Chiuveta de carbon

In cele geostiinte, un rezervor natural este denumit ca un absorbant de carbon ( de asemenea , cunoscut ca un dioxid de carbon chiuvetei sau CO 2 chiuveta ) , care - văzute în scale de timp geologic - temporar absoarbe și stochează carbon . Chiuvetele de carbon fac parte din ciclul carbonului și au avut o importanță deosebită pentru clima pământului încă din cele mai vechi timpuri. În secolul XXI, aceștia atrag o atenție deosebită, deoarece absorb din atmosferă dioxidul de carbon cu efect de seră produs de om (CO 2 ) și astfel pot slăbi efectul de seră . Pe de altă parte, există și riscul ca CO 2 să scape din nou din chiuvete de carbon dacă condițiile cadru se schimbă . Prin urmare, ele joacă un rol important în contextul încălzirii globale .

Chiuvete de carbon importante în biosferă

În biosferă , cea mai mare parte a carbonului este încorporat în compușii organici . Următoarele chiuvete de carbon joacă un rol important:

Ecosistemele terestre

Ecosistemele terestre conțin carbon în compuși organici atât în biomasa lor vie, cât și în humusul solurilor lor . Dacă stocurile de carbon cresc într-un ecosistem (adică suma stocurilor de carbon din biomasă și sol), acest ecosistem este un bazin de carbon.

Prin fotosinteză alegeți plantele (și în cantitate mai mică, unele tipuri de bacterii ) dioxidul de carbon din atmosferă și construiți carbonul în materialul organic a. Unele dintre aceste substanțe organice servesc drept hrană pentru animale și microorganisme . Substanțele organice care nu mai fac parte din ființele vii sunt adăugate în sol ca gunoi și formează humusul acolo. Pe lângă organismele moarte, așternutul include z. B., de asemenea, frunze și ace căzute, exsudate de rădăcină și excremente de la animale. Cea mai mare parte a așternutului este mineralizată după scurt timp de bacterii și ciuperci , carbonul din compușii organici fiind transformat înapoi în dioxid de carbon și eliberat în atmosferă. De asemenea, focul se transformă în carbon organic legat în dioxid de carbon. Pentru ca un ecosistem să servească drept bazin de carbon, trebuie urmărite două obiective: mai multă biomasă și mai mult humus (mai mult gunoi, mai puțină mineralizare).

Forma de utilizare a terenului are o influență semnificativă asupra stocării carbonului în sol . Cu agricultura ecologică , aportul de carbon în sol poate fi crescut, deoarece se poate forma mai multă biomasă rădăcină în comparație cu agricultura convențională . Așa cum arată diagrama de mai jos, mai mult de două ori mai mult carbon este stocat în sol în întreaga lume decât în ​​biomasa vie, deși această diagramă arată doar stocurile de carbon ale contorului superior pentru soluri.

Diagrama ciclului carbonului . Numerele negre indică câte miliarde de tone de carbon (Gt C) există în diferitele rezervoare. Numerele albastre arată cât de mult carbon este schimbat între instalațiile de depozitare individuale pe an.

În ciclul carbonului , carbonul este schimbat între chiuvete de carbon și surse de carbon. Cea mai importantă sursă de carbon este în prezent consumul în continuă creștere de combustibili fosili precum țițeiul , gazul natural sau cărbunele . În plus, procesele de mai sus eliberează carbonul din ecosisteme.

pădure

Pădurile au stocuri mari de carbon, atât în ​​biomasă, cât și în soluri, unde în pădurile de conifere boreale aproape jumătate este reprezentată de rețeaua fungică subterană .

Împădurirea este, prin urmare, foarte eficientă pentru climă, dar numai dacă carbonul legat în acest proces nu poate intra în atmosferă ca dioxid de carbon. Pădurile apropiate de ecuator sunt mai capabile să retragă CO 2 din atmosferă , în timp ce pădurile la latitudini mai mari sunt mai susceptibile de a emite CO 2 în general. În plus, pădurile de conifere boreale au un efect de albedo mai mic decât zonele acoperite de zăpadă, fără păduri. Peste 50% din tot carbonul de la pământ este stocat în pădurile nordice.

Cele mai pădurilor tropicale anterior au fost considerate a fi deosebit de mari rezervoare de carbon. Cu toate acestea, potrivit unui studiu publicat în 2020, acest efect pare să slăbească sau să se inverseze ca urmare a încălzirii globale.

Studiile științifice cu păduri fertilizate cu CO 2 indică faptul că eliberează CO 2 suplimentar prin respirația solului . Un experiment în aer liber realizat de Universitatea din Basel și Institutul Paul Scherrer nu a găsit nicio promovare a creșterii în copacii examinați în ciuda fertilizării cu CO 2 .

Un studiu din martie 2020 realizat de aproximativ 100 de instituții pe o perioadă de 30 de ani arată că capacitatea pădurilor tropicale de a absorbi CO 2 scade din cauza schimbărilor climatice și a defrișărilor . În studiu, oamenii de știință folosesc date și modele pentru a proiecta un declin pe termen lung al chiuvetei africane de CO 2 - 14% până în 2030 - și o schimbare a pădurii tropicale amazoniene într-o sursă de CO 2 - în loc de chiuvetă - de la mijlocul Anii 2030, cum s-a întâmplat în jurul anului 2013 la 32 ~ 15 ani de păduri sezoniere braziliene observate.

Mauri

Chiar și Moore leagă dioxidul de carbon în timp ce cresc. Înainte de sfârșitul acestui secol, acestea se puteau transforma dintr-o chiuvetă de carbon într-o sursă de carbon prin mai multe decojiri sau drenaje, moartea turbării datorită încălzirii și a incendiilor. Cu toate acestea, situația datelor este încă foarte incertă.

Pajiști

Pajiști, deci z. B. stepele și savanele au, de asemenea, un potențial ridicat ca o chiuvetă de carbon. După cum au stabilit oamenii de știință de la Universitatea Lund, dioxidul de carbon legat de activitatea lor fotosintetică anuală corespunde cu aproximativ o treime din emisiile antropice anuale de dioxid de carbon. Există multe incendii în savane, dintre care majoritatea sunt provocate de om. Prin urmare, este deosebit de important să compensați dioxidul de carbon legat de dioxidul de carbon care este eliberat înapoi în atmosferă prin mineralizare sau foc.

Limitarea absorbției de CO 2 din cauza lipsei de nutrienți

Dacă solul nu conține suficiente substanțe nutritive , plantele vor crește mai lent. De asemenea, nu puteți absorbi la fel de mult CO 2 . Acest lucru ar trebui luat în considerare în modelele de calcul pentru absorbția CO 2 a ecosistemelor. Astfel de modele sunt deja disponibile pentru azot și fosfor . Pe termen lung, sunt de așteptat probleme cu aprovizionarea cu fosfor.

Chiuveta de carbon în sistemele acvatice

Oceanele joacă un rol important în ciclul carbonului . Potrivit cercetărilor efectuate de ETH Zurich , oceanele lumii au absorbit din atmosferă un total de 34 gigați (miliarde de tone) de carbon creat de om din atmosferă între 1994 și 2007 . Aceasta corespunde cu aproximativ 31% din producția totală de dioxid de carbon provocată de om în această perioadă. Comparativ cu ultimii 200 de ani, absorbția de CO 2 a crescut proporțional cu creșterea concentrației sale în atmosferă. O saturație a oceanelor cu o reducere a absorbției de CO 2 nu a fost încă stabilită.

Rata de absorbție variază de la o regiune la alta și depinde de schimbul de apă de suprafață cu straturile mai adânci. Aproximativ 40% din aportul are loc în Oceanul de Sud . Motorul pentru transferul CO 2 în apa adâncă este circulația termohalină . Este, de asemenea, cel mai mare factor de incertitudine pentru prezicerea performanțelor viitoare ca o chiuvetă de carbon, deoarece este unul dintre elementele clasice de basculare din sistemul climatic al Pământului.

Depozitarea CO 2 în ocean are prețul său: apa de mare devine din ce în ce mai acidă . Acest efect poate fi demonstrat până la o adâncime de 3000 m. Are efecte negative asupra diverselor ecosisteme .

Litosfera ca depozit de carbon

În timp geologic, cel mai important rezervor de carbon este litosfera , care conține 99,8% din carbonul găsit pe pământ; în principal ca un carbonat ca varul . Din litosferă, nicio cantitate semnificativă de carbon nu revine în ciclul biologic al carbonului.

În scoarța terestră există cantități foarte mari de minerale silicatice adecvate care , pe termen lung, vor elimina permanent cantități mari de CO 2 din atmosferă transformându-le în carbonați . Cu toate acestea, reacțiile chimice corespunzătoare au loc atât de încet încât litosfera nu poate funcționa ca o chiuvetă într-un proces de eliminare a dioxidului de carbon pentru emisiile actuale de dioxid de carbon, cel puțin pe termen scurt sau mediu . O accelerare artificială a acestor procese prin extragerea și zdrobirea silicaților corespunzători, precum și utilizarea acizilor este teoretic posibilă, dar nu este realistă la scară mondială datorită consumului asociat de materiale, energie și peisaj. De exemplu, mai mult de opt tone din ceea ce sunt probabil cele mai potrivite minerale din grupul serpentin ar fi necesare pentru a elimina definitiv o tonă de CO 2 din atmosferă.

Potrivit unei proiecții din 2017 realizată de cercetătorii de la Universitatea Lanzhou , apele endoreice sunt o altă chiuvetă importantă care ar putea stoca cantități de carbon pe o scară ca marea adâncă. Acestea sunt corpuri de apă fără scurgeri în zone aride cu o rată ridicată de evaporare, cum ar fi Marea Aral . Aici, carbonul din compușii minerali este fixat pe termen lung. Se presupune că aproximativ 152 de milioane de tone de carbon sunt retrase din ciclu în acest fel în fiecare an și în întreaga lume.

Vezi si

Link-uri web

Dovezi individuale

  1. ↑ Mai mult carbon radicular în sistemele extinse de cultivare - inventarul de gaze cu efect de seră este optimizat. Agroscop , 7 ianuarie 2021, accesat la 7 ianuarie 2021 .
  2. ↑ Ett hemligt liv. În: Sverige natura. Nr. 4, 2020, pp. 24-28.
  3. ↑ IPCC: IPCC Climate Status Report 2013. 27 septembrie 2013, accesat la 20 iulie 2021 .
  4. ↑ Johannes Winckler, Christian Reick, Julia Pongratz: Diferențe în schimbările de temperatură locale datorate defrișărilor între diferite scenarii. În: Scrisori de cercetare geofizică. 28 aprilie 2017. Adus pe 20 iulie 2021 .
  5. ^ Păduri / păduri primare nordice : Greenpeace Info 1 242 2, Hamburg 01/2008, pdf .
  6. ↑ Wannes Hubau, Simon L. Lewis, Oliver L. Phillips, Kofi Affum-Baffoe, Hans Beeckman: Saturația asincronă a chiuvetei de carbon în pădurile tropicale africane și amazoniene . În: Natura . bandă 579 , nr. 7797 , martie 2020, ISSN  1476-4687 , p. 80-87 , doi : 10.1038 / s41586-020-2035-0 ( nature.com [accesat la 8 martie 2020]).
  7. ↑ DER SPIEGEL: Schimbări climatice: Pădurile tropicale stochează cu până la 30 la sută mai puțin CO2 - DER SPIEGEL - Wissenschaft. Adus la 8 martie 2020 .
  8. ^ AS Allen, JA Andrews, AC Finzi, R. Matamala, DD Richter și WH Schlesinger (1999): Effects of Free Air CO 2 -Errichment (FACE) on Underground Processes in a PINUS TAEDA Forest , în: Ecological Applications, Vol. 10, nr. 2, pp. 437-448, rezumat online
  9. ↑ a b Christian Körner : Copaci de pădure într-o lume bogată în CO 2 (PDF; 39 kB)
  10. ↑ Chiuveta de carbon a pădurilor tropicale slăbește deja rapid (en-us) . În: phys.org . Adus pe 5 aprilie 2020. 
  11. ↑ Pădurile tropicale își pierd capacitatea de a absorbi carbonul, constată studiul . În: The Guardian , 4 martie 2020. Adus pe 5 aprilie 2020. 
  12. ↑ Wannes Hubau, Simon L. Lewis, Oliver L. Phillips, Kofi Affum-Baffoe, Hans Beeckman, Aida Cuní-Sanchez, Armandu K. Daniels, Corneille EN Ewango, Sophie Fauset, Jacques M. Mukinzi, Douglas Sheil, Bonaventure Sonké, Martin JP Sullivan, Terry CH Sunderland, Hermann Taedoumg, Sean C. Thomas, Lee JT White, Katharine A. Abernethy, Stephen Adu-Bredu, Christian A. Amani, Timothy R. Baker, Lindsay F. Banin, Fidèle Baya, Serge K Begne, Amy C. Bennett, Fabrice Benedet, Robert Bitariho, Yannick E. Bocko, Pascal Boeckx, Patrick Boundja, Roel JW Brienen, Terry Brncic: Saturația asincronă a carbonului în pădurile tropicale africane și amazoniene . În: Natura . Vol. 579, nr. 7797 , martie 2020, p. 80–87 , doi : 10.1038 / s41586-020-2035-0 , PMID 32132693 , cod bib : 2020Natur.579 ... 80H (engleză).
  13. ↑ Pădurile braziliene s-au aflat în tranziție de la chiuvete de carbon la surse de carbon (en) . În: phys.org . 
  14. ↑ Vinícius Andrade Maia, Alisson Borges Miranda Santos, Natália de Aguiar-Campos, Cléber Rodrigo de Souza, Matheus Coutinho Freitas de Oliveira, Polyanne Aparecida Coelho, Jean Daniel Morel, Lauana Silva da Costa, Camila Laís Farrapo, Nathalle Cristine Alencar Fagundes, Gabriela Fagundes Gomes Pires de Paula, Paola Ferreira Santos, Fernanda Moreira Gianasi, Wilder Bento da Silva, Fernanda de Oliveira, Diego Teixeira Girardelli, Felipe de Carvalho Araújo, Taynara Andrade Vilela, Rafaella Tavares Pereira, Lidiany Carolina Arantes da Silva, Gisele Cristina de Oliveira Menino, Paulo Oswaldo Garcia, Marco Aurélio Leite Fontes, Rubens Manoel dos Santos: Chiuveta de carbon a pădurilor tropicale sezoniere din sud-estul Braziliei poate fi amenințată . În: Science Advances . 6, nr. 51, iulie, ISSN  2375-2548 , p. Eabd4548. cod bib : 2020SciA .... 6.4548M . doi : 10.1126 / sciadv.abd4548 . PMID 33355136 .
  15. ↑ L. Bergmann, M. Drösler: Importanța mlaștinilor ca scufundări de CO2, 2009
  16. ↑ J. Loisel, AV Gallego-Sala, MJ Amesbury și colab.: Evaluarea de către experți a vulnerabilității viitoare a bazinului de carbon global din turbării . În: Schimbările climatice ale naturii . 2020, doi : 10.1038 / s41558-020-00944-0 .
  17. ↑ sda : Peatlands ar putea elibera miliarde de tone de carbon. În: tierwelt.ch. 7 decembrie 2020, accesat 8 decembrie 2020 .
  18. ↑ sda: Protejați zonele de turbă de incendii. În: schweizerbauer.ch . 8 decembrie 2020, accesat pe 8 decembrie 2020 .
  19. ↑ Viktiga savanner . În: Sveriges Natur , nr. 106 - 415, revista membră a Asociației suedeze pentru conservarea naturii, Stockholm, septembrie 2015, ISSN  0039-6974 , p. 16.
  20. ↑ Dr. Daniel Goll: Lipsa fosforului va reduce viitoarele chiuvete de carbon. Institutul de meteorologie Max Planck, 20 februarie 2013, accesat la 25 aprilie 2021 .
  21. ↑ a b c Michael Keller: Chiuvetă marină destinată CO2 produs de om. ETH Zurich, Stampfenbachstrasse 69, 8092 Zurich (Elveția), 14 martie 2019, accesat la 27 aprilie 2021 .
  22. ^ J. Terhaar, TL Frölicher, F. Joos: Chiuveta antropică de carbon din Oceanul de Sud constrâns de salinitatea suprafeței mării . În: Science Advances . 28 aprilie 2021, doi : 10.1126 / sciadv.abd5964 .
  23. ↑ Incertitudinea cu privire la absorbția de CO2 în Oceanul de Sud înjumătățit. Universitatea din Berna , 28 aprilie 2021, accesat la 2 mai 2021 .
  24. ↑ Yu Li și colab.: Chiuvetă substanțială de carbon anorganic în bazinele de drenaj închise la nivel global . În: Nature Geoscience . Iunie 2017, doi : 10.1038 / ngeo2972 . Raportați acest lucru: Bobby Magill: Bazinele deșertului ar putea deține chiuvete de carbon „lipsă”. În: clima centrală. 20 iunie 2017. Adus 26 iunie 2017 .