Kohlendioxid: Das Treibhausgas Nr. 1

Kohlenstoff ist ein wesentlicher Baustein für alles Leben auf der Erde. Es ist auch das Hauptatom der chemischen Zusammensetzung fossiler Brennstoffe. Es kann auch in Form von Kohlendioxid gefunden werden, einem Gas, das weltweit eine zentrale Rolle spielt Klimawandel.

Kohlendioxid ist ein Molekül aus drei Teilen, einem zentralen Kohlenstoffatom, das an zwei Sauerstoffatome gebunden ist. Es ist ein Gas, das nur etwa 0,04% unserer Atmosphäre ausmacht, aber es ist ein wichtiger Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs. Kohlenstoffmoleküle sind echte Formwandler, oft in fester Form, aber häufig wechselnde Phasen von CO₂ Gas zu Flüssigkeit (als Kohlensäure oder Carbonate) und zurück zu einem Gas. Die Ozeane enthalten große Mengen an Kohlenstoff, ebenso wie festes Land: Felsformationen, Böden und alle Lebewesen enthalten Kohlenstoff. Kohlenstoff bewegt sich zwischen diesen verschiedenen Formen in einer Reihe von Prozessen, die als bezeichnet werden Kohlenstoffzyklus - oder genauer gesagt eine Reihe von Zyklen, die im globalen Phänomen des Klimawandels mehrere entscheidende Rollen spielen.

Während eines Prozesses, der als Zellatmung bezeichnet wird, verbrennen Pflanzen und Tiere Zucker, um Energie zu gewinnen. Die Zuckermoleküle enthalten eine Reihe von Kohlenstoffatomen, die während der Atmung in Form von Kohlendioxid freigesetzt werden. Tiere atmen beim Atmen überschüssiges Kohlendioxid aus und Pflanzen setzen es meistens nachts frei. Pflanzen und Algen nehmen bei Sonneneinstrahlung CO auf₂ aus der Luft und entfernen ihr Kohlenstoffatom, um Zuckermoleküle aufzubauen - der zurückbleibende Sauerstoff wird als O in der Luft freigesetzt₂.

Kohlendioxid ist auch Teil eines viel langsameren Prozesses: des geologischen Kohlenstoffkreislaufs. Es hat viele Komponenten, und eine wichtige ist die Übertragung von Kohlenstoffatomen von CO₂ in der Atmosphäre zu im Ozean gelösten Carbonaten. Einmal da, Die Kohlenstoffatome werden aufgenommen von kleinen Meeresorganismen (meistens Plankton), die daraus harte Schalen machen. Nachdem das Plankton gestorben ist, sinkt die Kohlenstoffhülle auf den Boden, verbindet sich mit vielen anderen und bildet sich schließlich Kalksteinfelsen. Millionen von Jahren später kann dieser Kalkstein an die Oberfläche gelangen, verwittert werden und die Kohlenstoffatome zurückgeben.

Kohle, Öl und Gas sind fossile Brennstoffe, die aus der Ansammlung von Wasserorganismen hergestellt werden und dann hohem Druck und hoher Temperatur ausgesetzt werden. Wenn wir diese fossilen Brennstoffe extrahieren und verbrennen, werden die im Plankton und in den Algen eingeschlossenen Kohlenstoffmoleküle als Kohlendioxid wieder in die Atmosphäre freigesetzt. Wenn wir über einen vernünftigen Zeitraum (z. B. Hunderttausende von Jahren) schauen, ist die CO-Konzentration₂ in der Atmosphäre war relativ stabil, wobei die natürlichen Freisetzungen durch die von Pflanzen und Algen aufgenommenen Mengen ausgeglichen wurden. Seit wir jedoch fossile Brennstoffe verbrennen, fügen wir der Luft jedes Jahr eine Nettomenge Kohlenstoff hinzu.

In der Atmosphäre trägt Kohlendioxid mit anderen Molekülen zum Treibhauseffekt. Energie von der Sonne wird von der Erdoberfläche reflektiert und dabei mehr in eine Wellenlänge umgewandelt leicht von Treibhausgasen abgefangen, die Wärme in der Atmosphäre gefangen, anstatt sie reflektieren zu lassen Raum. Der Beitrag von Kohlendioxid zum Treibhauseffekt variiert je nach Standort zwischen 10 und 25%, unmittelbar hinter Wasserdampf.

Die Konzentration von CO₂ Die Atmosphäre hat sich im Laufe der Zeit verändert, und der Planet hat im Laufe der geologischen Zeiten erhebliche Höhen und Tiefen erlebt. Wenn wir jedoch die letzten Jahrtausende betrachten, sehen wir einen steilen Anstieg des Kohlendioxids, der eindeutig mit der industriellen Revolution beginnt. Seit vor 1800 schätzt der CO₂ Die Konzentrationen sind um über 42% auf derzeit über 400 ppm gestiegen, was auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Rodung zurückzuführen ist.

Als wir in eine Ära eintraten, die von intensiver menschlicher Aktivität geprägt ist, das Anthropozän, haben wir der Atmosphäre über die natürlich vorkommenden Emissionen hinaus Kohlendioxid zugesetzt. Das meiste davon stammt aus der Verbrennung von Kohle, Öl und Erdgas. Die Energiewirtschaft, insbesondere durch Kohlenstoffkraftwerke, ist für den größten Teil der Welt verantwortlich Treibhausgasemissionen - dieser Anteil erreicht laut Umweltschutz in den USA 37% Agentur. TransportMit Autos, Lastwagen, Zügen und Schiffen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, liegt der zweite Platz mit 31% der Emissionen an zweiter Stelle. Weitere 10% stammen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Beheizung von Haushalten und Unternehmen. Raffinerien und andere industrielle Aktivitäten setzen viel Kohlendioxid frei, angeführt von der Herstellung von Zement welches für eine überraschend große Menge an CO verantwortlich ist₂ Dies entspricht bis zu 5% der weltweiten Gesamtproduktion.

Landrodung ist in vielen Teilen der Welt eine wichtige Quelle für Kohlendioxidemissionen. Durch Verbrennen von Schrägstrichen und Freilegen von Böden wird CO freigesetzt₂. In Ländern, in denen die Wälder wie in den USA ein Comeback erleben, führt die Landnutzung zu einer Nettoaufnahme von Kohlenstoff, wenn dieser von den wachsenden Bäumen mobilisiert wird.

Senkung Ihrer Kohlendioxidemissionen Dies kann erreicht werden, indem Sie Ihren Energiebedarf anpassen, umweltverträglichere Entscheidungen über Ihre Transportbedürfnisse treffen und Ihre Lebensmittelauswahl neu bewerten. Beide der Naturschutz und die EPA haben nützlich Rechner für den CO2-Fußabdruck Dies kann Ihnen helfen, herauszufinden, wo Sie in Ihrem Lebensstil den größten Unterschied machen können.

Neben der Reduzierung der Emissionen können wir Maßnahmen ergreifen, um die atmosphärischen Kohlendioxidkonzentrationen zu reduzieren. Der Begriff Kohlenstoffbindung bedeutet, CO zu erfassen₂ und es in einer stabilen Form wegzulegen, wo es nicht zum Klimawandel beiträgt. Eine solche Minderung der globalen Erwärmung Maßnahmen umfassen Wälder pflanzen und Injizieren von Kohlendioxid in alten Brunnen oder tief in poröse geologische Formationen.