Úvod
Oxid uhličitý se skládá z jednoho atomu uhlíku (C) dvakrát vázaného na dva atomy kyslíku (O), čímž vzniká molekulární sloučenina O=C=O s chemickou značkou CO2. Nemá barvu ani zápach, ale oxid uhličitý má mírně kyselou chuť. Tato kyselá příchuť se vyskytuje v sycených nápojích, protože oxid uhličitý dodává těmto tekutinám šumivost. Za normálních teplot a tlaků, které panují na Zemi, je oxid uhličitý plyn, ale může se vyskytovat i v kapalném a pevném skupenství.
Vědci zjistili, že oxid uhličitý se v zemské atmosféře vyskytuje v poměru asi 300 až 400 částic na milion (ppm). Při studiu globálního klimatu však vědci zaznamenali nárůst koncentrace oxidu uhličitého, a to přibližně o 0,4 % ročně. Tento nárůst koncentrace je důležitý pro studium klimatických změn, protože vědci tvrdí, že část tohoto nárůstu je způsobena spalováním fosilních paliv a rostlin, jako je dřevo, ropa a uhlí.
Historické pozadí a vědecké základy
Vlámský chemik Johannes van Helmont (1580-1644) pozoroval, že při spalování dřevěného uhlí v uzavřené nádobě je konečná hmotnost menší než počáteční. Van Helmont
předpokládal, že rozdíl vznikl odstraněním neviditelné látky (nakonec identifikované jako oxid uhličitý).
Později skotský chemik Joseph Black (1728-1799) při rozkladu křídy a vápence získal neznámou látku – tzv. fixovaný vzduch. Black je obecně považován za prvního vědce, který objevil oxid uhličitý.
Slova k poznání
BIOSFÉRA:
Cyklus uhlíku: Souhrn všech forem života na Zemi a vzájemné působení těchto forem života: Všechny části (zásobníky) a toky uhlíku. Obvykle se o koloběhu uvažuje jako o čtyřech hlavních zásobnících uhlíku propojených cestami výměny. Zásobníky jsou atmosféra, suchozemská biosféra (obvykle zahrnuje sladkovodní systémy), oceány a sedimenty (zahrnuje fosilní paliva). K ročnímu pohybu uhlíku, výměně uhlíku mezi zásobníky, dochází v důsledku různých chemických, fyzikálních, geologických a biologických procesů. Oceán obsahuje největší zásobárnu uhlíku při povrchu Země, ale většina této zásobárny se nepodílí na rychlé výměně s atmosférou.
FOSILNÍ PALIVA: Paliva vzniklá biologickými procesy a přeměněná na pevné nebo tekuté minerály v průběhu geologického času. Mezi fosilní paliva patří uhlí, ropa a zemní plyn. Fosilní paliva jsou v časovém měřítku lidské civilizace neobnovitelná, protože jejich přirozené doplňování by trvalo mnoho milionů let.
ZELENÝ PLYN: Plynná složka atmosféry přispívající ke skleníkovému efektu. Skleníkové plyny jsou průhledné pro určité vlnové délky slunečního záření, což jim umožňuje pronikat hluboko do atmosféry nebo až na zemský povrch. Skleníkové plyny a mraky brání úniku části infračerveného záření a zadržují teplo v blízkosti zemského povrchu, kde ohřívá spodní vrstvy atmosféry. Změna této přirozené bariéry atmosférických plynů může zvýšit nebo snížit průměrnou globální teplotu Země.
INDUSTRIÁLNÍ REVOLUCE: Období, které začalo přibližně v polovině 18. století a během kterého lidé začali používat parní stroje jako hlavní zdroj energie.
FOTOSYNTÉZA: Proces, při kterém zelené rostliny využívají světlo k syntéze organických sloučenin z oxidu uhličitého a vody. Při tomto procesu se uvolňuje kyslík a voda. Zvýšené množství oxidu uhličitého může u některých rostlin zvýšit čistou fotosyntézu. Rostliny vytvářejí velmi důležitou zásobárnu oxidu uhličitého.
RESPIRACE: Proces, při kterém živočichové spotřebovávají uskladněnou potravu (spalováním s kyslíkem) k výrobě energie.
Kromě toho byl švédský chemik Svante Arrhenius (1859-1927) prvním vědcem, který publikoval práci o emisích oxidu uhličitého ze spalování fosilních paliv. Arrhenius v roce 1896 publikoval práci „O vlivu kyseliny uhličité ve vzduchu na teplotu země“.
Vlivy a problémy
Oxid uhličitý hraje důležitou roli v koloběhu uhlíku, který zahrnuje výměnu oxidu uhličitého mezi biosférou (živými tvory), geosférou (pevninou), hydrosférou (vodními plochami) a atmosférou (vzduchem).
Při fotosyntéze přeměňují zelené rostliny oxid uhličitý a vodu na potraviny, jako je kyslík a glukóza. Naopak rostliny a živočichové uvolňují oxid uhličitý v procesu zvaném dýchání.
Člověk však ovlivňuje množství oxidu uhličitého uvolňovaného do atmosféry svými uměle vyvolanými činnostmi, jako je spalování fosilních paliv, kácení lesů a používání vozidel poháněných palivy. V důsledku těchto činností se koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře přibližně od roku 1850, kdy začala druhá průmyslová revoluce, neustále zvyšuje. Jak uvádí Mezivládní panel OSN pro změnu klimatu (IPCC), mezi lety 1970 a 2004 vzrostl nárůst emisí CO2 přibližně o 80 %.
V KONTEXTU: ZACHYCOVÁNÍ A UKLÁDÁNÍ CO2
„Zachycování a ukládání CO2 v podzemních geologických formacích je nová technologie, která má potenciál významně přispět ke zmírnění dopadů klimatických změn do roku 2030. Skutečný příspěvek ovlivní technický, ekonomický a regulační vývoj.“
ZDROJ:Metz, B., et al. „IPCC, 2007: Shrnutí pro tvůrce politik.“ In: Zprávy o změně klimatu v Evropě: Změna klimatu 2007: Zmírňování změny klimatu. Příspěvek pracovní skupiny III ke čtvrté hodnotící zprávě Mezivládního panelu pro změnu klimatu New York: Cambridge University Press. 2007.
Ekologický problém zvaný globální oteplování znepokojuje člověka kvůli zaznamenanému nárůstu skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý. Vědci tento skleníkový efekt zkoumají, aby zjistili, zda tání ledovců a ledovců, zvýšená bouřková činnost a vyšší teploty, než je obvyklé, nejsou způsobeny přehnaným skleníkovým efektem. IPCC předpovídá, že do roku 2050 by koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře mohla dosáhnout 450 až 550 ppm.
Viz také Cyklus uhlíku; Koncentrace oxidu uhličitého; Změna klimatu; Skleníkový efekt; Skleníkové plyny; Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC).
BIBLIOGRAFIE
Knihy
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: T.: Earth’s Outer Shell (Vnější plášť Země). Dordrecht, Nizozemsko: Springer, 2006.
National Academy of Engineering, National Research Council of the National Academies. Dilema oxidu uhličitého: slibné technologie a politiky. Washington, DC: National Academies Press, 2003.
Webové stránky
„Contributions of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovermental Panel on Climate Change“. Mezivládní panel pro změnu klimatu, 4. května 2007. < http://www.ipcc.h/SPM040507.pdf> (navštíveno 5. listopadu 2007).
.