborníci vykonali podrobnú matematickú analýzu vyššie opísaných procesov. Podľa ich výpočtov pri náraste koncentrácie oxidu uhličitého o 1 % ročne (čo zodpovedá súčasnej rýchlosti) sa Severoatlantický prúd spomaľuje a pri obsahu CO2 750 ppm dochádza k jeho kolapsu – úplnému zastavenie obehu. Pri pomalšom zvyšovaní obsahu oxidu uhličitého v atmosfére (a teplote vzduchu) – napríklad o 0,5 % ročne, sa pri dosiahnutí koncentrácie 750 ppm cirkulácia spomalí, ale potom sa pomaly obnoví. V prípade zrýchleného rastu skleníkových plynov v atmosfére a s tým spojeného otepľovania sa Severoatlantický prúd ničí pri nižších koncentráciách CO2 – 650 ppm. Dôvody zmeny prúdenia spočívajú v tom, že otepľovanie prízemného vzduchu spôsobuje zvýšenie teploty povrchových vrstiev vody, ako aj zvýšenie tlaku nasýtených pár v severných oblastiach a tým zvýšenú kondenzáciu v dôsledku ku ktorému narastá množstvo osvieženej vody na hladine oceánu v severnom Atlantiku. Oba procesy vedú k zvýšenej stratifikácii vodného stĺpca a spomaľujú (alebo dokonca znemožňujú) neustálu tvorbu studených hlbokých vôd v severnom Atlantiku, keď povrchové vody, ochladzujúce sa a čoraz ťažšie, klesajú do oblastí dna a potom sa pomaly pohybujú do trópov.

Štúdie tohto druhu následkov otepľovania atmosféry, ktoré nedávno vykonal R. Wood a jeho kolegovia, poskytujú ešte zaujímavejší obraz možných udalostí. Okrem zníženia celkového transportu Atlantikom o 25% sa pri súčasnom tempe rastu skleníkových plynov „vypne konvekcia v Labradorskom mori, jednom z dvoch severných centier tvorby studených hlbokých vôd“. Navyše k tomu môže dôjsť už v období rokov 2000 až 2030.

Vývoj maximálneho poklesu meridionálneho prúdenia Severoatlantického prúdu (výsledky výpočtov pre päť scenárov globálneho otepľovania). I - koncentrácia CO2 dosahuje 560 ppm, prietok mierne zoslabne, potom sa obnoví; II, IV - koncentrácia СО 2 - 650 a 750 ppm, rýchlosť rastu СО 2 1% ročne, obeh je zničený; III, V - 650 a 750 ppm, tempo rastu je 0,5 % ročne, prietok slabne, potom sa zotavuje na nižšej úrovni.

Naznačené výkyvy Severoatlantického prúdu môžu mať veľmi vážne následky. Najmä ak sa rozloženie tepla a teplotných tokov odchyľuje od súčasného v atlantickej oblasti severnej pologule, priemerné povrchové teploty vzduchu nad Európou sa môžu výrazne znížiť. Okrem toho zmeny rýchlosti Severoatlantického prúdu a ohrievanie povrchových vôd môžu znížiť absorpciu CO2 oceánom (podľa výpočtov vyššie uvedených odborníkov až o 30 %, keď sa koncentrácia oxidu uhličitého vo vzduchu zdvojnásobí ), čo by sa malo brať do úvahy tak pri prognózach budúceho stavu atmosféry v scenároch emisií skleníkových plynov. Významné zmeny môžu nastať aj v morských ekosystémoch, vrátane populácií rýb a morských vtákov, v závislosti nielen od špecifických klimatických podmienok, ale aj od živín, ktoré na povrch vynášajú studené morské prúdy. Tu chceme zdôrazniť mimoriadne dôležitý bod spomenutý vyššie: ako vidno, dôsledky rastu skleníkových plynov v atmosfére môžu byť oveľa zložitejšie ako rovnomerné otepľovanie povrchovej atmosféry.

Možné narušenie ekosystémov

Pri modelovaní výmeny oxidu uhličitého je potrebné brať do úvahy vplyv na prenos plynov stavu rozhrania medzi oceánom a atmosférou. Niekoľko rokov sme v laboratórnych a terénnych experimentoch skúmali intenzitu transportu СО 2 v systéme voda-vzduch. Uvažoval sa vplyv na výmenu plynov podmienok veternej vlny a rozptýleného média vytvoreného v blízkosti rozhrania medzi dvoma fázami (striekanie nad povrchom, pena, vzduchové bubliny vo vodnom stĺpci). Ukázalo sa, že rýchlosť prenosu plynu so zmenou charakteru vlny z gravitačne-kapilárnej na gravitačnú výrazne stúpa. Tento efekt (okrem zvýšenia teploty povrchovej vrstvy oceánu) môže dodatočne prispieť k toku oxidu uhličitého medzi oceánom a atmosférou. Na druhej strane, významným úbytkom СО 2 z atmosféry sú zrážky, ktoré, ako ukázali naše štúdie, intenzívne odplavujú okrem iných plynných nečistôt aj oxid uhličitý. Výpočty s použitím údajov o obsahu rozpusteného oxidu uhličitého v dažďovej vode a ročnom množstve zrážok ukázali, že s dažďami sa do oceánu môže dostať 0,2-1 Gt CO2 ročne a celkové množstvo oxidu uhličitého vylúhovaného z atmosféry môže dosiahnuť 0,7- 2,0 Gt....

Keď sa vrátime k tézam autorov prílohy k petícii, poznamenávame, že údaje o prospešnosti rastu СО 2 pre zelené rastliny sa javia ako najkontroverznejšie. Faktom je, že existuje množstvo vedeckých údajov, podľa ktorých zvýšenie koncentrácie CO 2 v atmosfére, aj bez zohľadnenia globálneho otepľovania, môže viesť k výraznej zmene v štruktúre a fungovaní ekosystémov, ktoré môže byť pre rastliny nepriaznivé. Pozitívna reakcia na zvýšený obsah oxidu uhličitého vo vzduchu, pozorovaná u jednotlivej rastliny, nemusí nutne znamenať zvýšený rast rastlinných spoločenstiev ako celku.

Úvahy autorov o úlohe CO 2 ako rastového stimulátora sú zakorenené v detailoch fotosyntézy. Zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého môže tento proces zintenzívniť, a teda podporiť rast rastlín. Úžitok z toho majú takzvané C 3 -rastliny, medzi ktoré patria takmer všetky stromy a mnohé z hlavných plodín: ryža, pšenica, zemiaky, strukoviny. V C 3 rastlinách sa v prvom štádiu fixácie molekula CO 2 viaže na ribulóza difosfát obsahujúci 5-uhlíkový cukor. V dôsledku reakcie, ku ktorej dochádza pri pôsobení enzýmu ribulózadifosfátkarboxylázy, vzniká krátkodobá nestabilná zlúčenina vrátane 6-uhlíkového cukru. Rozkladá sa na dva deriváty, z ktorých každý obsahuje tri atómy uhlíka – odtiaľ názov „C3-rastliny“. Kyslík z atmosférického vzduchu súťaží s oxidom uhličitým o aktívne miesto ribulózadifosfátkarboxylázy. Ak O 2 vyhrá, rastlina stráca energiu, pretože CO 2 nie je fixovaný počas využívania kyslíka. So zvyšujúcou sa koncentráciou oxidu uhličitého sa zvyšuje pravdepodobnosť jeho „získania“ v súťaži s O 2 o väzbu na aktívne centrum enzýmu. V mnohých experimentoch, keď bola koncentrácia CO 2 nastavená na 600 ppm, sa fotorespirácia znížila o 50% a jej obmedzenie znamená, že rastlina môže využiť viac svojej energie na stavbu tkanív. V týchto rastlinách je však v podmienkach zvýšenej koncentrácie CO2 v počiatočnom štádiu experimentov pozorovaná zvýšená fotosyntéza, ale po dočasnej aktivácii dochádza k jej inhibícii. Transportný systém rastliny je polygénny, závisí od mnohých faktorov (energetických, hormonálnych atď.) a nedá sa rýchlo prebudovať. Preto pri dlhšom vystavení rastliny CO 2 v podmienkach zvýšenej koncentrácie fotosyntéza klesá v dôsledku nadmernej akumulácie škrobu v chloroplastoch.

Napriek tomu sa v praxi preukázal výrazný nárast rastu a akumulácie biomasy v rastlinách pestovaných pri zvýšenej koncentrácii oxidu uhličitého, aj keď postupom času intenzita fotosyntézy klesá a približuje sa k tomu, čo pozorujeme u rastlín žijúcich v atmosfére s tzv. normálne zloženie plynu. Tento nesúlad sa vysvetľuje regulačným účinkom oxidu uhličitého na rastovú funkciu rastliny. Dlhodobé držanie rastliny pri vysokej koncentrácii CO 2 je sprevádzané zväčšením listovej plochy, stimuláciou rastu výhonkov druhého rádu, relatívnym zvýšením podielu koreňov a zásobných orgánov v rastline a zvýšenou tuberizáciou. Rastová funkcia je posilnená tvorbou nového fotosyntetického aparátu. To naznačuje „dvojitú“ úlohu CO 2 ako substrátu v procese fotosyntézy a ako regulátora rastových procesov. So zvýšením hladiny oxidu uhličitého v atmosfére vzniká nový stacionárny stav systému zodpovedajúci novej hladine oxidu uhličitého, čo vedie k zvýšeniu výnosu najmä v dôsledku zvýšenia objemu celého systému. fotosyntetický systém a v menšej miere v dôsledku intenzity fotosyntézy na jednotku plochy listu.

Známou technikou na zvýšenie intenzity a produktivity fotosyntézy je zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého v skleníkoch. Táto metóda umožňuje zvýšený rast biomasy. Zmena koncentrácie CO 2 však ovplyvňuje zloženie konečných produktov fotosyntézy: zistilo sa, že pri vysokých koncentráciách 14 CO 2 sa 14 C nachádza najmä v cukroch a pri nízkych koncentráciách v aminokyselinách (serín glycín atď.).

Keďže atmosférický oxid uhličitý je čiastočne absorbovaný zrážkami a povrchovou sladkou vodou, zvyšuje sa obsah CO 2 v pôdnom roztoku a v dôsledku toho dochádza k okysľovaniu prostredia. V experimentoch uskutočnených v našom laboratóriu sme sa pokúsili preskúmať vlastnosti vplyvu CO2 rozpusteného vo vode na akumuláciu biomasy rastlinami. Pšeničné klíčky boli pestované na štandardných vodných živných médiách, v ktorých okrem atmosférického uhlíka slúžili ako ďalšie zdroje uhlíka rozpustený molekulárny CO2 a hydrogénuhličitanový ión v rôznych koncentráciách. To sa dosiahlo menením času nasýtenia vodného roztoku plynným oxidom uhličitým. Ukázalo sa, že počiatočné zvýšenie koncentrácie CO 2 v živnom médiu vedie k stimulácii prízemnej a koreňovej hmoty rastlín pšenice. Pri 2-3-násobnom prebytku oproti normálnemu obsahu rozpusteného oxidu uhličitého sa však pozorovala inhibícia rastu koreňov rastlín so zmenou ich morfológie. Možno pri výraznom okyslení prostredia dochádza k poklesu asimilácie iných živín (dusík, fosfor, draslík, horčík, vápnik). Pri hodnotení ich vplyvu na rast rastlín by sa teda mal brať do úvahy nepriamy vplyv zvýšenej koncentrácie CO 2 .

Údaje o intenzifikácii rastu rastlín rôznych druhov a veku, uvedené v prílohe petície, nechávajú nezodpovedanú otázku podmienok zásobovania predmetov štúdia biogénnymi prvkami. Je potrebné zdôrazniť, že zmena koncentrácie CO2 musí byť vo výrobnom procese prísne vyvážená spotrebou dusíka, fosforu, iných živín, svetla a vody bez narušenia ekologickej rovnováhy. V prostredí bohatom na živiny bol teda pozorovaný zvýšený rast rastlín pri vysokých koncentráciách CO 2 . Napríklad na mokradiach v ústí zálivu Chesapeake Bay (juhozápad USA), kde rastú hlavne C 3 rastliny, viedlo zvýšenie CO 2 vo vzduchu až na 700 ppm k zintenzívneniu rastu rastlín a zvýšeniu ich hustoty. . Rozbor viac ako 700 agrotechnických prác ukázal, že pri vysokých koncentráciách CO 2 v životnom prostredí bola úroda zrna v priemere o 34 % vyššia (kde bolo do pôdy aplikované dostatočné množstvo hnojív a vody – zdroje, ktoré sú bohaté len v r. rozvinuté krajiny). Na zvýšenie produktivity poľnohospodárskych plodín vzhľadom na rastúci oxid uhličitý v ovzduší bude samozrejme potrebné nielen značné množstvo hnojív, ale aj prípravkov na ochranu rastlín (herbicídy, insekticídy, fungicídy atď.). ako rozsiahle zavlažovacie práce. Je dôvodné sa obávať, že náklady na tieto činnosti a dôsledky pre životné prostredie budú príliš významné a neprimerané.

Štúdie tiež odhalili úlohu konkurencie v ekosystémoch, ktorá vedie k zníženiu stimulačného účinku vysokých koncentrácií CO 2 . V skutočnosti sadenice stromov toho istého druhu v miernom podnebí (Nové Anglicko, USA) a v trópoch lepšie rástli pri vysokej koncentrácii atmosférického CO2; keď sa však sadenice rôznych druhov pestovali spolu, produktivita takýchto spoločenstiev sa zvýšila. nezvýšiť za rovnakých podmienok. Je pravdepodobné, že súťaž o živiny brzdí reakciu rastliny na stúpajúci obsah oxidu uhličitého.

Vysoký obsah CO 2 vo vzduchu môže byť nepriaznivý pre takzvané C 4 -rastliny, ktorých prvými produktmi fotosyntézy sú zlúčeniny štyroch uhlíkových atómov: kyselina jablčná a asparágová, oxalacetát. Do tejto triedy patria mnohé byliny suchých, horúcich tropických a subtropických oblastí, poľnohospodárske plodiny – kukurica, cirok, cukrová trstina atď. , čo umožňuje týmto rastlinám dobre rásť pri normálnych koncentráciách oxidu uhličitého. V rastlinách C 4 je za normálnych podmienok spotreba energie na fotorespiráciu oveľa nižšia a účinnosť fotosyntézy je preto vyššia ako v rastlinách C 3. Zhruba to isté sa deje s fotosyntézou, ktorá je charakteristická pre typické sukulenty. Nazýva sa CAM fotosyntéza (Crassulacean Acid Metabolism). CAM rastliny, podobne ako C 4 rastliny, využívajú C 3 aj C 4 cesty fotosyntézy, ale líšia sa od C 4 rastlín tým, že sa vyznačujú oddelením týchto ciest iba v čase, ale nie v priestore, ako v C 4 - rastliny.

Rastliny C 3 sú teda so zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého vo výhodnejšom postavení ako rastliny C 4 a CAM a to môže mať zase veľmi vážne následky. Mnohé rastliny C 4 sa stanú vzácnymi alebo ohrozenými. V agroekosystémoch pri pestovaní C 4 rastlín, napríklad kukurice alebo cukrovej trstiny, môže zvýšená koncentrácia CO 2 viesť k poklesu ich produktivity, pričom výhodu budú mať buriny, ktoré predstavujú najmä C 3 rastliny. V dôsledku toho je možný výrazný pokles výnosu.

V prípade oteplenia nedokáže zvýšený rast rastlín, ktoré pohlcujú vzdušný oxid uhličitý, kompenzovať zrýchlený rozklad organickej hmoty. To je obzvlášť dôležité, pretože v biotopoch s vysokou zemepisnou šírkou, ako je tundra, sa očakáva najväčšie zvýšenie teploty. V zóne permafrostu, ako sa topí ľad, bude čoraz viac rašeliny vystavené mikroorganizmom, ktoré rozkladajú organickú hmotu. Tento proces následne povedie k väčšiemu uvoľňovaniu CO 2 a CH 4 do atmosféry. Odhaduje sa, že pri zvýšení letnej teploty v tundre o 4 °C sa aj napriek intenzívnejšiemu rastu rastlín dodatočne uvoľní do atmosféry až 50 % uhlíka z rašeliny. V tomto pásme je samotná vegetácia tundry dôležitým klimatotvorným faktorom, preto s otepľovaním bude mať posun hranice lesa na sever vážne dôsledky. Zmení sa štruktúra potravnej základne: lišajníky a machy, ktoré majú sklon k nižším teplotám, budú nahradené kríkmi, ktoré sú pre jeleniu zver nevhodné. Okrem toho zvýšenie hĺbky snehovej pokrývky nepriaznivo ovplyvní mieru prežitia mláďat, ktoré sa v tomto čase objavia.

Konkurenčný vzájomný vplyv rastlín s obmedzenými zásobami živín ovplyvní nielen prirodzené ekosystémy, ale aj ekosystémy vytvorené človekom. Preto je pochybná téza, že budúci nárast úrovne CO 2 v atmosfére povedie k bohatšej úrode a v dôsledku toho k zvýšeniu úžitkovosti zvierat.

Štúdium adaptívnej stratégie a reakcie rastlín na výkyvy hlavných faktorov ovplyvňujúcich klimatické zmeny a environmentálne charakteristiky umožnilo spresniť niektoré predpovede. Už v roku 1987 bol pripravený scenár agroklimatických dôsledkov moderných klimatických zmien a rastu CO 2 v zemskej atmosfére pre Severnú Ameriku. Podľa odhadov pri zvýšení koncentrácie CO2 na 400 ppm a zvýšení priemernej globálnej teploty na zemskom povrchu o 0,5 °C sa úroda pšenice za týchto podmienok zvýši o 7-10%. Zvýšenie teplôt vzduchu v severných zemepisných šírkach sa však prejaví najmä v zime a spôsobí mimoriadne nepriaznivé časté zimné topenia, čo môže viesť k oslabeniu mrazuvzdornosti ozimných plodín, vymrznutiu plodín a ich poškodeniu ľadovou kôrou. Predpokladaný nárast v teplom období si vyžiada výber nových odrôd s dlhším vegetačným obdobím.

Pokiaľ ide o prognózy výnosov hlavných poľnohospodárskych plodín pre Rusko, zdá sa, že pokračujúce zvyšovanie priemerných povrchových teplôt vzduchu a zvyšovanie СО 2 v atmosfére by malo mať pozitívny vplyv. Vplyv už len nárastu oxidu uhličitého v atmosfére môže zabezpečiť zvýšenie produktivity popredných poľnohospodárskych plodín – rastlín C 3 (obilniny, zemiaky, repa a pod.) – v priemere o 20 – 30 %, kým pre C 4 rastliny (kukurica, proso, cirok, amarant), tento porast je nepatrný. Otepľovanie však bude mať, samozrejme, za následok zníženie úrovne vlhkosti vzduchu asi o 10 %, čo skomplikuje poľnohospodárstvo, najmä v južnej časti európskeho územia, v regióne Volga, v stepných oblastiach západnej a východnej Sibíri. . Tu možno očakávať nielen pokles zberu produktov na jednotku plochy, ale aj rozvoj eróznych procesov (najmä veterných), zhoršovanie kvality pôd vrátane úbytku humusu, zasoľovanie a dezertifikáciu veľkých plôch. . Zistilo sa, že nasýtenie povrchovej vrstvy atmosféry do hrúbky 1 m nadbytkom CO 2 môže reagovať na „efekt púšte“. Táto vrstva absorbuje stúpajúce tepelné toky, preto v dôsledku jej obohatenia oxidom uhličitým (1,5-násobok oproti súčasnej norme) bude lokálna teplota vzduchu priamo pri zemskom povrchu o niekoľko stupňov vyššia ako priemerná teplota. Zvýši sa rýchlosť odparovania vlhkosti z pôdy, čo povedie k jej vysychaniu. Z tohto dôvodu môže v krajine ako celku klesnúť produkcia obilia, krmív, cukrovej repy, zemiakov, slnečnicových semien, zeleniny atď. V dôsledku toho sa zmenia pomery medzi rozložením obyvateľstva a produkciou hlavných druhov poľnohospodárskych produktov.

Suchozemské ekosystémy sú preto veľmi citlivé na nárast CO 2 v atmosfére a absorbovaním nadbytočného uhlíka v procese fotosyntézy zase prispievajú k rastu atmosférického oxidu uhličitého. Rovnako dôležitú úlohu pri tvorbe hladiny CO2 v atmosfére zohrávajú procesy pôdneho dýchania. Je známe, že moderné otepľovanie klímy spôsobuje zvýšené uvoľňovanie anorganického uhlíka z pôd (najmä v severných zemepisných šírkach). Modelové výpočty uskutočnené s cieľom posúdiť odozvu suchozemských ekosystémov na globálne zmeny klímy a hladinu СО 2 v atmosfére ukázali, že v prípade iba zvýšenia СО 2 (bez klimatických zmien) stimulácia fotosyntézy klesá pri vysokých hodnoty СО 2, ale uvoľňovanie uhlíka z pôdy sa zvyšuje, pretože sa hromadí vo vegetácii a pôde. Ak sa obsah CO 2 v atmosfére stabilizuje, čistá produkcia ekosystémov (výsledný tok uhlíka medzi biotou a atmosférou) rýchlo klesne na nulu, keďže fotosyntéza je kompenzovaná dýchaním rastlín a pôd. Podľa týchto výpočtov reakciou suchozemských ekosystémov na klimatické zmeny bez vplyvu rastu CO2 môže byť pokles globálneho toku uhlíka z atmosféry do bioty v dôsledku zvýšeného dýchania pôdy v severných ekosystémoch a poklesu čistej primárnej produkcie v trópoch v dôsledku poklesu obsahu pôdnej vlhkosti. Tento výsledok podporujú odhady, že vplyv otepľovania na dýchanie pôdy prevažuje nad jeho vplyvom na rast rastlín a znižuje ukladanie uhlíka v pôde. Kombinovaný účinok globálneho otepľovania a rastu CO 2 v atmosfére môže zvýšiť globálnu čistú produkciu ekosystémov a pohlcovanie uhlíka do bioty, ale výrazné zvýšenie pôdneho dýchania môže kompenzovať tento odtok v zime a na jar. Dôležité je, že tieto prognózy odozvy suchozemských ekosystémov výrazne závisia od druhovej skladby rastlinných spoločenstiev, zásob živín, veku drevín a výrazne sa líšia v rámci klimatických pásiem.

* * * Údaje uvedené v prílohe k petícii mali, ako bolo uvedené, zabrániť prijatiu dokumentu vypracovaného na medzinárodnom stretnutí v Kjóte v roku 1997 a otvoreného na podpis od marca 1998 do marca 1999. Ako ukazujú výsledky na stretnutí v Buenos-Aires (november 1998), pravdepodobnosť podpísania tohto dokumentu radom priemyselne rozvinutých štátov, predovšetkým Spojenými štátmi, prakticky neexistuje. V tejto súvislosti je potrebné zlepšiť stratégiu riešenia problému globálnych klimatických zmien.

K. Flavin, zástupca riaditeľa The World Watch Institute, považuje vytvorenie iniciatívnej skupiny za nevyhnutný prvok ďalšieho pohybu. Bude zahŕňať krajiny (najmä Európu a Latinskú Ameriku), ktoré podpísali protokol v Kjóte, veľké mestá, „konštruktívne mysliace korporácie a firmy“ (British Petroleum, Enron Corporation, Royal Deutsch Shell atď.), ktoré aktívne podporujú obmedzenie emisií skleníkových plynov a podieľajú sa na procese obmedzovania ich emisií na základe obchodovania s emisiami.

Významným príspevkom k riešeniu tohto problému by podľa nášho názoru mohlo byť zavedenie energeticky úsporných technológií a využívanie obnoviteľných zdrojov energie.

Literatúra

1 Robinson A.B., Baliunas S.L., čoskoro W., Robinson Z.W. Enviromentálne účinky zvýšeného atmosférického oxidu uhličitého. Petícia bola spolu s posudkom zaslaná výskumným ústavom a jednotlivým vedcom so žiadosťou o jej podpísanie a ďalšiu distribúciu medzi kolegov. Kópia petície a recenzie v ruštine a angličtine je k dispozícii v redakčnej rade Priroda.

2 Podrobnejšie pozri: N.S. Sidorenkov. Medziročné výkyvy v systéme atmosféra-oceán-Zem // Priroda. 1998. Číslo 7. S.26-34.

3 Klimenko V.V., Klimenko A.V., Snytin S.Yu., Fedorov M.V. // Tepelná energetika. 1994. č. S.5-11.

4 Corti S., Molteni F., Palmer T.N. // Príroda. 1999. V. 398. č. 6730. S.799-802.

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

16 Mokronosov A.T. Fotosyntéza a zmena obsahu CO 2 v atmosfére // Priroda. 1994. Číslo 7. S.25-27.

17 Skurlatov Yu.I. a iné Úvod do ekologickej chémie. M., 1994.S. 38.

18 Romanenko G.A., Komov N.V., Tyutyunnikov A.I. Klimatické zmeny a možné dôsledky tohto procesu v poľnohospodárstve // ​​Pôdne zdroje Ruska, efektívnosť ich využívania. M., 1995. S. 87-94.

19 Mingkui C., Woodward F. I. // Príroda. 1998. V. 393. č. 6682. S.249-252.

Strana 8 z 10

Úloha oxidu uhličitého v zemskej atmosfére.

V poslednom čase dochádza k zvýšeniu koncentrácie oxidu uhličitého v ovzduší, čo vedie k zmene klímy na Zemi.

Uhlík (C) v atmosfére je obsiahnutý najmä vo forme oxidu uhličitého (CO 2) a v malom množstve vo forme metánu (CH 4), oxidu uhoľnatého a iných uhľovodíkov.

Pre plyny zemskej atmosféry sa používa termín „životnosť plynu“. Ide o čas, počas ktorého sa plyn úplne obnoví, t.j. čas, za ktorý sa do atmosféry dostane rovnaké množstvo plynu, koľko obsahuje. Takže pre oxid uhličitý je tento čas 3-5 rokov, pre metán - 10-14 rokov. CO sa v priebehu niekoľkých mesiacov oxiduje na CO 2 .

V biosfére je hodnota uhlíka veľmi vysoká, keďže je súčasťou všetkých živých organizmov. V živých bytostiach je uhlík obsiahnutý v redukovanej forme a mimo biosféry - v oxidovanej forme. Tak vzniká chemická výmena životného cyklu: CO 2 ↔ živá hmota.

Zdroje uhlíka v zemskej atmosfére.

Primárnym zdrojom oxidu uhličitého sú sopky, pri ktorých erupciách sa do atmosféry uvoľňuje obrovské množstvo plynov. Časť tohto oxidu uhličitého vzniká tepelným rozkladom starých vápencov v rôznych zónach metamorfózy.

Do zemskej atmosféry sa uhlík dostáva aj vo forme metánu v dôsledku anaeróbneho rozkladu organických zvyškov. Metán sa pod vplyvom kyslíka rýchlo oxiduje na oxid uhličitý. Hlavnými dodávateľmi metánu do atmosféry sú tropické pralesy a močiare.

Migrácia CO 2 v biosfére.

Migrácia CO 2 prebieha dvoma spôsobmi:

- Pri prvom spôsobe sa CO 2 absorbuje zo zemskej atmosféry pri fotosyntéze a podieľa sa na tvorbe organických látok s následným zahrabávaním v zemskej kôre vo forme minerálov: rašelina, ropa, ropná bridlica.

- Pri druhom spôsobe sa uhlík podieľa na tvorbe uhličitanov v hydrosfére. CO2 prechádza do H2C03, HCO3-1, CO3-2. Potom za účasti vápnika (menej často horčíka a železa) dochádza k zrážaniu uhličitanov biogénnym a abiogénnym spôsobom. Objavujú sa hrubé vrstvy vápenca a dolomitu. Podľa A.B. Ronov, pomer organického uhlíka (Corg) k uhličitanovému uhlíku (Ccarb) v histórii biosféry bol 1: 4.

Geochemický uhlíkový cyklus.

Extrakcia oxidu uhličitého z atmosféry.

Oxid uhličitý zo zemskej atmosféry získavajú zelené rastliny procesom fotosyntézy, ktorú vykonáva pigment chlorofyl, ktorý využíva energiu. slnečné žiarenie... Rastliny premieňajú oxid uhličitý získaný z atmosféry na sacharidy a kyslík. Sacharidy sa podieľajú na tvorbe organických zlúčenín v rastlinách a kyslík sa uvoľňuje späť do atmosféry.

Väzba oxidu uhličitého.

Veľmi malá časť jeho celkovej hmotnosti sa podieľa na cykle aktívneho uhlíka. Obrovské množstvo kyseliny uhličitej je zachované vo forme fosílnych vápencov a iných hornín. Na druhej strane existuje pohyblivá rovnováha medzi oxidom uhličitým v zemskej atmosfére a vodou oceánu.

Rastlinné organizmy (najmä nižšie mikroorganizmy a morský fytoplanktón) vďaka vysokej miere rozmnožovania vyprodukujú ročne okolo 1,5 – 10 11 ton uhlíka vo forme organickej hmoty, čo zodpovedá 5,86 – 10 20 J (1,4 – 10 20 cal) energie...

Rastliny sú čiastočne požierané živočíchmi, keď odumierajú, organické látky sa ukladajú vo forme sapropelu, humusu, rašeliny, z ktorých zase vznikajú mnohé ďalšie kaustobiolity - uhlie, ropa, horľavé plyny.

V procesoch rozkladu organických látok, ich mineralizácie, zohrávajú obrovskú úlohu baktérie (napríklad hnilobné), ako aj mnohé huby (napríklad plesne).

Hlavné zásoby uhlíka sú vo viazanom stave (hlavne v zložení uhličitanov) v sedimentárnych horninách Zeme, značná časť je rozpustená vo vodách oceánu a relatívne malá časť je prítomná v zložení vzduchu.

Pomer množstiev uhlíka v litosfére, hydrosfére a atmosfére Zeme je podľa spresnených výpočtov 28 570 : 57 : 1.

Ako sa oxid uhličitý dostane späť do zemskej atmosféry?

Oxid uhličitý sa uvoľňuje do zemskej atmosféry:

- v procese dýchania živých organizmov a rozkladu ich tiel, rozkladu uhličitanov, kvasenia, rozkladu a spaľovania;

- zelené rastliny, ktoré počas fotosyntézy počas dňa absorbujú oxid uhličitý z atmosféry, časť z neho v noci vracajú späť;

- v dôsledku činnosti sopiek, ktorých plyny pozostávajú najmä z oxidu uhličitého a vodnej pary. Moderný vulkanizmus vedie v priemere k uvoľneniu 2 × 10 8 ton CO 2 ročne, čo je menej ako 1 % antropogénneho emisie (uvoľňované ľudskou činnosťou);

- v dôsledku ľudskej priemyselnej činnosti, ktorá v posledných rokoch zaujala osobitné miesto v uhlíkovom cykle. Masívne spaľovanie fosílnych palív vedie k zvýšeniu obsahu uhlíka v atmosfére, keďže len 57 % oxidu uhličitého vyprodukovaného ľudstvom je spracovaných rastlinami a absorbovaných hydrosférou. Masívne odlesňovanie vedie aj k zvýšeniu koncentrácie oxidu uhličitého v ovzduší.

Bol to článok" Oxid uhličitý v zemskej atmosfére. ". Pokračuj v čítaní: « Argón v atmosfére Zeme - obsah v atmosfére je 1%.«

Oxid uhličitý v atmosfére

Oxid uhličitý (CO2) v zemskej atmosfére prechádza cestou, ktorá sa matne podobá kolobehu vody v prírode, ktorý pozná každý už od detstva. Jeho význam sa scvrkáva na skutočnosť, že CO2 sa objavuje vo vzduchu ako výsledok prírodných a človekom vytvorených procesov a potom sa čiastočne odstraňuje z atmosféry a čiastočne sa hromadí v jej horných vrstvách a ovplyvňuje klímu.

Distribúcia CO2 v zemskej atmosfére

Po mnoho storočí, až do začiatku priemyselnej revolúcie, boli hlavnými zdrojmi tvorby CO2 prírodné procesy: sopečné erupcie, rozklad organickej hmoty, lesné požiare a dýchanie zvierat. Ale asi od polovice 18. stor. obsah CO2 vo vzduchu začína výrazne ovplyvňovať priemyselná činnosť človeka, predovšetkým tie druhy, ktoré sú spojené so spaľovaním fosílnych palív (ropa, uhlie, bridlica, zemný plyn a pod.) a výrobou cementu. Tvoria asi 75 % antropogénnych emisií CO2. Za zvyšných 25 % je zodpovedné využívanie pôdy, najmä aktívne odlesňovanie.

K odstráneniu časti CO2 zo vzduchu dochádza v dôsledku jeho rozpustenia v oceáne a absorpcie rastlinami. Rastliny však oxid uhličitý nielen absorbujú, ale aj uvoľňujú: v procese dýchania, rovnako ako ľudia, „vdychujú“ kyslík a „vydychujú“ CO2. Oxid uhličitý je teda v atmosfére vždy prítomný, otázkou je len jeho množstvo.

Za posledné desaťročia sa obsah CO2 zvyšoval rýchlejšie ako kedykoľvek predtým v histórii dokumentárnej tvorby. V roku 1750 bola koncentrácia CO2 v atmosfére asi 270 ppm a až po viac ako dvesto rokoch, v roku 1958, sa „vyplazila“ na 320 ppm. Ďalších päťdesiat rokov – a skok až o 60 bodov: v roku 2005 bol obsah CO2 v atmosfére 380 ppm. V roku 2010 - už 395 ppm. A nedávno vedci uviedli, že obsah oxidu uhličitého prekročil 400 ppm a v dohľadnej dobe sa už nevráti. Vyzerá to tak, že je čas prepísať encyklopédie.

Mimochodom, v histórii Zeme boli obdobia s oveľa vyšším obsahom oxidu uhličitého. Pred štyrmi miliardami rokov obsahovala atmosféra našej mladej planéty až 90 % CO2. Je pravda, že život v tom čase ešte nezačal: nebol tam vôbec žiadny kyslík. Rastliny sa objavili pred 2,5 miliardami rokov a všetko fungovalo.

Treba povedať, že hranica 400 ppm bola prekonaná už skôr. Obsah CO2 v atmosfére sa počas roka mení, maximum dosahuje v máji. Takže jarno-letné zvýšenie koncentrácie oxidu uhličitého medzi vedcami nespôsobilo obavy. V máji 2015 dokonca v Antarktíde dosahovali hladiny CO2 400 ppm, čo sa nestalo už 4 milióny rokov! Ale na druhej strane je september tradične najnižšou úrovňou CO2 v atmosfére v roku. Preto je septembrové prekonanie hranice 400 ppm najočividnejším dôkazom nekontrolovaného nárastu množstva oxidu uhličitého v ovzduší.

Oxid uhličitý a my

Čo sa s nami stane v tomto „novom svete štyristo pipiem“, ako sa západnej tlači podarilo pokrstiť našu planétu? Dá sa na to odpovedať v skratke: globálne otepľovanie.

Globálne otepľovanie začalo už dávno a priamo súvisí s obsahom oxidu uhličitého v atmosfére. Ide o to, že CO2 nie je len plyn, ale aj skleníkový plyn. CO2 je extrémne inertný a nerád reaguje s inými chemickými prvkami. Vďaka tomu sa hromadí v zemskej atmosfére, kde zadržiava tepelné žiarenie zo svojho povrchu a bráni mu v návrate do vesmíru. Toto je skleníkový efekt.

Skleníkový efekt je v našich mysliach tak silne spojený s globálnym otepľovaním, že sa zvyčajne spája s niečím negatívnym. Za pohodlný život na Zemi vďačíme skleníkovému efektu. Bez skleníkových plynov (okrem CO2, medzi ktoré patrí vodná para, metán a ozón) by priemerná teplota na planéte bola –15 ° С, a nie + 15 ° С, ako je tomu teraz.

Ale nekontrolované zvyšovanie obsahu skleníkových plynov vedie k zvýšeniu skleníkového efektu, čo následne vedie ku globálnemu otepľovaniu. Každý o tom počul a často sa k tomu stavia s iróniou, ba niekedy až podozrievavo: nie je to sprisahanie výrobcov ekopaliv? Ide o to, že v každodennom živote nevidíme žiadne známky globálneho otepľovania.

Globálne otepľovanie je skutočne pomalý proces. Grónsko sa neroztopí ani zajtra, ani pozajtra, ba ani o sto rokov. Nebude žiadna obrovská vlna, ktorá zmyje New York ako v katastrofických filmoch. Zaplaví sa postupne: mesto bude musieť ustúpiť pod náporom stúpajúceho oceánu. Malé tichomorské ostrovy zmiznú z povrchu Zeme (alebo skôr z mora). Vlhké oblasti budú ešte vlhké a suché budú ešte suchšie. V prvom sa rozmnoží hmyz, ktorý prenáša choroby, a v druhom začne akútny nedostatok potravy a pitnej vody. Prílev čerstvej ľadovcovej vody do oceánu zmení priebeh teplých a studených prúdov, čo ohrozuje mrazy na severnej pologuli a hurikány na celej planéte. Netreba pokračovať ďalej: aj keď sa malá časť týchto predpovedí naplní, ľudstvo to bude mať ťažké.

Priemerná ročná teplota na celom svete medzitým už tretí rok láme rekordy. Rok 2016 je označovaný za najteplejší za posledných 150 rokov. Vedci zistili, že zemská atmosféra sa v porovnaní s predindustriálnym obdobím oteplila o 1,45 °C. Postava sa môže zdať úbohá, no na roztopenie ľadov je to viac než dosť.

Presvedčte sa sami:

Topiaci sa ľad (fotky NASA)

Výskumníci zo Scrippsovho oceánografického inštitútu na Kalifornskej univerzite v San Diegu nahlásené USA Today, že obsah oxidu uhličitého v zemskej atmosfére dosiahol najvyššiu úroveň za posledných 800 tisíc rokov. Teraz je to 410 ppm (častíc na milión). To znamená, že v každom kubickom metri vzduchu oxid uhličitý zaberá objem 410 ml.

Oxid uhličitý v atmosfére

Oxid uhličitý alebo oxid uhličitý plní v atmosfére našej planéty dôležitú funkciu: umožňuje prechod časti žiarenia zo Slnka, ktoré ohrieva Zem. Keďže však plyn pohlcuje aj teplo vyžarované planétou, prispieva k skleníkovému efektu. Práve to sa považuje za hlavný faktor globálneho otepľovania.

Neustále zvyšovanie obsahu oxidu uhličitého v atmosfére začalo od okamihu priemyselnej revolúcie. Predtým koncentrácia nikdy neprekročila 300 ppm. V apríli tohto roku bola stanovená najvyššia priemerná známka za posledných 800-tisíc rokov. Prvýkrát bol údaj 410 ppm zaznamenaný na monitorovacej stanici kvality ovzdušia na Havaji v apríli 2017, vtedy však išlo skôr o mimoriadny prípad. V apríli 2018 sa táto známka stala priemerom za celý mesiac. Koncentrácia oxidu uhličitého sa od začiatku pozorovaní výskumníkov zo Scripps Institute zvýšila o 30 %.

Prečo koncentrácia stúpa

Vedec Ralph Keeling zo Scripps Institute, vedúci výskumného programu CO2, sa domnieva, že koncentrácia oxidu uhličitého v atmosfére neustále stúpa vďaka tomu, že neustále spaľujeme palivo. Pri rafinácii ropy, plynu a uhlia sa do atmosféry uvoľňujú skleníkové plyny, ako je oxid uhličitý a metán. Plyny spôsobili, že teplota Zeme sa za posledné storočie zvýšila na úroveň, ktorú nemožno vysvetliť prirodzenou variabilitou. To je všeobecne známy fakt, no nikto nerobí opatrenia, ktoré by situáciu nejako napravili.

Svetová meteorologická organizácia zase uviedla, že nárast množstva skleníkových plynov prispieva ku klimatickým zmenám a robí „planétu nebezpečnejšou a nehostinnejšou pre budúce generácie“. Problém je potrebné riešiť na globálnej úrovni a urobiť to čo najskôr.

Ak nájdete chybu, vyberte časť textu a stlačte Ctrl + Enter.