Introducere
Dioxidul de carbon este format dintr-un atom de carbon (C) dublu legat de doi atomi de oxigen (O) pentru a produce compusul molecular O=C=O, cu simbolul chimic CO2. Nu are culoare sau miros, dar dioxidul de carbon are un gust ușor acrișor. Această aromă acidă se regăsește în băuturile carbogazoase, deoarece dioxidul de carbon conferă efervescență acestor lichide. La temperaturile și presiunile normale întâlnite pe Pământ, dioxidul de carbon este un gaz, dar poate fi găsit și în stare lichidă și solidă.
Științii au aflat că dioxidul de carbon se găsește în atmosfera Pământului într-o proporție de aproximativ 300 până la 400 de părți pe milion (ppm). Cu toate acestea, pe măsură ce a fost studiată clima globală, oamenii de știință au observat o creștere a concentrației de dioxid de carbon într-un ritm de aproximativ 0,4% pe an. Această creștere a concentrației este importantă pentru studiul schimbărilor climatice, deoarece oamenii de știință susțin că o parte din această creștere se datorează arderii combustibililor fosili și a vegetației, cum ar fi lemnul, petrolul și cărbunele.
Context istoric și fundamente științifice
Chimistul flamand Johannes van Helmont (1580-1644) a observat că masa finală era mai mică decât masa inițială atunci când cărbunele ardea într-un recipient închis. Van Helmont
a presupus că diferența era dată de eliminarea unei substanțe invizibile (identificată în cele din urmă ca fiind dioxid de carbon).
Mai târziu, chimistul scoțian Joseph Black (1728-1799) a produs o substanță necunoscută – numită „aer fix” – când a descompus creta și calcarul. Black este considerat, în general, primul om de știință care a descoperit dioxidul de carbon.
CUVINTE DE ȘTIUT
BIOSFERA: Suma totală a tuturor formelor de viață de pe Pământ și interacțiunea dintre aceste forme de viață.
CICLUL CARBONULUI: Toate părțile (rezervoarele) și fluxurile de carbon. Ciclul este de obicei considerat ca fiind format din patru rezervoare principale de carbon interconectate prin căi de schimb. Rezervoarele sunt atmosfera, biosfera terestră (include de obicei sistemele de apă dulce), oceanele și sedimentele (include combustibilii fosili). Mișcările anuale ale carbonului, schimburile de carbon între rezervoare, au loc din cauza diferitelor procese chimice, fizice, geologice și biologice. Oceanul conține cel mai mare rezervor de carbon din apropierea suprafeței Pământului, dar cea mai mare parte a acestui rezervor nu este implicată în schimburi rapide cu atmosfera.
Combustibili fosili: Combustibili formați prin procese biologice și transformați în minerale solide sau fluide de-a lungul timpului geologic. Printre combustibilii fosili se numără cărbunele, petrolul și gazele naturale. Combustibilii fosili sunt neregenerabili la scara temporală a civilizației umane, deoarece refacerea lor naturală ar dura multe milioane de ani.
GAS DE SERĂ: O componentă gazoasă a atmosferei care contribuie la efectul de seră. Gazele cu efect de seră sunt transparente la anumite lungimi de undă ale energiei radiante a soarelui, ceea ce le permite să pătrundă adânc în atmosferă sau până la suprafața Pământului. Gazele cu efect de seră și norii împiedică o parte din radiațiile infraroșii să scape, capturând căldura în apropierea suprafeței Pământului, unde aceasta încălzește atmosfera inferioară. Alterarea acestei bariere naturale a gazelor atmosferice poate crește sau scădea temperatura medie globală a Pământului.
REVOLUȚIA INDUSTRIALĂ: Perioada, care a început aproximativ la mijlocul secolului al XVIII-lea, în timpul căreia oamenii au început să folosească motoarele cu aburi ca sursă majoră de energie.
FOTOSINTEZĂ: Procesul prin care plantele verzi folosesc lumina pentru a sintetiza compuși organici din dioxid de carbon și apă. În acest proces, se eliberează oxigen și apă. Nivelurile crescute de dioxid de carbon pot crește fotosinteza netă la unele plante. Plantele creează un rezervor foarte important pentru dioxidul de carbon.
RESPIRAȚIE: Procesul prin care animalele consumă alimentele stocate (prin combustie cu oxigen) pentru a produce energie.
În plus, chimistul suedez Svante Arrhenius (1859-1927) a fost primul om de știință care a publicat o lucrare despre emisiile de dioxid de carbon provenite din arderea combustibililor fosili. Arrhenius a publicat lucrarea „On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground” (Despre influența acidului carbonic din aer asupra temperaturii solului) în 1896.
Impacte și probleme
Dioxidul de carbon joacă un rol important în ciclul carbonului, care implică un schimb de dioxid de carbon între biosferă (ființe vii), geosferă (mase terestre), hidrosferă (corpuri de apă) și atmosferă (aer).
În cadrul fotosintezei, plantele verzi transformă dioxidul de carbon și apa în alimente precum oxigenul și glucoza. În schimb, plantele și animalele eliberează dioxid de carbon într-un proces numit respirație.
Cu toate acestea, oamenii influențează cantitatea de dioxid de carbon eliberată în atmosferă prin activitățile lor produse în mod artificial, cum ar fi arderea combustibililor fosili, defrișarea pădurilor și utilizarea vehiculelor alimentate cu combustibil. Din cauza acestor activități, concentrația de dioxid de carbon din atmosferă a crescut în mod constant începând cu aproximativ 1850, începutul celei de-a doua revoluții industriale. După cum a raportat Grupul interguvernamental al Națiunilor Unite privind schimbările climatice (IPCC), între 1970 și 2004, creșterea emisiilor de CO2 a crescut cu aproximativ 80%.
ÎN CONTEXT: CAPTAREA ȘI STOCAREA CO2
„CSC în formațiuni geologice subterane este o nouă tehnologie cu potențialul de a aduce o contribuție importantă la atenuarea emisiilor până în 2030. Evoluțiile tehnice, economice și de reglementare vor afecta contribuția reală.”
SURSA:Metz, B., et al. „IPCC, 2007: Summary for Policymakers”. În: „The IPCC: Sumar pentru politici publice: Climate Change 2007: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change New York: Cambridge University Press. 2007.
Problema de mediu numită încălzire globală este o preocupare pentru oameni din cauza creșterii observate a gazelor cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon. Oamenii de știință investighează acest efect de seră pentru a vedea dacă topirea ghețarilor și a aisbergurilor, creșterea activității furtunilor și temperaturile mai ridicate decât în mod normal se datorează unui efect de seră exagerat. Până în 2050, IPCC preconizează că dioxidul de carbon din atmosferă ar putea atinge 450 până la 550 ppm.
Vezi și Ciclul carbonului; Concentrațiile de dioxid de carbon; Schimbări climatice; Efectul de seră; Gazele cu efect de seră; Grupul interguvernamental de experți privind schimbările climatice (IPCC).
BIBLIOGRAFIE
Cărți
Gunter, Valerie Jan. Volatile Places: O sociologie a comunităților și a controverselor de mediu. Thousand Oaks, CA: Pine Forge Press, 2007.
Mackenzie, Fred T. Carbon in the Geobiosphere: Învelișul exterior al Pământului. Dordrecht, Olanda: Springer, 2006.
National Academy of Engineering, National Research Council of the National Academies. The Carbon Dioxide Dilemma: Promising Technologies and Policies (Dilema dioxidului de carbon: Tehnologii și politici promițătoare). Washington, DC: National Academies Press, 2003.
Situri web
„Contribuții ale Grupului de lucru III la cel de-al patrulea raport de evaluare al Grupului interguvernamental de experți privind schimbările climatice”. Intergovermental Panel on Climate Change, 4 mai 2007. < http://www.ipcc.h/SPM040507.pdf> (accesat la 5 noiembrie 2007).
.