Karbondioksid: drivhusgass nr. 1

Karbon er en viktig byggestein for alt liv på jorden. Det er også hovedatomet som utgjør fossile brensels kjemiske sammensetning. Det kan også finnes i form av karbondioksid, en gass som spiller en sentral rolle i det globale Klima forandringer.

Karbondioksid er et molekyl laget av tre deler, et sentralt karbonatom bundet til to oksygenatomer. Det er en gass som bare utgjør omtrent 0,04% av atmosfæren vår, men den er en viktig komponent i karbonsyklusen. Karbonmolekyler er ekte formforskyvere, ofte i fast form, men ofte skiftende fase fra CO₂ gass ​​til væske (som kullsyre eller karbonater), og tilbake til en gass. Havene inneholder enorme mengder karbon, og det samme gjelder fast land: fjellformasjoner, jordsmonn og alt levende inneholder karbon. Karbon beveger seg mellom disse forskjellige formene i en serie prosesser referert til som karbon syklus - eller mer presist en rekke sykluser som spiller flere viktige roller i det globale klimaendringsfenomenet.

I løpet av en prosess som kalles cellulær respirasjon, brenner planter og dyr sukker for å få energi. Sukkermolekylene inneholder et antall karbonatomer som under respirasjon frigjøres i form av karbondioksid. Dyr puster ut overflødig karbondioksid når de puster, og planter slipper det mest om natten. Planter og alger henter CO når de utsettes for sollys₂ fra luften og stripe det av karbonatomet sitt til bruk i bygging av sukkermolekyler - oksygenet som blir igjen frigjøres i luften som O₂.

Karbondioksid er også en del av en mye tregere prosess: den geologiske karbonsyklusen. Den har mange komponenter, og en viktig er overføring av karbonatomer fra CO₂ i atmosfæren til karbonater oppløst i havet. En gang der, karbonatomene plukkes opp av små marine organismer (for det meste plankton) som lager harde skjell med det. Etter at planktonet dør, synker karbonskallet ned til bunnen, og blir sammen med andres score og til slutt dannes kalkstein. Millioner av år senere at kalkstein kan dukke opp til overflaten, bli forvitret og frigjøre karbonatomene.

Kull, olje og gass er fossile brensler laget av akkumulering av vannlevende organismer som deretter blir utsatt for høyt trykk og temperatur. Når vi trekker ut disse fossile brennstoffene og brenner dem, blir karbonmolekylene en gang låst i planktonet og algene frigjøres tilbake i atmosfæren som karbondioksid. Hvis vi ser over en rimelig tidsramme (si hundretusener av år), vil konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren har vært relativt stabil, og de naturlige utslippene blir kompensert med mengden plukket opp av planter og alger. Siden vi har brent fossile brensler, har vi imidlertid tilført en netto mengde karbon i luften hvert år.

I atmosfæren bidrar karbondioksid sammen med andre molekyler til drivhuseffekt. Energi fra solen reflekteres av jordoverflaten, og i prosessen blir den transformert til en bølgelengde mer lett oppfanget av klimagasser, fanget varmen i atmosfæren i stedet for å la den speile seg ut i rom. Karbondioksidets bidrag til drivhuseffekten varierer mellom 10 og 25% avhengig av beliggenhet, rett bak vanndamp.

Konsentrasjonen av CO₂ i atmosfæren har variert over tid, med betydelige opp- og nedturer som planeten opplever i løpet av geologiske tider. Hvis vi ser på de siste årtusenene, ser vi imidlertid en bratt økning i karbondioksid som tydelig begynner med den industrielle revolusjonen. Siden pre-1800 estimerer CO₂ konsentrasjonene har økt med over 42% til dagens nivåer over 400 deler per million (ppm), drevet av forbrenning av fossilt brensel og av landrydding.

Da vi gikk inn i en epoke definert av intens menneskelig aktivitet, Anthropocene, har vi lagt karbondioksid i atmosfæren utover de naturlig forekommende utslippene. Det meste av dette kommer fra forbrenning av kull, olje og naturgass. Energibransjen, spesielt gjennom karbonfyrte kraftverk, er ansvarlig for de fleste av verdens klimagassutslipp - den andelen når 37% i USA, ifølge miljøvern Byrå. Transport, inkludert biler, lastebiler, tog og skip med fossilt brensel, kommer på andreplass med 31% av utslippene. Ytterligere 10% kommer fra forbrenning av fossilt brensel til å varme opp hjem og bedrifter. Raffinerier og annen industriell virksomhet frigjør mye karbondioksid, ledet av produksjon av sement som er ansvarlig for en overraskende stor mengde CO₂ og legger opp til 5% av den totale verdensomspennende produksjonen.

Landrydding er en viktig kilde til utslipp av karbondioksid i mange deler av verden. Brennende skråstrek og etterlater utsatte jordsmonn CO₂. I land der skog gjør noe av et comeback, som i USA, skaper arealbruk et nettopptak av karbon når det blir mobilisert av de voksende trærne.

Senk utslippene av karbondioksid kan gjøres ved å tilpasse energibehovet ditt, ta mer miljøvennlige beslutninger om transportbehovet ditt og vurdere matvalgene dine på nytt. Både naturvernet og EPA har nyttige kalkulatorer for karbonavtrykk som kan hjelpe deg med å identifisere hvor i livsstilen du kan gjøre mest forskjell.

Foruten å redusere utslippene, er det tiltak vi kan gjøre for å redusere konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren. Begrepet karbon-sekvestrering betyr å fange CO₂ og legge den bort i en stabil form der den ikke vil bidra til klimaendringer. Slik global oppvarming tiltak inkluderer å plante skog og injisere karbondioksid i gamle brønner eller dypt inn i porøse geologiske formasjoner.