תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה, הנוסחה הכימית וההשפעה על מצב האדם

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 17:47

הפעילות האנושית כבר הגיעה להיקף כזה שהתכולה הכוללת של פחמן דו חמצני באטמוספירה של כדור הארץ הגיעה לערכים המרביים המותרים. מערכות טבעיות - אדמה, אטמוספירה, אוקיינוס - נמצאות תחת השפעה הרסנית.

עובדות חשובות

תכולת הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה של כדור הארץ גדלה ללא הרף במהלך המאה האחרונה. בנוסף ל-CO_{2, נכנסים לשם גם גזים נוספים, שאינם שייכים למרכיבים הטבעיים של המערכת האקולוגית העולמית.}

לדוגמה, אלה כוללים פלואורכלורו-פחמימנים. זיהומי גז אלו פולטים וסופגים קרינת שמש, המשפיעה על האקלים של כדור הארץ. ביחד, CO_{2, תרכובות גזים אחרות הנכנסות לאטמוספירה נקראות גזי חממה.}

רקע היסטורי

מהי כמות הפחמן הדו חמצני באטמוספירה? סוונטה ארניוס חשבה על השאלה הזו פעם אחת. הוא הצליח להוכיח את הקשר בין פליטת פחמן דו חמצני לשינויי אקלים. המדען ציין שכאשר שורפים מינרלים, תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה עולה באופן דרמטי.

הוא הזהיר כי עלייה בנפח הדלק שנשרף עלולה להוביל להפרה של מאזן הקרינה של כדור הארץ.

מציאות מודרנית

כיום, יותר פחמן דו חמצני חודר לאטמוספירה בעת שריפת דלק, וכן בשל השינויים המתרחשים בטבע עקב כריתת יערות, גידול בקרקע החקלאית.

מנגנון של השפעת פחמן דו חמצני על חיות הבר

עלייה ברמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה גורמת לאפקט החממה. אם חד חמצני הפחמן (IV) שקוף במהלך קרינת שמש קצרת גל, אזי הוא סופג קרינה ארוכת גלים, ומקרין אנרגיה לכל הכיוונים. כתוצאה מכך, תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספירה עולה באופן משמעותי, פני כדור הארץ מתחממים, והשכבות התחתונות של האטמוספירה מתחממות. עם עלייה שלאחר מכן בכמות הפחמן הדו חמצני, שינוי האקלים העולמי אפשרי.

זו הסיבה שחשוב לחזות את הכמות הכוללת של פחמן דו חמצני באטמוספירה של כדור הארץ.

מקורותכניסה לאווירה

ביניהם פליטות תעשייתיות. תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספירה עולה עקב פליטות אנתרופוגניות. צמיחה כלכלית תלויה ישירות בכמות משאבי הטבע שנשרפים, שכן תעשיות רבות הן מפעלים עתירי אנרגיה.

תוצאות מחקרים סטטיסטיים מצביעות על כך שמאז סוף המאה הקודמת במדינות רבות חלה ירידה בעלויות האנרגיה הספציפיות עם עלייה משמעותית במחירי החשמל.

השימוש האפקטיבי בו מושג באמצעות מודרניזציה של התהליך הטכנולוגי, כלי רכב, שימוש בטכנולוגיות חדשות בבניית סדנאות ייצור. כמה מדינות תעשייתיות מפותחות עברו מפיתוח תעשיות העיבוד וחומרי הגלם לפיתוח אותם אזורים העוסקים בייצור המוצר הסופי.

אחוז הפחמן הדו חמצני באטמוספרה אינו ערך קבוע. עם פיתוח מינימלי של בסיס הייצור, נוכחות של יער עבות, יש לו ביצועים מינימליים.

באזורים מטרופולינים גדולים עם בסיס תעשייתי רציני, פליטות הפחמן הדו-חמצני לאטמוספירה גבוהות משמעותית, שכן CO_{2 הוא לרוב תוצר לוואי של תעשיות שפעילותן מספקת את צורכי חינוך, רפואה.}

במדינות מתפתחות, עלייה משמעותית בשימוש בדלק איכותי ל-1 תושב נחשבת לגורם רציני למעבר לרמת חיים גבוהה יותר. הרעיון מועלה כעת, לפיאיפה המשך צמיחה כלכלית ושיפור רמת החיים אפשריים מבלי להגדיל את כמות הדלק שנשרף.

תלוי באזור, תכולת הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה נעה בין 10 ל-35%.

הקשר בין צריכת אנרגיה ופליטת CO2

בוא נתחיל מזה שאנרגיה לא מופקת רק בשביל לקבל אותה. במדינות תעשייתיות מפותחות, רובו משמש בתעשייה, לחימום וקירור מבנים ולתחבורה. מחקרים שנערכו על ידי מרכזים מדעיים גדולים הראו שבאמצעות שימוש בטכנולוגיות חיסכון באנרגיה, ניתן להשיג הפחתה משמעותית בפליטת פחמן דו חמצני לאטמוספירה של כדור הארץ.

לדוגמה, מדענים הצליחו לחשב שאם ארה ב תעבור לטכנולוגיות פחות עתירות אנרגיה בייצור מוצרי צריכה, הדבר יפחית את כמות הפחמן הדו-חמצני הנכנס לאטמוספירה ב-25%. בקנה מידה עולמי, זה יפחית את בעיית אפקט החממה ב-7%.

פחמן בטבע

בניתוח הבעיה של פליטת פחמן דו חמצני לאטמוספירה של כדור הארץ, אנו מציינים שפחמן, שהוא חלק ממנה, חיוני לקיומם של אורגניזמים ביולוגיים. יכולתו ליצור שרשראות פחמן מורכבות (קשרים קוולנטיים) מובילה להופעת מולקולות חלבון הנחוצות לחיים. מחזור הפחמן הביוגני הוא תהליך מורכב,כי הוא כולל לא רק את תפקודם של יצורים חיים, אלא גם העברה של תרכובות אנאורגניות בין מאגרי פחמן שונים, כמו גם בתוכם.

אלה כוללים את האטמוספירה, את המסה היבשתית, כולל אדמה, כמו גם את ההידרוספירה, הליתוספירה. במהלך המאתיים האחרונות נצפו שינויים בשטפי הפחמן במערכת הביוספירה-אטמוספירה-הידרוספרה, אשר בעוצמתם עולים באופן משמעותי על קצב התהליכים הגיאולוגיים של העברה של יסוד זה. לכן אנחנו צריכים להגביל את עצמנו להתחשבות ביחסים בתוך המערכת, כולל האדמה.

מחקרים רציניים הנוגעים לקביעת התוכן הכמותי של פחמן דו חמצני באטמוספרה של כדור הארץ החלו להתבצע מאמצע המאה הקודמת. חלוץ בחישובים כאלה היה קילינג, שעובד במצפה הכוכבים המפורסם מאונה לואה.

ניתוח תצפיות הראה ששינויים בריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה מושפעים ממחזור הפוטוסינתזה, מהרס הצמחים ביבשה, כמו גם משינוי הטמפרטורה השנתי באוקיינוסים. במהלך הניסויים ניתן היה לגלות כי התכולה הכמותית של פחמן דו חמצני בחצי הכדור הצפוני גבוהה משמעותית. מדענים הציעו שזה נובע מהעובדה שרוב ההכנסה האנתרופוגנית נופלת על חצי הכדור הזה.

לצורך הניתוח נלקחו דגימות אוויר ללא שיטות מיוחדות, בנוסף לא נלקחו בחשבון טעויות החישוב היחסיות והמוחלטות. באמצעות ניתוח בועות אוויר שהיו כלולים בליבות קרחוניות, הצליחו החוקריםקבע נתונים על תכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספרה של כדור הארץ בטווח של 1750-1960

מסקנה

במהלך מאות השנים האחרונות, חלו שינויים משמעותיים במערכות אקולוגיות יבשתיות, הסיבה הייתה העלייה בהשפעה האנתרופוגנית. עם עלייה בתכולה הכמותית של פחמן דו חמצני באטמוספירה של הפלנטה שלנו, אפקט החממה מתגבר, מה שמשפיע לרעה על קיומם של אורגניזמים חיים. לכן חשוב לעבור לטכנולוגיות חיסכון באנרגיה המאפשרות הפחתת פליטת CO2_{2 לאטמוספירה.}