Углекислый газ, что мы о нем знаем? Насколько нам известно это самое распространенное соединение на только что родившейся Земле. Я начну издалека и мы плавно подойдем к насущным проблемам.
Эпоха формирования
О боги, как это было давно, настолько давно, что еще не существовало никаких богов и уж куда там людей. Планета только формировалась и ничего интересного не происходит. После формирования атмосферы Земли, насколько мы знаем, она состояла из углекислого газа, азота и водяного пара. После появления океанов (каким путем появилась вода на поверхности Земли доподлинно неизвестно, существует масса теорий, начиная от падения ледяных комет и заканчивая преобразованием жидкой воды из существующего водяного пара в атмосфере) концентрация углекислого газа стала падать. «Живость» и «подвижность» нашей планеты также обуславливала процесс поглощения за счет сдвигов земной коры и обнажения горных пород, которые также поглощают углекислый газ. И к чему это привело? А произошел самый настоящий ледниковый период «эпоха Земли снежка», из-за большего поглощения парникового газа тепло в атмосфере Земли не задерживалось и уходило обратно в космос.
Эпоха живого
С появлением на Земле первых организмов способных к фотосинтезу, атмосфера Земли преобразовывалась и из восстановительной среды становилась окислительной. Регуляторный процесс растений, поглощение СО2 днем и высвобождение ночью не давал парниковому газу исчезнуть и снова устроить ледниковый период. Разумеется, вулканическая активность также способствовала высвобождению углекислого газа.
Наше время
Да здравствует современность! А точнее время НТР, время, когда человек создал массовое производство, начал использовать органическое ископаемое топливо и в связи с этим повысил содержание углекислого газа в атмосфере. На данный момент содержание СО2 в атмосфере Земли колеблется от 250 ppm до 450 ppm. Это значение, по мнению некоторых ученых, максимальное за последние 20 млн. лет. Также исследования показывают, что с 2000-х годов темп роста углекислого газа в атмосфере составляет 1,7% или 2,20 ppm в год.
Что же все это означает? Нормальна ли такая концентрация? Как было сказано ранее, в далеком прошлом нашей планеты, полное отсутствие СО2 повлекло за собой оледенение всего земного шара. Т.е парниковый газ должен присутствовать в атмосфере Земли в любом случае. Роль углекислого газа в формировании нашей планеты состоит в том, что средняя температура нашей, пока еще зеленой, планеты в условиях отсутствия парниковых газов должна составлять -19,5℃. Довольно холодно не так ли, при условии что сейчас средняя температура планеты составляет 14℃. И даже в таких условиях самая низкая температура на поверхности Земли -93,2℃ (данная температура была зафиксирована в Антарктиде на высоте 3900 м над уровнем моря 10 августа 2010 года). Дак о чем это мы. Даже при небольшой концентрации углекислого газа в атмосфере он делает большой вклад в температурообразование Земли, поскольку он поглощает и переизлучает инфракрасное излучение на различных длинах волн. Данный процесс исключает излучение с поверхности Земли, что приводит к парниковому эффекту.
Источники углекислого газа
Природными источниками углекислого газа являются, вулканические извержения, горение органических веществ и дыхание живых организмов (аэробные). К антропогенным источникам можно отнести сжигание органического топлива энергоносителями, транспорт (кроме электрического), производство электроэнергии (кроме альтернативных)
Самая большая проблема в том, что почти вся деятельность человека приводит к образованию парникового газа. До недавних пор, густые обширные леса поглощали его и проблема была не столь заметна. Но вырубка леса в промышленных масштабах, пожары вызванные человеческой деятельностью, все это пагубно влияет на площадь лесов и тем самым на концентрацию СО2 в атмосфере.
Как мы уже разобрались СО2 не так уж плох. Как писал мой коллега Найбауэр Даниил цитируя Парацельса «нет опасных веществ, есть опасная концентрация», разумеется данное высказывание относится и к концентрации в атмосфере, почве и других средах.
Антропогенная эмиссия
Вернемся к делам насущным, мы живем во время научного прогресса, когда машина становится на ровне с человеком и возможно, в ближайшем будущем его превзойдет.
На данный момент весь это прогресс «выливается» в довольно значимые проблемы и вот одна из них это концентрация СО2. Человек сжигает органическое топливо, вырубает леса, что приводит к нарушению баланса углекислого газа в атмосфере.
В 2008 году в результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу было выделено 8,67 млрд тонн углерода (31,8 млрд тонн CO2), в то время как в 1990 году годовая эмиссия углерода составляла 6,14 млрд тонн. (источник).
Влияние на климат
За последние несколько миллионов лет, от перехода холодного климата к теплому, концентрация СО2 не превышала 100 ppm. Но как бы это не странно, в период климатического оптимума 9000-5000 лет до н.э. средняя температура была, приблизительно, на 1-2℃ выше современной, а из-за более выраженного парникового эффекта температурная аномалия в субарктических широтах достигала 9℃.
В 2009 году концентрация углекислого газа в атмосфере Земли составляла 0,0387% или 387 ppm, на момент 2019 года 415 ppm.
Опасно или не опасно? Итог
В целом ситуация слегка пугающая. По большей части из-за того, что повышение концентрации СО2 ведет к увеличению парникового эффекта, а он в свою очередь ведет к «интересным» последствиям. Сам то по себе СО2, особенно в концентрации 415 ppm, никак не опасен, но что за «интересные» последствия? Как уже было рассмотрено ранее, парниковый газ повышает среднюю температуру планеты, мало того, что повысится уровень океана, что приведет к затоплению низменных прибрежных территорий, дак еще и многолетняя мерзлота в северном полушарии неожиданно станет, не то что не многолетней, а вообще не мерзлотой! В многолетней мерзлоте таятся древние вирусы, к которым у человека нет иммунитета. Повышение температуры океана, может высвободить замерший метан на дне океана, а что усилит парниковый эффект в сотни раз. И тут уже как по накатанной, «снежный ком» будет становиться все больше и больше и в итоге, теоретически, может повториться Венерианский сценарий, когда температура планеты из-за парникового газа составляет 475℃ вместо -20℃ без атмосферы.
Паниковать или нет? На этот вопрос ответа нет, но необходимо понимать причину и тогда можно предотвратить или сгладить следствие. Парниковый газ это не хорошо и не плохо, без него океаны бы замерзли, а жизнь не существовала бы. Главная задача экологов всего мира взять под контроль повышение концентрации СО2 или как минимум, снизить темп прироста. Высаживать больше деревьев и сохранять природные экосистемы и тогда никакой опасности от углекислого газа не будет.
Автор: Курочкин Кирилл Александрович
Часть информации взята из Wiki