Anidride carbonica: il gas serra n. 1

Carbonio è un elemento essenziale per tutta la vita sulla terra. È anche l'atomo principale che compone la composizione chimica dei combustibili fossili. Può anche essere trovato sotto forma di anidride carbonica, un gas che svolge un ruolo centrale nel globale cambiamento climatico.

L'anidride carbonica è una molecola composta da tre parti, un atomo di carbonio centrale legato a due atomi di ossigeno. È un gas che costituisce solo circa lo 0,04% della nostra atmosfera, ma è un componente importante del ciclo del carbonio. Le molecole di carbonio sono veri e propri mutaformi, spesso in forma solida, ma cambiano spesso fase dalla CO₂ gas a liquido (come acido carbonico o carbonati) e ritorno a un gas. Gli oceani contengono grandi quantità di carbonio, così come la terra solida: le formazioni rocciose, i suoli e tutti gli esseri viventi contengono carbonio. Il carbonio si muove tra queste diverse forme in una serie di processi indicati come ciclo del carbonio - o più precisamente una serie di cicli che svolgono molteplici ruoli cruciali nel fenomeno del cambiamento climatico globale.

Durante un processo chiamato respirazione cellulare, piante e animali bruciano zuccheri per ottenere energia. Le molecole di zucchero contengono numerosi atomi di carbonio che durante la respirazione vengono rilasciati sotto forma di anidride carbonica. Gli animali espirano anidride carbonica in eccesso quando respirano e le piante lo rilasciano principalmente durante la notte. Quando esposti alla luce solare, le piante e le alghe raccolgono CO₂ dall'aria e lo spoglia del suo atomo di carbonio per usarlo nella costruzione di molecole di zucchero - l'ossigeno lasciato indietro viene rilasciato nell'aria come O₂.

Anche l'anidride carbonica fa parte di un processo molto più lento: il ciclo geologico del carbonio. Ha molti componenti e uno importante è il trasferimento di atomi di carbonio da CO₂ nell'atmosfera ai carbonati disciolti nell'oceano. Una volta lì, gli atomi di carbonio vengono raccolti da piccoli organismi marini (principalmente plancton) che formano conchiglie dure con esso. Dopo che il plancton muore, il guscio di carbonio affonda sul fondo, unendo decine di altri e infine formando roccia calcarea. Milioni di anni dopo quel calcare può emergere in superficie, diventare esposto alle intemperie e rilasciare gli atomi di carbonio.

Il carbone, il petrolio e il gas sono combustibili fossili prodotti dall'accumulo di organismi acquatici che vengono quindi sottoposti ad alta pressione e temperatura. Quando estraiamo questi combustibili fossili e li bruciamo, le molecole di carbonio una volta bloccate nel plancton e nelle alghe vengono rilasciate nell'atmosfera come biossido di carbonio. Se osserviamo un lasso di tempo ragionevole (diciamo, centinaia di migliaia di anni), la concentrazione di CO₂ nell'atmosfera è stato relativamente stabile, i rilasci naturali sono stati compensati dagli importi raccolti da piante e alghe. Tuttavia, poiché abbiamo bruciato combustibili fossili, ogni anno abbiamo aggiunto una quantità netta di carbonio nell'aria.

Nell'atmosfera, l'anidride carbonica contribuisce con altre molecole al effetto serra. L'energia del sole viene riflessa dalla superficie della terra e nel processo si trasforma in una lunghezza d'onda in più facilmente intercettato dai gas serra, intrappolando il calore all'interno dell'atmosfera anziché lasciarlo penetrare spazio. Il contributo dell'anidride carbonica all'effetto serra varia tra il 10 e il 25% a seconda della posizione, immediatamente dietro il vapore acqueo.

La concentrazione di CO₂ nell'atmosfera è variata nel tempo, con alti e bassi significativi vissuti dal pianeta durante i periodi geologici. Se guardiamo agli ultimi millenni, tuttavia, vediamo un forte aumento dell'anidride carbonica che inizia chiaramente con la rivoluzione industriale. Dal momento che pre-1800 stima il CO₂ le concentrazioni sono aumentate di oltre il 42% ai livelli attuali di oltre 400 parti per milione (ppm), trainati dalla combustione di combustibili fossili e dalla bonifica dei terreni.

Quando siamo entrati in un'era definita dall'intensa attività umana, l'Antropocene, abbiamo aggiunto anidride carbonica all'atmosfera oltre le emissioni naturali. Gran parte di questo deriva dalla combustione di carbone, petrolio e gas naturale. L'industria energetica, specialmente attraverso centrali elettriche a carbone, è responsabile di gran parte del mondo emissione di gas a effetto serra - che quota raggiunge il 37% negli Stati Uniti, secondo la protezione ambientale Agenzia. Trasporti, tra cui automobili, camion, treni e navi alimentati a combustibile fossile, arriva al secondo posto con il 31% delle emissioni. Un altro 10% proviene dalla combustione di combustibili fossili per riscaldare case e aziende. Le raffinerie e altre attività industriali rilasciano molto anidride carbonica, guidata da produzione di cemento che è responsabile di una quantità sorprendentemente elevata di CO₂ aggiungendo fino al 5% della produzione totale mondiale.

La bonifica è un'importante fonte di emissioni di anidride carbonica in molte parti del mondo. Bruciare la barra e lasciare i terreni esposti rilascia CO₂. Nei paesi in cui le foreste stanno tornando in qualche modo, come negli Stati Uniti, l'uso del suolo crea un assorbimento netto di carbonio mentre viene mobilitato dagli alberi in crescita.

Riduzione delle emissioni di anidride carbonica può essere fatto regolando la domanda di energia, prendendo decisioni più rispettose dell'ambiente in merito alle proprie esigenze di trasporto e rivalutando le proprie scelte alimentari. Tutti e due la conservazione della natura e l'EPA sono utili calcolatori dell'impronta di carbonio che può aiutarti a identificare dove nel tuo stile di vita puoi fare la differenza.

Oltre a ridurre le emissioni, ci sono azioni che possiamo intraprendere per ridurre le concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio. Il termine sequestro del carbonio significa catturare CO₂ e riporlo in una forma stabile in cui non contribuirà al cambiamento climatico. Come mitigazione del riscaldamento globale le misure includono piantare foreste e iniettando biossido di carbonio in vecchi pozzi o in profondità in formazioni geologiche porose.