Indledning
Kuldioxid består af et kulstofatom (C), der er dobbeltbundet til to oxygenatomer (O) for at danne den molekylære forbindelse O=C=O med det kemiske symbol CO2. Det har hverken farve eller lugt, men kuldioxid har en let sur smag. Denne syrlige smag findes i kulsyreholdige drikkevarer, fordi kuldioxid giver sådanne væsker deres brus. Under normale temperaturer og tryk på Jorden er kuldioxid en gas, men kan også findes i flydende og fast form.
Videnskabsfolk har fundet ud af, at kuldioxid findes i Jordens atmosfære i en mængde på ca. 300 til 400 ppm (parts per million). Efterhånden som det globale klima er blevet undersøgt, har forskerne imidlertid bemærket en stigning i kuldioxidkoncentrationen på ca. 0,4 % årligt. Denne stigning i koncentrationen er vigtig for undersøgelsen af klimaændringer, fordi forskerne hævder, at en del af denne stigning skyldes forbrænding af fossile brændstoffer og vegetation som f.eks. træ, olie og kul.
Historisk baggrund og videnskabeligt grundlag
Den flamske kemiker Johannes van Helmont (1580-1644) observerede, at den endelige masse var mindre end den oprindelige masse, når trækul brændte i en lukket beholder. Van Helmont
formodede, at forskellen skyldtes fjernelsen af et usynligt stof (som senere blev identificeret som kuldioxid).
Senere producerede den skotske kemiker Joseph Black (1728-1799) et ukendt stof – kaldet “fast luft” – da han nedbrød kridt og kalksten. Black anses generelt for at være den første videnskabsmand, der opdagede kuldioxid.
VORDE AT VIDE
BIOSFÆRE: Summen af alle livsformer på Jorden og samspillet mellem disse livsformer.
KARBONCYKLUS: Alle dele (reservoirer) og strømme af kulstof. Kredsløbet opfattes normalt som fire hovedreservoirer af kulstof, der er forbundet med hinanden gennem udvekslingsveje. Reservoirerne er atmosfæren, den terrestriske biosfære (omfatter normalt ferskvandssystemer), havene og sedimenter (omfatter fossile brændstoffer). De årlige bevægelser af kulstof, kulstofudvekslingerne mellem reservoirerne, sker som følge af forskellige kemiske, fysiske, geologiske og biologiske processer. Havet indeholder den største pulje af kulstof nær Jordens overflade, men det meste af denne pulje er ikke involveret i hurtig udveksling med atmosfæren.
FOSSILT BRÆNDSEL: Brændstoffer, der er dannet af biologiske processer og omdannet til faste eller flydende mineraler over geologisk tid. Fossile brændstoffer omfatter kul, petroleum og naturgas. Fossile brændstoffer er ikke fornyelige på den menneskelige civilisations tidshorisont, fordi deres naturlige genopfyldning vil tage mange millioner år.
GREENHOUSE GAS: En gasformig bestanddel af atmosfæren, der bidrager til drivhuseffekten. Drivhusgasser er gennemsigtige for visse bølgelængder af solens stråleenergi, hvilket gør det muligt for dem at trænge dybt ind i atmosfæren eller helt ned til Jordens overflade. Drivhusgasser og skyer forhindrer en del af den infrarøde stråling i at slippe ud, hvorved varmen bliver fanget nær Jordens overflade, hvor den opvarmer den lavere atmosfære. Ændring af denne naturlige barriere af atmosfæriske gasser kan hæve eller sænke Jordens globale middeltemperatur.
INDUSTRIAL REVOLUTION: Den periode, der begyndte omkring midten af det 18. århundrede, hvor mennesket begyndte at bruge dampmaskiner som en vigtig energikilde.
FOTOSYNTHESIS: Den proces, hvorved grønne planter bruger lys til at syntetisere organiske forbindelser fra kuldioxid og vand. I processen frigøres der ilt og vand. Øgede niveauer af kuldioxid kan øge nettofotosyntesen hos nogle planter. Planter skaber et meget vigtigt reservoir for kuldioxid.
RESPIRATION: Den proces, hvorved dyr opbruger lagret føde (ved forbrænding med ilt) for at producere energi.
Dertil kommer, at den svenske kemiker Svante Arrhenius (1859-1927) var den første videnskabsmand, der offentliggjorde en artikel om kuldioxidemissioner fra afbrænding af fossile brændstoffer. Arrhenius offentliggjorde “On the influence of carbonic acid in the air on the temperature of the ground” i 1896.
Indvirkninger og problemstillinger
Koldioxid spiller en vigtig rolle i kulstofkredsløbet, som indebærer en udveksling af kuldioxid mellem biosfæren (levende væsener), geosfæren (landmasser), hydrosfæren (vandområder) og atmosfæren (luft).
Under fotosyntesen omdanner grønne planter kuldioxid og vand til føde som f.eks. ilt og glukose. Omvendt frigiver planter og dyr kuldioxid i en proces kaldet respiration.
Mennesket påvirker imidlertid mængden af kuldioxid, der frigives til atmosfæren, med sine kunstigt producerede aktiviteter som f.eks. afbrænding af fossile brændstoffer, rydning af skove og brug af brændstofdrevne køretøjer. På grund af sådanne aktiviteter har koncentrationen af kuldioxid i atmosfæren været støt stigende siden omkring 1850, starten på den anden industrielle revolution. Som rapporteret af FN’s Mellemstatslige Panel om Klimaændringer (IPCC) er stigningen i CO2-emissionerne mellem 1970 og 2004 vokset med ca. 80 %.
I KONTEKST: CO2 OPTAGELSE OG OPLAGRING
“CCS i underjordiske geologiske formationer er en ny teknologi med potentiale til at yde et vigtigt bidrag til afbødning inden 2030. Den tekniske, økonomiske og lovgivningsmæssige udvikling vil påvirke det faktiske bidrag.”
KILDE:Metz, B., et al. “IPCC, 2007: Summary for Policymakers.” In: Climate Change 2007: Mitigation of Climate Change. Bidrag fra arbejdsgruppe III til den fjerde vurderingsrapport fra Det Mellemstatslige Panel om Klimaændringer New York: Cambridge University Press. 2007.
Det miljøproblem, der kaldes global opvarmning, er et problem for mennesker på grund af den konstaterede stigning i drivhusgasser som f.eks. kuldioxid. Forskere undersøger denne drivhuseffekt for at se, om afsmeltningen af gletsjere og isbjerge, den øgede stormaktivitet og varmere temperaturer end normalt skyldes en overdreven drivhuseffekt. I 2050 forudsiger IPCC, at kuldioxid i atmosfæren kan nå op på 450 til 550 ppm.
Se også kulstofkredsløb; kuldioxidkoncentrationer; klimaændringer; drivhuseffekt; drivhusgasser; mellemstatsligt panel om klimaændringer (IPCC).
BIBLIOGRAFIER
Bøger
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, Holland: Springer, Nederlandene, 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.
Websteder
“Contributions of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovermental Panel on Climate Change” (Bidrag fra arbejdsgruppe III til den fjerde vurderingsrapport fra det internationale klimapanel). Intergovermental Panel on Climate Change, 4. maj 2007. < http://www.ipcc.h/SPM040507.pdf> (besøgt den 5. november 2007).