ثاني أكسيد الكربون: غاز الدفيئة رقم 1

كربون هي لبنة أساسية لجميع أشكال الحياة على الأرض. وهي أيضًا الذرة الرئيسية التي يتكون منها التركيب الكيميائي للوقود الأحفوري. يمكن العثور عليه أيضًا في شكل ثاني أكسيد الكربون ، وهو غاز يلعب دورًا مركزيًا في العالم تغير المناخ.

ثاني أكسيد الكربون هو جزيء يتكون من ثلاثة أجزاء ، ذرة كربون مركزية مرتبطة بذرتين من الأكسجين. إنه غاز يشكل حوالي 0.04٪ فقط من غلافنا الجوي ، ولكنه مكون مهم لدورة الكربون. جزيئات الكربون هي مبدلات حقيقية ، غالبًا في شكل صلب ، ولكنها تتغير بشكل متكرر من ثاني أكسيد الكربون₂ الغاز إلى السائل (مثل حمض الكربونيك أو الكربونات) ، والعودة إلى الغاز. تحتوي المحيطات على كميات هائلة من الكربون ، وكذلك الأرض الصلبة: التكوينات الصخرية والتربة وجميع الكائنات الحية تحتوي على الكربون. ينتقل الكربون بين هذه الأشكال المختلفة في سلسلة من العمليات المشار إليها باسم دورة الكربون - أو بشكل أكثر دقة عدد من الدورات التي تلعب أدوارًا حاسمة متعددة في ظاهرة تغير المناخ العالمية.

خلال عملية تسمى التنفس الخلوي ، تحرق النباتات والحيوانات السكريات للحصول على الطاقة. تحتوي جزيئات السكر على عدد من ذرات الكربون التي يتم إطلاقها أثناء التنفس في شكل ثاني أكسيد الكربون. تفرز الحيوانات ثاني أكسيد الكربون الزائد عندما تتنفس ، وتطلقه النباتات في الغالب أثناء الليل. عند التعرض لأشعة الشمس ، تلتقط النباتات والطحالب ثاني أكسيد الكربون

ثاني أكسيد الكربون هو أيضًا جزء من عملية أبطأ بكثير: دورة الكربون الجيولوجية. يحتوي على العديد من المكونات ، وأهمها هو نقل ذرات الكربون من ثاني أكسيد الكربون₂ في الغلاف الجوي للكربونات المذابة في المحيط. كان هناك، يتم اختيار ذرات الكربون عن طريق الكائنات البحرية الصغيرة (معظمها العوالق) التي تصنع قذائف صلبة معها. بعد وفاة العوالق ، تغرق قشرة الكربون إلى الأسفل ، لتضم عشرات آخرين وتشكل في النهاية صخرة من الحجر الجيري. بعد ملايين السنين ، قد يظهر الحجر الجيري على السطح ، ويصبح مجوفًا ويطلق ذرات الكربون مرة أخرى.

الفحم والنفط والغاز هي وقود أحفوري مصنوع من تراكم الكائنات المائية التي تتعرض بعد ذلك لضغط ودرجة حرارة عالية. عندما نستخرج هذه الوقود الأحفوري ونحرقها ، فإن جزيئات الكربون التي تقفل مرة واحدة في العوالق والطحالب يتم إطلاقها مرة أخرى في الغلاف الجوي مثل ثاني أكسيد الكربون. إذا نظرنا إلى أي إطار زمني معقول (على سبيل المثال ، مئات الآلاف من السنين) ، فإن تركيز ثاني أكسيد الكربون₂ في الغلاف الجوي كان مستقرًا نسبيًا ، حيث يتم تعويض الإطلاقات الطبيعية بالكميات التي تلتقطها النباتات والطحالب. ومع ذلك ، نظرًا لأننا نحرق الوقود الأحفوري ، فإننا نضيف كمية صافية من الكربون في الهواء كل عام.

في الغلاف الجوي يساهم ثاني أكسيد الكربون مع الجزيئات الأخرى الاحتباس الحراري. تنعكس طاقة الشمس على سطح الأرض ، وفي هذه العملية تتحول إلى طول موجة أكثر يتم اعتراضها بسهولة بواسطة غازات الدفيئة ، محاصرة الحرارة داخل الغلاف الجوي بدلاً من تركها تنعكس الفراغ. تتراوح مساهمة ثاني أكسيد الكربون في تأثير الاحتباس الحراري بين 10 و 25٪ اعتمادًا على الموقع ، خلف بخار الماء مباشرة.

تركيز CO₂ في الغلاف الجوي اختلفت بمرور الوقت ، مع صعود وهبوط كبير من كوكب الأرض على مر العصور الجيولوجية. إذا نظرنا إلى آلاف السنين الأخيرة ، إلا أننا نرى ارتفاعًا حادًا في ثاني أكسيد الكربون بدءًا من الثورة الصناعية بشكل واضح. منذ ما قبل 1800 يقدر CO₂ وقد ارتفعت التركيزات بأكثر من 42٪ إلى المستويات الحالية بأكثر من 400 جزء في المليون ، مدفوعة بحرق الوقود الأحفوري وإزالة الأراضي.

عندما دخلنا حقبة حددها النشاط البشري المكثف ، الأنثروبوسين ، كنا نضيف ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي خارج الانبعاثات التي تحدث بشكل طبيعي. يأتي معظم هذا من احتراق الفحم والنفط والغاز الطبيعي. إن صناعة الطاقة ، وخاصة من خلال محطات الطاقة التي تعمل بالكربون ، مسؤولة عن معظم مناطق العالم انبعاث غازات الدفيئة - تصل هذه الحصة إلى 37٪ في الولايات المتحدة ، وفقًا لحماية البيئة وكالة. وسائل النقل، بما في ذلك السيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري والشاحنات والقطارات والسفن ، تأتي في المرتبة الثانية بنسبة 31٪ من الانبعاثات. وتأتي 10٪ أخرى من حرق الوقود الأحفوري لتدفئة المنازل والشركات. المصافي والأنشطة الصناعية الأخرى تطلق الكثير من ثاني أكسيد الكربون ، بقيادة إنتاج الأسمنت وهو المسؤول عن كمية كبيرة من CO₂ إضافة ما يصل إلى 5٪ من إجمالي الإنتاج العالمي.

يعتبر تطهير الأراضي مصدراً هاماً لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في أجزاء كثيرة من العالم. حرق القطع وترك التربة مكشوفة₂. في البلدان التي تعود فيها الغابات إلى حد ما على العودة إلى حد ما ، كما هو الحال في الولايات المتحدة ، يخلق استخدام الأراضي امتصاصًا صافيًا للكربون أثناء تعبئتها من خلال الأشجار المتنامية.

خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون يمكن القيام بذلك عن طريق تعديل الطلب على الطاقة ، واتخاذ قرارات سليمة بيئياً بشأن احتياجات النقل الخاصة بك ، وإعادة تقييم خيارات الطعام الخاصة بك. على حد سواء منظمة حفظ الطبيعة ووكالة حماية البيئة مفيدة حاسبات بصمة الكربون والتي يمكن أن تساعدك على تحديد المكان الذي يمكنك أن تحدث فيه فرقًا كبيرًا في نمط حياتك.

إلى جانب تقليل الانبعاثات ، هناك إجراءات يمكننا اتخاذها لتقليل تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. المصطلح عزل الكربون يعني التقاط CO₂ ووضعها في شكل مستقر حيث لن تساهم في تغير المناخ. هذه التخفيف من الاحتباس الحراري وتشمل التدابير زراعة الغابات وحقن ثاني أكسيد الكربون في الآبار القديمة أو في عمق التكوينات الجيولوجية المسامية.