Introduktion
Koldioxid består av en kolatom (C) som är dubbelt bunden till två syreatomer (O) för att bilda molekylföreningen O=C=O, med den kemiska symbolen CO2. Den har varken färg eller lukt, men koldioxid har en lätt sur smak. Denna sura smak finns i kolsyrade drycker eftersom koldioxiden ger sådana vätskor sitt bubbel. Vid normala temperaturer och tryck som finns på jorden är koldioxid en gas men kan också finnas i flytande och fast form.
Vetenskapsmännen har lärt sig att koldioxid finns i jordens atmosfär i en proportion av cirka 300 till 400 delar per miljon (ppm). I takt med att det globala klimatet har studerats har forskarna dock noterat en ökning av koldioxidhalten med cirka 0,4 % per år. Denna koncentrationsökning är viktig för studiet av klimatförändringar eftersom forskarna hävdar att en del av denna ökning beror på förbränning av fossila bränslen och växtlighet som trä, petroleum och kol.
Historisk bakgrund och vetenskaplig grund
Den flamländske kemisten Johannes van Helmont (1580-1644) observerade att slutmassan var mindre än utgångsmassan när träkol brann i en sluten behållare. Van Helmont
konstaterade att skillnaden berodde på att en osynlig substans avlägsnades (som så småningom identifierades som koldioxid).
Senare producerade den skotske kemisten Joseph Black (1728-1799) en okänd substans – ”fast luft” – när han bröt ner krita och kalksten. Black anses allmänt vara den första vetenskapsmannen som upptäckte koldioxid.
VÄRDEN ATT VETA
BIOSFÄREN: Summan av alla livsformer på jorden och samspelet mellan dessa livsformer.
Kolvätecykel: Alla delar (reservoarer) och flöden av kol. Kretsloppet brukar betraktas som fyra huvudbehållare av kol som är sammankopplade genom utbytesvägar. Reservoarerna är atmosfären, den terrestriska biosfären (inkluderar vanligtvis sötvattensystem), haven och sediment (inkluderar fossila bränslen). De årliga förflyttningarna av kol, kolutbytet mellan reservoarerna, sker på grund av olika kemiska, fysiska, geologiska och biologiska processer. Havet innehåller den största kolreserven nära jordens yta, men större delen av denna reservoar är inte inblandad i det snabba utbytet med atmosfären.
FOSILA BRÄNSLEN: Bränslen som bildats av biologiska processer och omvandlats till fasta eller flytande mineraler under geologisk tid. Fossila bränslen omfattar kol, petroleum och naturgas. Fossila bränslen är inte förnybara på den mänskliga civilisationens tidsskala, eftersom det skulle ta många miljoner år att fylla på dem på naturlig väg.
GREENHOUSE GAS: En gasformig komponent i atmosfären som bidrar till växthuseffekten. Växthusgaser är genomskinliga för vissa våglängder av solens strålningsenergi, vilket gör att de kan tränga djupt in i atmosfären eller ända ner till jordens yta. Växthusgaser och moln hindrar en del av den infraröda strålningen från att komma ut och fångar upp värmen nära jordytan där den värmer upp den lägre atmosfären. En förändring av denna naturliga barriär av atmosfäriska gaser kan höja eller sänka jordens globala medeltemperatur.
INDUSTRIELL REVOLUTION: Den period, som började omkring mitten av 1700-talet, under vilken människan började använda ångmaskiner som en viktig kraftkälla.
FOTOSYNTHESIS: Den process genom vilken gröna växter använder ljus för att syntetisera organiska föreningar från koldioxid och vatten. I processen frigörs syre och vatten. Ökade nivåer av koldioxid kan öka nettofotosyntesen hos vissa växter. Växter skapar en mycket viktig reservoar för koldioxid.
RESPIRATION: Den process genom vilken djur förbrukar lagrad föda (genom förbränning med syre) för att producera energi.
Den svenske kemisten Svante Arrhenius (1859-1927) var dessutom den förste vetenskapsmannen som publicerade en artikel om koldioxidutsläpp från förbränning av fossila bränslen. Arrhenius publicerade ”On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground” år 1896.
Impacts and Issues
Koldioxid spelar en viktig roll i kolcykeln, som innebär ett utbyte av koldioxid mellan biosfären (levande varelser), geosfären (landmassor), hydrosfären (vattenmassor) och atmosfären (luft).
Under fotosyntesen omvandlar gröna växter koldioxid och vatten till föda som syre och glukos. Omvänt släpper växter och djur ut koldioxid i en process som kallas andning.
Människan påverkar dock mängden koldioxid som släpps ut i atmosfären genom sina artificiellt producerade aktiviteter, t.ex. förbränning av fossila bränslen, röjning av skogar och användning av bränsledrivna fordon. På grund av sådan verksamhet har koncentrationen av koldioxid i atmosfären ökat stadigt sedan omkring 1850, då den andra industriella revolutionen inleddes. Enligt FN:s mellanstatliga panel för klimatförändringar (IPCC) har ökningen av koldioxidutsläppen ökat med cirka 80 % mellan 1970 och 2004.
I SAMMANHANG: Fångst och lagring av koldioxid
”CCS i underjordiska geologiska formationer är en ny teknik som har potential att ge ett viktigt bidrag till begränsning av koldioxidutsläppen fram till 2030. Den tekniska, ekonomiska och rättsliga utvecklingen kommer att påverka det faktiska bidraget.”
KÄLLAN:Metz, B., et al. ”IPCC, 2007: Sammanfattning för beslutsfattare.” In: Climate Change 2007: Climate Change 2007: Mitigation of Climate Change: Mitigation of Climate Change. Bidrag från arbetsgrupp III till den fjärde utvärderingsrapporten från den mellanstatliga panelen för klimatförändringar New York: Cambridge University Press. 2007.
Miljöproblemet som kallas global uppvärmning är ett bekymmer för människor på grund av den konstaterade ökningen av växthusgaser som koldioxid. Forskare undersöker denna växthuseffekt för att se om smältningen av glaciärer och isberg, ökad stormaktivitet och varmare temperaturer än normalt beror på en överdriven växthuseffekt. År 2050 förutspår IPCC att koldioxidhalten i atmosfären kan nå 450 till 550 ppm.
Se även Kolcykel; Koldioxidkoncentrationer; Klimatförändring; Växthuseffekt; Växthusgaser; Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).
BIBLIOGRAFIK
Böcker
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, Nederländerna: 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.
Websidor
”Contributions of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovermental Panel on Climate Change”. Intergovermental Panel on Climate Change, 4 maj 2007. < http://www.ipcc.h/SPM040507.pdf> (tillgänglig den 5 november 2007).