• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowe badania wskazują na zagrożenie zdolności oceanu do zatrzymywania CO2

    13.07.2011. 17:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Ocean to największe narzędzie Ziemi do zarządzania emisjami, pochłaniające niemal jedną trzecią całego antropogenicznego dwutlenku węgla. Ale jak długo ten największy absorber dwutlenku węgla na planecie jest w stanie pełnić swoją rolę? Międzynarodowy zespół naukowców, finansowany ze środków unijnych, przeanalizował, jak zmiany klimatu wpływają na zdolność oceanu do pochłaniania emisji dwutlenku węgla.

    Jako największy biotop obniżający zawartość dwutlenku węgla, naturalny zbiornik gromadzący związki chemiczne zawierające węgiel poprzez usuwanie ich z atmosfery i przechowujący je bezterminowo, ocean odgrywa zasadniczą rolę w neutralizacji emisji dwutlenku węgla. Co niepokojące, odkrycia dokonane w ramach francusko-amerykańskich badań, opublikowane w czasopiśmie Nature Geoscience, wskazują, że zmiany klimatu rzeczywiście mają negatywny wpływ na tą naturalną gąbkę węglową.

    "Ocean pobiera mniej dwutlenku węgla z powodu ocieplania się wywoływanego dwutlenkiem węgla w atmosferze" - mów Galen McKinley, naukowiec z Uniwersytetu Wisconsin-Madison.

    Dzięki wsparciu na kwotę 14.498.400 EUR z projektu CARBOOCEAN (Ocena morskich źródeł dwutlenku węgla i biotopów pochłaniających je), dofinansowanego z tematu "Zrównoważony rozwój, zmiany globalne i ekosystemy" Szóstego Programu Ramowego (6PR), zespół posunął naprzód badania w tej dziedzinie w stosunku do wcześniejszych prac, w ramach których wykorzystano znacznie mniej stanowisk pobierania próbek. Jednymi z największych przeszkód w analizie oceanu są brak dostępnych danych oraz fakt, że naukowcy są często zmuszeni do trzymania się istniejących tras żeglugowych w celu ich gromadzenia. Zamiast podążać tymi wydeptanymi ścieżkami badawczymi, członkowie zespołu rozszerzyli swoją analizę, wykorzystując istniejące dane z lat 1981 - 2009 oraz rozmaite metodologie i lokalizacje na całym Północnym Atlantyku.

    Stwierdzili wysoki poziom naturalnej zmienności, która często rozciąga się na dłuższe schematy czasowe zmiany i może wyjaśnić wzajemne sprzeczności pojawiające się we wcześniejszych wnioskach. Odkryto, że widoczne trendy w absorpcji dwutlenku węgla przez oceany są w wysokim stopniu uzależnione od konkretnego miejsca i czasu sprawdzenia - na skali czasowej obejmującej 10 - 15 lat, nawet nakładające się przedziały czasowe mogą niekiedy przynieść sprzeczne wyniki.

    "Ze względu na tak znaczącą zmienność oceanu potrzebowaliśmy danych z co najmniej 25 lat, aby rzeczywiście zobaczyć skutek akumulacji dwutlenku węgla w atmosferze" - zauważa Galen McKinley. "To ogromny problem w wielu obszarach klimatologii: co uznać za naturalną zmienność, a co za zmianę klimatu?"

    Pracując z danymi obejmującymi niemal trzy dekady, naukowcy byli w stanie przebić się przez zmienność i zidentyfikować podstawowe trendy w obiegu dwutlenku węgla (CO2) w wodach powierzchniowych na całym Północnym Atlantyku.

    W ciągu ostatnich 30 lat, wraz ze znaczącym wzrostem poziomu atmosferycznego dwutlenku węgla, wzrosła ilość rozpuszczonego dwutlenku węgla w wodzie morskiej. Gazy równoważą się na granicy powietrze-woda w zależności od ilości dwutlenku węgla w atmosferze i zdolności oceanu do zatrzymania go, która z kolei określana jest przez właściwości chemiczne wody. Naukowcy odkryli, że rosnące temperatury spowalniają absorpcję dwutlenku węgla na dużym obszarze subtropikalnego Północnego Atlantyku. Zdolność oceanu do zatrzymywania dwutlenku węgla spada wraz z ogrzewaniem się, bowiem cieplejsza woda nie jest już w stanie uwięzić takich ilości dwutlenku węgla.

    W analizach oddziaływania zwiększającej się ilości atmosferycznego dwutlenku węgla na zdolność absorpcyjną oceanu wielu naukowców poszukiwało oznak szybszego wzrostu ilości dwutlenku węgla w oceanie niż w atmosferze. Galen McKinley wyjaśnia, że uzyskane wyniki wskazują na możliwość osłabnięcia mocy pochłaniacza oceanicznego bez tego sygnału ostrzegawczego.

    "Bardziej prawdopodobne jest to, że zaobserwujemy utrzymanie równowagi przez ocean, który nie będzie już musiał pobierać w tym celu tak dużych ilości dwutlenku węgla, ponieważ będzie się stawać coraz cieplejszy. Obserwujemy już to zjawisko w subtropikalnym ruchu wirowym Północnego Atlantyku i jest to pierwszy dowód na tłumienie przez klimat zdolności oceanu do pobierania dwutlenku węgla z atmosfery."

    Zespół ma teraz nadzieję, że inne oceany staną się również przedmiotem tego typu analizy.

    Projekt CARBOOCEAN, realizowany w latach 2005 - 2009, miał na celu szczegółową ocenę morskich źródeł węgla i jego pochłaniaczy oraz wyjaśnienie istniejących niewiadomych dotyczących kwantyfikacji rocznych przepływów netto CO2 między powietrzem a morzem o współczynnik dwa w przypadku oceanów i o współczynnik cztery w przypadku Oceanu Atlantyckiego. Głównym celem rozmaitych badań prowadzonych przez konsorcjum złożone z 35 partnerów były prognozy dalszego rozwoju sytuacji na oceanach.

    Podstawowe rodzaje badań wykorzystane przez konsorcjum to szczegółowe obserwacje na dużą skalę, badania procesu i zaawansowane modele komputerowe koncentrujące się na wszystkich ilościowo istotnych aspektach problemu.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Równoważnik dwutlenku węgla (CO2e lub CDE) (Carbon dioxide equivalent) – to dwie, związane ze sobą lecz różne jednostki służące do opisywania globalnego ocieplenia, które może być spowodowane przez dany gaz cieplarniany, wykorzystujące równoważną ilość lub stężenie dwutlenku węgla jako poziomu odniesienia. Klatrat dwutlenku węgla jest to hydrat - związek dwutlenku węgla z wodą, mający krystaliczną budowę CO2·nH2O. Cząsteczki dwutlenku węgla są uwięzione w sieci krystalicznej lodu. Struktura taka pozostaje stabilna w warunkach wysokiego ciśnienia (ponad 1 MPa w temperaturze 0 °C). Krzywa Keelinga – wykres pokazujący zmiany stężenia dwutlenku węgla w atmosferze od 1958 roku, kiedy to Charles David Keeling z Instytutu Oceanografii imienia Scripps jako pierwszy zaobserwował zmiany stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla (CO2) w obserwatorium na szczycie wulkanu Mauna Loa na Hawajach.

    Woda opadowa (potocznie: deszczówka) – woda, która powstaje przez kondensację pary wodnej w atmosferze i spada na powierzchnię Ziemi w postaci opadów atmosferycznych (deszczu, śniegu, gradu). Jej skład zależy od czystości powietrza, które napotyka podczas opadania; charakteryzuje się dużą zawartością gazów (tlenu, azotu, dwutlenku węgla) i może zawierać sadzę, pyłki roślinne, pył przemysłowy, mikroorganizmy, a także pewne ilości soli mineralnych. Ze względu na zawartość rozpuszczonego dwutlenku węgla pH wody opadowej wynosi około 6 (odczyn kwaśny). Niektóre gazowe zanieczyszczenia (dwutlenek siarki, siarkowodór, tlenek azotu) obniżają to pH jeszcze bardziej, powodując zjawisko kwaśnych deszczów. Woda opadowa nie nadaje się do picia, natomiast może być przydatna po zebraniu w kanalizacji do celów gospodarczych i przemysłowych. Hipokapnia, hipokarbia (hypocapnia, hypocarbia) – stan obniżonego ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla (pCO2) we krwi poniżej normy. Wywołana jest podczas hiperwentylacji przy zwiększonym wydalaniu dwutlenku węgla przez płuca. Stan taki powoduje tzw. "mroczki" przed oczyma, występują zawroty głowy, szum w uszach, osłabienie mięśniowe. Hipokapnia może prowadzić do okresowego bezdechu, odruchowego niedokrwienia mózgu oraz do alkalozy.

    Koszulka Auera (siatka Auera) – siatka z dwutlenku toru ThO2 (99%) i dwutlenku ceru CeO2 (1%), rozżarzająca się w płomieniu gazowo-powietrznym do wysokiej temperatury i wysyłająca silny strumień białego światła. Stosowana jako żarnik w lampach gazowych, przyczyniła się do rozpowszechnienia oświetlenia gazowego w XIX wieku. Wynaleziona przez Carla Auera von Welsbacha. Chemosynteza – starszy ewolucyjnie od fotosyntezy i mniej od niej skomplikowany sposób autotrofizmu. Przeprowadzają go organizmy nazywane chemoautotrofami, wyłącznie bakterie, których źródłem energii do asymilacji dwutlenku węgla (CO2) są reakcje utlenienia prostszych związków nieorganicznych lub metanu. Pełni ona bardzo ważną rolę w obiegach pierwiastków ważnych biologicznie (azotu, węgla, fosforu). Asymilacja dwutlenku węgla rozpoczyna się od karboksylacji rybulozo-1,5-bisfosforanu.

    IGCC (ang. integrated gasification combined cycle) - technologia bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa lub też kompleks zgazowania pozostałości rafineryjnych - jest to technologia umożliwiająca budowanie elektrowni, o znacznie większej sprawności - 45-55 %, w porównaniu do konwencjonalnych elektrowni węglowych, dla których sprawność wynosi 25-35 %. Dodatkowo, elektrownie IGCC są o wiele bardziej ekologiczne - zużycie wody ok. połowy w porównaniu do konwencjonalnych technologii, emisja NOX, dwutlenku siarki i dwutlenku węgla spełnia wszelkie normy EU, a stosunek związania węgla sięga nawet 99,7 %. Sztuczna fotosynteza – pojęcie, które ogólnie obejmuje "skopiowanie" naturalnego procesu fotosyntezy, a także związane z tym badania, w celu otrzymania wysokoenergetycznych związków chemicznych z dwutlenku węgla i wody przy udziale energii słonecznej, czasami także pod pojęciem tym rozumiany jest rozkład wody na wodór i tlen za pomocą energii słonecznej. Termin dotyczy także starań naukowców, aby otrzymać z dwutlenku węgla i wody w reakcji sztucznej fotosyntezy płynne paliwo. Dla zapoczątkowania reakcji sztucznej fotosyntezy konieczne jest dostarczenie energii z zewnątrz, np. odnawialnej energii słonecznej lub energii wiatru.

    Globalne ocieplenie – wielkie oszustwo (ang. The Great Global Warming Swindle) – brytyjski film dokumentalny w reżyserii Martina Durkina. Film przedstawia argumenty przeciwko konsensusowi naukowemu na temat antropogenicznego wpływu na klimat ziemi, zwłaszcza wzrostu dwutlenku węgla w atmosferze.

    Kwaśne opady to opady, głównie deszczowe, o kwaśnym odczynie (pH do ok. 4–4,5), powstające w wyniku pochłaniania przez kropelki wody gazowych zanieczyszczeń powietrza tworzących z nią kwasy (tzw. bezwodników kwasowych), głównie dwutlenku siarki (SO2). Przyczyną występowania kwaśnych opadów jest reakcja chemiczna, która zachodzi w atmosferze. W jej wyniku dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx) i para wodna (H2O) tworzą kwasy: siarkowy i azotowy. Opadając na ziemię – nie tylko w postaci deszczów, ale także jako śniegi i mgły – powodują one zakwaszenie gleb, niszczą faunę i florę, przyspieszają korozję metalowych konstrukcji urządzeń i budowli. Na kwaśne opady najbardziej narażone są obszary leżące w sąsiedztwie źródeł zwiększonej emisji SO2 i NOx. Dotyczy to zwłaszcza rejonów elektrowni i elektrociepłowni opalanych zasiarczonym paliwem – węglem kamiennym i brunatnym. Często jednak opady te, niesione wiatrami, trafiają na obszary odległe od źródeł zanieczyszczeń atmosfery. Dlatego przeciwdziałanie kwaśnym deszczom stanowi problem międzynarodowy.

    Dodano: 13.07.2011. 17:17  


    Najnowsze