Koldioxid: Nr 1 växthusgas

Kol är en viktig byggsten för allt liv på jorden. Det är också den viktigaste atomen som utgör fossila bränslenas kemiska sammansättning. Det finns också i form av koldioxid, en gas som spelar en central roll i det globala klimatförändring.

Koldioxid är en molekyl tillverkad av tre delar, en central kolatom bunden till två syreatomer. Det är en gas som endast utgör cirka 0,04% av vår atmosfär, men det är en viktig komponent i kolcykeln. Kolmolekyler är verkliga formförskjutare, ofta i fast form, men ofta förändrar fas från CO₂ gas till vätska (som kolsyra eller karbonater) och tillbaka till en gas. Haven innehåller enorma mängder kol, och även fast jord: bergformationer, jordar och allt levande innehåller kol. Kol rör sig mellan dessa olika former i en serie processer som kallas kolets kretslopp - eller mer exakt ett antal cykler som spelar flera avgörande roller i det globala klimatförändringsfenomenet.

Under en process som kallas cellulär andning bränner växter och djur socker för att få energi. Sockermolekylerna innehåller ett antal kolatomer som under andning frigörs i form av koldioxid. Djur andas ut överskott av koldioxid när de andas, och växter släpper den främst under natten. När de utsätts för solljus plockar växter och alger upp CO

Koldioxid är också en del av en mycket långsammare process: den geologiska koldioxidcykeln. Den har många komponenter, och en viktig komponent är överföringen av kolatomer från CO₂ i atmosfären till karbonater upplösta i havet. Väl där, kolatomerna plockas upp av små marina organismer (mestadels plankton) som gör hårda skal med den. Efter att planktonet dör sjunker kolskalet ned till botten, sammanfogar andras poäng och så småningom bildas kalksten. Miljoner år senare kan kalkstenen dyka upp till ytan, bli väderbitna och släppa tillbaka kolatomerna.

Kol, olja och gas är fossila bränslen tillverkade av ackumulering av vattenlevande organismer som sedan utsätts för högt tryck och temperatur. När vi extraherar dessa fossila bränslen och förbränner dem, släpps kolmolekylerna en gång in i plankton och alger frigörs tillbaka i atmosfären som koldioxid. Om vi ​​ser över någon rimlig tidsram (säg hundratusentals år), koncentrationen av CO₂ i atmosfären har varit relativt stabil, och de naturliga frigörningarna kompenseras av de mängder som plockats upp av växter och alger. Men eftersom vi har bränt fossila bränslen har vi lagt till en nettomängd kol i luften varje år.

I atmosfären bidrar koldioxid med andra molekyler till växthuseffekt. Energin från solen reflekteras av jordens yta och i processen omvandlas den till en våglängd mer lätt avlyssnas av växthusgaser, fångar upp värmen i atmosfären istället för att låta den reflektera ut i Plats. Koldioxidens bidrag till växthuseffekten varierar mellan 10 och 25% beroende på platsen, omedelbart bakom vattenånga.

Koncentrationen av CO₂ i atmosfären har varierat över tid, med betydande upp- och nedgångar som planeten upplevt under geologiska tider. Om vi ​​ser på de senaste årtusendena ser vi dock en brant ökning av koldioxid tydligt börjar med den industriella revolutionen. Sedan före 1800 uppskattar CO₂ koncentrationerna har ökat med över 42% till nuvarande nivåer över 400 delar per miljon (ppm), drivet av förbränning av fossila bränslen och av landröjning.

När vi gick in i en era som definierades av intensiv mänsklig aktivitet, Anthropocene, har vi lagt till koldioxid till atmosfären utöver de naturligt förekommande utsläppen. Det mesta kommer från förbränning av kol, olja och naturgas. Energibranschen, särskilt genom koleldade kraftverk, ansvarar för de flesta av världens utsläpp av växthusgaser - den andelen når 37% i USA enligt miljöskyddet Byrå. Transport, inklusive fossila bränsledrivna bilar, lastbilar, tåg och fartyg, kommer på andra plats med 31% av utsläppen. Ytterligare 10% kommer från förbränning av fossila bränslen för att värma hem och företag. Raffinaderier och annan industriell verksamhet släpper mycket koldioxid, ledd av produktion av cement som ansvarar för en förvånansvärt stor mängd CO₂ vilket ger upp till 5% av den totala globala produktionen.

Markröjning är en viktig källa till koldioxidutsläpp i många delar av världen. Brinnande snedstreck och lämnar utsatta CO-utsläpp₂. I länder där skogar gör något av ett comeback, som i USA, skapar markanvändningen ett nettoupptag av kol när det blir mobiliserat av de växande träden.

Sänker dina koldioxidutsläpp kan göras genom att anpassa ditt energibehov, fatta mer miljövänliga beslut om dina transportbehov och utvärdera dina matval. Både naturreservatet och EPA har användbara kalkylatorer för kolavtryck vilket kan hjälpa dig att identifiera var i din livsstil du kan göra mest skillnad.

Förutom att minska utsläppen finns det åtgärder vi kan vidta för att minska koncentrationen av koldioxid i atmosfären. Termen kolbindning betyder att fånga CO₂ och lägga bort det i en stabil form där det inte kommer att bidra till klimatförändringar. Sådan global uppvärmning åtgärder inkluderar plantera skogar och injicera koldioxid i gamla brunnar eller djupt i porösa geologiska formationer.