Η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει ήδη φτάσει σε τέτοια κλίμακα που η συνολική περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης έχει φτάσει τις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές. Τα φυσικά συστήματα - γη, ατμόσφαιρα, ωκεανός - βρίσκονται υπό καταστροφική επιρροή.
Σημαντικά γεγονότα
Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης αυξάνεται συνεχώς τον τελευταίο αιώνα. Εκτός από το CO2, εισέρχονται εκεί και άλλα αέρια, τα οποία δεν ανήκουν στα φυσικά συστατικά του παγκόσμιου οικολογικού συστήματος.
Για παράδειγμα, αυτά περιλαμβάνουν φθοριοχλωροϋδρογονάνθρακες. Αυτές οι ακαθαρσίες αερίων εκπέμπουν και απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία, η οποία επηρεάζει το κλίμα του πλανήτη. Συλλογικά, CO2, άλλες αέριες ενώσεις που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα ονομάζονται αέρια θερμοκηπίου.
Ιστορικό υπόβαθρο
Πόση είναι η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα; Ο Svante Arrhenius σκέφτηκε αυτό το ερώτημα κάποια στιγμή. Μπόρεσε να αποδείξει τη σχέση μεταξύ των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και της κλιματικής αλλαγής. Ο επιστήμονας επεσήμανε ότι όταν καίγονται ορυκτά, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξάνεται δραματικά.
Προειδοποίησε ότι η αύξηση του όγκου του καυσίμου που καίγεται θα μπορούσε να οδηγήσει σε παραβίαση του ισοζυγίου ακτινοβολίας της Γης.
Σύγχρονες πραγματικότητες
Σήμερα, περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στην ατμόσφαιρα κατά την καύση καυσίμου, καθώς και λόγω των αλλαγών που συμβαίνουν στη φύση λόγω της αποψίλωσης των δασών, της αύξησης της γεωργικής γης.
Μηχανισμός της επίδρασης του διοξειδίου του άνθρακα στην άγρια ζωή
Η αύξηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα προκαλεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Εάν το μονοξείδιο του άνθρακα (IV) είναι διαφανές κατά τη διάρκεια της ηλιακής ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων, τότε απορροφά την ακτινοβολία μεγάλων κυμάτων, ακτινοβολώντας ενέργεια προς όλες τις κατευθύνσεις. Ως αποτέλεσμα, η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε διοξείδιο του άνθρακα αυξάνεται σημαντικά, η επιφάνεια της Γης θερμαίνεται και τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας θερμαίνονται. Με μια επακόλουθη αύξηση της ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα, είναι δυνατή η παγκόσμια κλιματική αλλαγή.
Γι' αυτό είναι σημαντικό να προβλεφθεί η συνολική ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης.
Πηγέςατμοσφαιρική είσοδος
Μεταξύ αυτών είναι οι βιομηχανικές εκπομπές. Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξάνεται λόγω ανθρωπογενών εκπομπών. Η οικονομική ανάπτυξη εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα των φυσικών πόρων που καίγονται, καθώς πολλές βιομηχανίες είναι επιχειρήσεις έντασης ενέργειας.
Τα αποτελέσματα στατιστικών μελετών υποδεικνύουν ότι από τα τέλη του περασμένου αιώνα σε πολλές χώρες σημειώθηκε μείωση του ειδικού κόστους ενέργειας με σημαντική αύξηση στις τιμές του ηλεκτρισμού.
Η αποτελεσματική χρήση του επιτυγχάνεται μέσω του εκσυγχρονισμού της τεχνολογικής διαδικασίας, των οχημάτων, της χρήσης νέων τεχνολογιών στην κατασκευή εργαστηρίων παραγωγής. Ορισμένες ανεπτυγμένες βιομηχανικές χώρες έχουν περάσει από την ανάπτυξη της βιομηχανίας μεταποίησης και πρώτων υλών στην ανάπτυξη εκείνων των περιοχών που ασχολούνται με την κατασκευή του τελικού προϊόντος.
Το ποσοστό διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα δεν είναι σταθερή τιμή. Με ελάχιστη ανάπτυξη της παραγωγικής βάσης, παρουσία πυκνού δάσους, έχει ελάχιστη απόδοση.
Σε μεγάλες μητροπολιτικές περιοχές με σοβαρή βιομηχανική βάση, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι σημαντικά υψηλότερες, καθώς το CO2 είναι συχνά υποπροϊόν βιομηχανιών των οποίων οι δραστηριότητες ικανοποιούν ανάγκες εκπαίδευσης, ιατρικής.
Στις αναπτυσσόμενες χώρες, η σημαντική αύξηση της χρήσης καυσίμων υψηλής ποιότητας ανά 1 κάτοικο θεωρείται σοβαρός παράγοντας για τη μετάβαση σε υψηλότερο βιοτικό επίπεδο. Η ιδέα προωθείται επί του παρόντος, σύμφωνα μεόπου είναι δυνατή η συνεχής οικονομική ανάπτυξη και το βελτιωμένο βιοτικό επίπεδο χωρίς να αυξηθεί η ποσότητα καυσίμου που καίγεται.
Ανάλογα με την περιοχή, η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κυμαίνεται από 10 έως 35%.
Σχέση μεταξύ κατανάλωσης ενέργειας και εκπομπών CO2
Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι η ενέργεια δεν παράγεται μόνο για χάρη της λήψης της. Στις αναπτυγμένες βιομηχανικές χώρες, το μεγαλύτερο μέρος του χρησιμοποιείται στη βιομηχανία, για θέρμανση και ψύξη κτιρίων και για μεταφορές. Μελέτες που πραγματοποιήθηκαν από μεγάλα επιστημονικά κέντρα έχουν δείξει ότι με τη χρήση τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας, μπορεί να επιτευχθεί σημαντική μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της γης.
Για παράδειγμα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να υπολογίσουν ότι εάν οι Ηνωμένες Πολιτείες στραφούν σε λιγότερο ενεργοβόρες τεχνολογίες για την παραγωγή καταναλωτικών αγαθών, αυτό θα μείωνε την ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα κατά 25%. Σε παγκόσμια κλίμακα, αυτό θα μείωνε το πρόβλημα του φαινομένου του θερμοκηπίου κατά 7%.
Ο άνθρακας στη φύση
Αναλύοντας το πρόβλημα των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης, σημειώνουμε ότι ο άνθρακας, που αποτελεί μέρος του, είναι ζωτικής σημασίας για την ύπαρξη βιολογικών οργανισμών. Η ικανότητά του να σχηματίζει σύνθετες αλυσίδες άνθρακα (ομοιοπολικούς δεσμούς) οδηγεί στην εμφάνιση πρωτεϊνικών μορίων απαραίτητων για τη ζωή. Ο βιογενής κύκλος του άνθρακα είναι μια πολύπλοκη διαδικασία,γιατί περιλαμβάνει όχι μόνο τη λειτουργία των ζωντανών όντων, αλλά και τη μεταφορά ανόργανων ενώσεων μεταξύ διαφορετικών δεξαμενών άνθρακα, καθώς και εντός αυτών.
Αυτά περιλαμβάνουν την ατμόσφαιρα, την ηπειρωτική μάζα, συμπεριλαμβανομένου του εδάφους, καθώς και την υδρόσφαιρα, τη λιθόσφαιρα. Κατά τους δύο τελευταίους αιώνες, έχουν παρατηρηθεί αλλαγές στις ροές άνθρακα στο σύστημα βιόσφαιρας-ατμόσφαιρας-υδρόσφαιρας, οι οποίες στην έντασή τους υπερβαίνουν σημαντικά τον ρυθμό των γεωλογικών διεργασιών μεταφοράς αυτού του στοιχείου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρέπει να περιοριστούμε στην εξέταση των σχέσεων μέσα στο σύστημα, συμπεριλαμβανομένου του εδάφους.
Σοβαρές μελέτες σχετικά με τον προσδιορισμό της ποσοτικής περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της γης άρχισαν να διεξάγονται από τα μέσα του περασμένου αιώνα. Πρωτοπόρος σε τέτοιους υπολογισμούς ήταν ο Killing, ο οποίος εργάζεται στο διάσημο παρατηρητήριο Mauna Loa.
Ανάλυση παρατηρήσεων έδειξε ότι οι αλλαγές στη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα επηρεάζονται από τον κύκλο της φωτοσύνθεσης, την καταστροφή των φυτών στην ξηρά, καθώς και την ετήσια αλλαγή θερμοκρασίας στους ωκεανούς. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, κατέστη δυνατό να διαπιστωθεί ότι η ποσοτική περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στο βόρειο ημισφαίριο είναι σημαντικά υψηλότερη. Οι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μεγαλύτερο μέρος του ανθρωπογενούς εισοδήματος πέφτει σε αυτό το ημισφαίριο.
Για την ανάλυση, λήφθηκαν δείγματα αέρα χωρίς ειδικές μεθόδους, επιπλέον δεν ελήφθησαν υπόψη τα σχετικά και τα απόλυτα σφάλματα υπολογισμού. Μέσω της ανάλυσης των φυσαλίδων αέρα που περιέχονταν σε πυρήνες παγετώνων, οι ερευνητές μπόρεσανπροσδιορίστε δεδομένα για την περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της γης στην περιοχή 1750-1960
Συμπέρασμα
Τους τελευταίους αιώνες, υπήρξαν σημαντικές αλλαγές στα ηπειρωτικά οικοσυστήματα, ο λόγος ήταν η αύξηση των ανθρωπογενών επιπτώσεων. Με την αύξηση της ποσοτικής περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, αυξάνεται το φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο επηρεάζει αρνητικά την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών. Γι' αυτό είναι σημαντικό να στραφούμε σε τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας που επιτρέπουν τη μείωση των εκπομπών CO22 στην ατμόσφαιρα.
