Introduzione
L’anidride carbonica consiste in un atomo di carbonio (C) legato doppiamente a due atomi di ossigeno (O) per produrre il composto molecolare O=C=O, con il simbolo chimico CO2. Non ha colore né odore, ma l’anidride carbonica ha un leggero sapore acido. Questo sapore acido si trova nelle bevande gassate perché l’anidride carbonica dà a questi liquidi la loro effervescenza. A temperature e pressioni normali sulla Terra, l’anidride carbonica è un gas, ma può anche trovarsi allo stato liquido e solido.
Gli scienziati hanno imparato che l’anidride carbonica si trova nell’atmosfera terrestre in una proporzione di circa 300 – 400 parti per milione (ppm). Tuttavia, con lo studio del clima globale, gli scienziati hanno notato un aumento della concentrazione di anidride carbonica ad un tasso di circa 0,4% all’anno. Questo aumento di concentrazione è importante per lo studio del cambiamento climatico perché gli scienziati sostengono che una parte di questo aumento è dovuto alla combustione di combustibili fossili e vegetazione come il legno, il petrolio e il carbone.
Sfondo storico e scientifico
Il chimico fiammingo Johannes van Helmont (1580-1644) osservò che la massa finale era inferiore a quella iniziale quando il carbone bruciava in un contenitore chiuso. Van Helmont
ha ipotizzato che la differenza fosse la rimozione di una sostanza invisibile (alla fine identificata come anidride carbonica).
In seguito, il chimico scozzese Joseph Black (1728-1799) ha prodotto una sostanza sconosciuta chiamata “aria fissa” – quando ha rotto il gesso e il calcare. Black è generalmente considerato il primo scienziato a scoprire l’anidride carbonica.
PAROLE DA SAPERE
BIOSFERA: L’insieme di tutte le forme di vita sulla Terra e l’interazione tra queste forme di vita.
CICLO DEL CARBONIO: Tutte le parti (serbatoi) e i flussi di carbonio. Il ciclo è solitamente pensato come quattro serbatoi principali di carbonio interconnessi da vie di scambio. I serbatoi sono l’atmosfera, la biosfera terrestre (di solito include i sistemi di acqua dolce), gli oceani e i sedimenti (include i combustibili fossili). I movimenti annuali del carbonio, gli scambi di carbonio tra i serbatoi, avvengono a causa di vari processi chimici, fisici, geologici e biologici. L’oceano contiene la più grande riserva di carbonio vicino alla superficie della Terra, ma la maggior parte di questa riserva non è coinvolta in scambi rapidi con l’atmosfera.
Combustibili fossili: Combustibili formati da processi biologici e trasformati in minerali solidi o fluidi nel corso del tempo geologico. I combustibili fossili includono carbone, petrolio e gas naturale. I combustibili fossili non sono rinnovabili nella scala temporale della civiltà umana, perché la loro ricostituzione naturale richiederebbe molti milioni di anni.
GASI A EFFETTO SERRA: Un componente gassoso dell’atmosfera che contribuisce all’effetto serra. I gas serra sono trasparenti a certe lunghezze d’onda dell’energia radiante del sole, permettendo loro di penetrare in profondità nell’atmosfera o fino alla superficie terrestre. I gas a effetto serra e le nuvole impediscono ad alcune radiazioni infrarosse di fuoriuscire, intrappolando il calore vicino alla superficie terrestre dove riscalda la parte inferiore dell’atmosfera. L’alterazione di questa barriera naturale di gas atmosferici può aumentare o diminuire la temperatura media globale della Terra.
Rivoluzione industriale: Il periodo, iniziato verso la metà del diciottesimo secolo, durante il quale l’uomo iniziò a usare le macchine a vapore come principale fonte di energia.
Fotosintesi: Il processo con cui le piante verdi usano la luce per sintetizzare composti organici da anidride carbonica e acqua. Nel processo, vengono rilasciati ossigeno e acqua. L’aumento dei livelli di anidride carbonica può aumentare la fotosintesi netta in alcune piante. Le piante creano un serbatoio molto importante per l’anidride carbonica.
RESPIRATA: Il processo con cui gli animali consumano gli alimenti immagazzinati (tramite combustione con ossigeno) per produrre energia.
Inoltre, il chimico svedese Svante Arrhenius (1859-1927) fu il primo scienziato a pubblicare un documento sulle emissioni di anidride carbonica dalla combustione di combustibili fossili. Arrhenius pubblicò “On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground” nel 1896.
Impatti e problemi
L’anidride carbonica gioca un ruolo importante nel ciclo del carbonio, che comporta uno scambio di anidride carbonica tra la biosfera (esseri viventi), la geosfera (masse terrestri), l’idrosfera (corpi idrici) e l’atmosfera (aria).
Nella fotosintesi, le piante verdi convertono l’anidride carbonica e l’acqua in alimenti come l’ossigeno e il glucosio. Al contrario, le piante e gli animali rilasciano anidride carbonica in un processo chiamato respirazione.
Tuttavia, gli esseri umani influenzano la quantità di anidride carbonica rilasciata nell’atmosfera con le loro attività prodotte artificialmente come la combustione di combustibili fossili, il disboscamento delle foreste e l’uso di veicoli alimentati a carburante. A causa di queste attività, la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera è in costante aumento dal 1850 circa, l’inizio della seconda rivoluzione industriale. Come riportato dall’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) delle Nazioni Unite, tra il 1970 e il 2004 l’aumento delle emissioni di CO2 è cresciuto di circa l’80%.
IN CONTESTO: CO2 CAPTURE AND STORAGE
“CCS in formazioni geologiche sotterranee è una nuova tecnologia con il potenziale di dare un importante contributo alla mitigazione entro il 2030. Gli sviluppi tecnici, economici e normativi influenzeranno il contributo effettivo.”
FONTE:Metz, B., et al. “IPCC, 2007: Sintesi per i responsabili politici”. In: Cambiamento climatico 2007: Mitigazione del cambiamento climatico. Contributo del gruppo di lavoro III al quarto rapporto di valutazione del gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici New York: Cambridge University Press. 2007.
Il problema ambientale chiamato riscaldamento globale è una preoccupazione per gli esseri umani a causa del noto aumento dei gas serra come l’anidride carbonica. Gli scienziati stanno studiando questo effetto serra per vedere se lo scioglimento dei ghiacciai e degli iceberg, l’aumento dell’attività delle tempeste e le temperature più calde del normale sono dovute a un effetto serra esagerato. Entro il 2050, l’IPCC prevede che l’anidride carbonica nell’atmosfera potrebbe raggiungere 450-550 ppm.
Vedi anche Ciclo del carbonio; Concentrazioni di anidride carbonica; Cambiamento climatico; Effetto serra; Gas serra; Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC).
BIBLIOGRAFIA
Libri
Gunter, Valerie Jan. Volatile Places: A Sociology of Communities and Environmental Controversies. Thousand Oaks, CA: Pine Forge Press, 2007.
Mackenzie, Fred T. Carbon in the Geobiosphere: Earth’s Outer Shell. Dordrecht, Paesi Bassi: Springer, 2006.
National Academy of Engineering, National Research Council of the National Academies. The Carbon Dioxide Dilemma: Promising Technologies and Policies. Washington, DC: National Academies Press, 2003.
Siti web
“Contributi del gruppo di lavoro III al quarto rapporto di valutazione del gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici”. Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici, 4 maggio 2007. < http://www.ipcc.h/SPM040507.pdf> (accesso 5 novembre 2007).