10 पैकी पृष्ठ 8
अलीकडे, हवेतील कार्बन डाय ऑक्साईडच्या एकाग्रतेत वाढ झाली आहे, ज्यामुळे पृथ्वीच्या हवामानात बदल होत आहेत.
वातावरणात कार्बन (C) प्रामुख्याने कार्बन डायऑक्साइड (CO 2) आणि मिथेन (CH 4), कार्बन मोनॉक्साईड आणि इतर हायड्रोकार्बन्सच्या स्वरूपात अल्प प्रमाणात आढळतो.
पृथ्वीच्या वातावरणातील वायूंसाठी, "गॅस लाइफटाइम" ही संकल्पना वापरली जाते. ही अशी वेळ आहे ज्या दरम्यान गॅस पूर्णपणे नूतनीकरण केले जाते, म्हणजे. वातावरणात जितका वायू आहे तितका प्रवेश होण्यासाठी लागणारा वेळ. तर, कार्बन डायऑक्साइडसाठी ही वेळ 3-5 वर्षे आहे, मिथेनसाठी - 10-14 वर्षे. CO काही महिन्यांत CO 2 मध्ये ऑक्सिडाइझ होते.
बायोस्फियरमध्ये, कार्बनचे महत्त्व खूप जास्त आहे, कारण तो सर्व सजीवांचा भाग आहे. सजीवांच्या आत, कार्बन कमी स्वरूपात आणि बायोस्फियरच्या बाहेर ऑक्सिडाइज्ड स्वरूपात असतो. अशा प्रकारे, जीवन चक्राची रासायनिक देवाणघेवाण तयार होते: CO 2 ↔ सजीव पदार्थ.
कार्बन डायऑक्साइडचा प्राथमिक स्त्रोत ज्वालामुखी आहेत, ज्याच्या उद्रेकादरम्यान वातावरणात मोठ्या प्रमाणात वायू बाहेर पडतात. या कार्बन डाय ऑक्साईडचा काही भाग विविध रूपांतरित झोनमधील प्राचीन चुनखडीच्या थर्मल विघटनामुळे उद्भवतो.
कार्बनिक अवशेषांच्या अनॅरोबिक विघटनामुळे मिथेनच्या रूपात पृथ्वीच्या वातावरणातही कार्बन प्रवेश करतो. ऑक्सिजनच्या प्रभावाखाली मिथेनचे त्वरीत कार्बन डाय ऑक्साईडमध्ये ऑक्सीकरण होते. वातावरणाला मिथेनचा मुख्य पुरवठा करणारे उष्णकटिबंधीय जंगले आणि दलदल आहेत.
CO 2 चे स्थलांतर दोन प्रकारे होते:
- पहिल्या पद्धतीत, CO 2 प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान पृथ्वीच्या वातावरणातून शोषले जाते आणि खनिजांच्या स्वरूपात पृथ्वीच्या कवचमध्ये दफन करून सेंद्रिय पदार्थांच्या निर्मितीमध्ये भाग घेते: पीट, तेल, तेल शेल.
- दुस-या पद्धतीत, हायड्रोस्फियरमध्ये कार्बोनेटच्या निर्मितीमध्ये कार्बनचा सहभाग असतो. CO 2 H 2 CO 3, HCO 3 -1, CO 3 -2 मध्ये जातो. मग, कॅल्शियम (कमी वेळा मॅग्नेशियम आणि लोह) च्या सहभागाने, कार्बोनेटचा वर्षाव बायोजेनिक आणि अबोजेनिक पद्धतीने होतो. चुनखडी आणि डोलोमाइट्सचे जाड थर दिसतात. त्यानुसार ए.बी. रोनोव्ह, जीवमंडलाच्या इतिहासात सेंद्रिय कार्बन (Corg) आणि कार्बोनेट कार्बन (Ccarb) यांचे गुणोत्तर 1:4 होते.
पृथ्वीच्या वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईड हिरव्या वनस्पतींद्वारे प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेद्वारे काढला जातो, जो ऊर्जा वापरून रंगद्रव्य क्लोरोफिलद्वारे चालविला जातो. सौर विकिरण. वनस्पती वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे कर्बोदकांमधे आणि ऑक्सिजनमध्ये रूपांतर करतात. कार्बोहायड्रेट्स वनस्पतींच्या सेंद्रिय संयुगेच्या निर्मितीमध्ये गुंतलेले असतात आणि ऑक्सिजन पुन्हा वातावरणात सोडला जातो.
त्याच्या एकूण वस्तुमानाचा फारच लहान भाग कार्बनच्या सक्रिय चक्रात गुंतलेला असतो. जीवाश्म चुनखडी आणि इतर खडकांच्या रूपात मोठ्या प्रमाणात कार्बनिक ऍसिडचे संरक्षण केले जाते. पृथ्वीच्या वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईड आणि महासागराचे पाणी यांच्यामध्ये, यामधून, एक हालचाल समतोल आहे.
उच्च पुनरुत्पादन दरामुळे, वनस्पती जीव (विशेषत: कमी सूक्ष्मजीव आणि सागरी फायटोप्लँक्टन) कार्बनिक पदार्थाच्या रूपात दरवर्षी सुमारे 1.5-10 11 टन कार्बन तयार करतात, जे 5.86-10 20 जे (1.4-10 20 कॅल) शी संबंधित असतात. उर्जेचा
वनस्पती अंशतः प्राण्यांद्वारे खाल्ले जातात, ज्याच्या मृत्यूदरम्यान सेंद्रिय पदार्थ सॅप्रोपेल, बुरशी, पीटच्या स्वरूपात जमा केले जातात, ज्यामुळे इतर अनेक कॅस्टोबायोलिथ्स - कोळसा, तेल, ज्वलनशील वायूंचा जन्म होतो.
सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनाच्या प्रक्रियेत, त्यांचे खनिजीकरण, जीवाणू (उदाहरणार्थ, पुट्रेफॅक्टिव्ह), तसेच अनेक बुरशी (उदाहरणार्थ, साचे) मोठी भूमिका बजावतात.
कार्बनचे मुख्य साठे पृथ्वीच्या गाळाच्या खडकांमध्ये (प्रामुख्याने कार्बोनेटच्या रचनेत) बांधलेल्या अवस्थेत आहेत, एक महत्त्वपूर्ण भाग महासागराच्या पाण्यात विरघळला आहे आणि तुलनेने लहान भाग हवेत आहे.
पृथ्वीच्या लिथोस्फियर, हायड्रोस्फियर आणि वातावरणातील कार्बनचे प्रमाण, अद्ययावत गणनानुसार, 28570: 57: 1 आहे.
कार्बन डायऑक्साइड पृथ्वीच्या वातावरणात सोडला जातो:
- सजीवांच्या श्वासोच्छवासाच्या प्रक्रियेत आणि त्यांच्या मृतदेहांचे विघटन, कार्बोनेटचा क्षय, किण्वन, क्षय आणि ज्वलन प्रक्रिया;
- हिरवीगार झाडे, दिवसा प्रकाशसंश्लेषणाच्या प्रक्रियेत वातावरणातून कार्बन डायऑक्साइड शोषून घेतात, रात्री त्यातील काही परत येतात;
- ज्वालामुखीच्या क्रियाकलापांच्या परिणामी, ज्या वायूंमध्ये प्रामुख्याने कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्याची वाफ असते. आधुनिक ज्वालामुखीमुळे दरवर्षी सरासरी 2 10 8 टन CO 2 बाहेर पडतो, जे मानववंशजन्य पदार्थाच्या 1% पेक्षा कमी आहे. उत्सर्जन (मानवी क्रियाकलापांमधून);
- औद्योगिक मानवी क्रियाकलापांच्या परिणामी, ज्याने अलिकडच्या वर्षांत कार्बन सायकलमध्ये एक विशेष स्थान घेतले आहे. जीवाश्म इंधनाच्या मोठ्या प्रमाणात जाळण्यामुळे वातावरणातील कार्बनचे प्रमाण वाढते, कारण मानवजातीद्वारे उत्पादित केलेल्या कार्बन डायऑक्साइडपैकी केवळ 57% ही वनस्पतींद्वारे प्रक्रिया केली जाते आणि हायड्रोस्फियरद्वारे शोषली जाते. मोठ्या प्रमाणावर जंगलतोडीमुळे हवेतील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वाढते.
हा लेख होता पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड. " पुढे वाचा: « पृथ्वीच्या वातावरणाच्या रचनेत आर्गॉन - वातावरणातील सामग्री 1% आहे.«
कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, सॅन दिएगो येथील स्क्रिप्स इन्स्टिट्यूट ऑफ ओशनोग्राफी येथील संशोधकनोंदवले यूएसए टुडे पृथ्वीच्या वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडचे प्रमाण गेल्या 800,000 वर्षांतील सर्वोच्च पातळीवर पोहोचले आहे. आता ते ४१० पीपीएम (भाग प्रति दशलक्ष) आहे. याचा अर्थ असा की हवेच्या प्रत्येक क्यूबिक मीटरमध्ये कार्बन डायऑक्साइड 410 मिली.
कार्बन डाय ऑक्साईड, किंवा कार्बन डायऑक्साइड, आपल्या ग्रहाच्या वातावरणात एक महत्त्वपूर्ण कार्य करते: ते सूर्यापासून किरणोत्सर्गाचा काही भाग जातो, ज्यामुळे पृथ्वी गरम होते. तथापि, वायू ग्रहाद्वारे उत्सर्जित होणारी उष्णता देखील शोषून घेत असल्याने, हरितगृह परिणामास हातभार लावतो. ग्लोबल वॉर्मिंगचा हा मुख्य घटक मानला जातो.
वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडच्या सामग्रीमध्ये सतत वाढ औद्योगिक क्रांतीपासून सुरू झाली. त्यापूर्वी, एकाग्रता कधीही 300 पीपीएमपेक्षा जास्त नव्हती. या वर्षाच्या एप्रिलमध्ये, गेल्या 800 हजार वर्षांतील सर्वोच्च सरासरी चिन्ह सेट केले गेले. एप्रिल 2017 मध्ये हवाई येथील एअर क्वालिटी मॉनिटरिंग स्टेशनवर प्रथमच 410 पीपीएमचा आकडा नोंदवण्यात आला होता, परंतु तेव्हा तो सामान्यपेक्षा बाहेर होता. एप्रिल 2018 मध्ये, हा अंक संपूर्ण महिन्यासाठी सरासरी ठरला. स्क्रिप्स संस्थेच्या संशोधकांच्या निरीक्षणाच्या सुरुवातीपासून कार्बन डाय ऑक्साईडचे प्रमाण 30% ने वाढले आहे.
स्क्रिप्स संस्थेचे शास्त्रज्ञ राल्फ कीलिंग, CO2 संशोधन कार्यक्रमाचे प्रमुख, मानतात की आपण सतत इंधन जाळत असल्यामुळे कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वातावरणात वाढत आहे. तेल, वायू आणि कोळशाच्या प्रक्रियेमुळे वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड आणि मिथेनसारखे हरितगृह वायू बाहेर पडतात. वायूंमुळे गेल्या शतकात पृथ्वीचे तापमान अशा पातळीपर्यंत वाढले आहे जे नैसर्गिक परिवर्तनशीलतेद्वारे स्पष्ट केले जाऊ शकत नाही. हे बर्याच काळापासून ज्ञात तथ्य आहे, परंतु कोणीही परिस्थिती सुधारण्यासाठी पावले उचलत नाही.
या बदल्यात, जागतिक हवामान संघटनेने म्हटले आहे की हरितगृह वायूंच्या वाढीमुळे हवामान बदलास हातभार लागतो आणि "ग्रह भविष्यातील पिढ्यांसाठी अधिक धोकादायक आणि असुरक्षित बनतो." जागतिक स्तरावर या समस्येकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे आणि शक्य तितक्या लवकर केले पाहिजे.
तुम्हाला त्रुटी आढळल्यास, कृपया मजकूराचा तुकडा हायलाइट करा आणि क्लिक करा Ctrl+Enter.
मानवी क्रियाकलाप आधीच इतक्या प्रमाणात पोहोचला आहे की पृथ्वीच्या वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडची एकूण सामग्री जास्तीत जास्त परवानगीयोग्य मूल्यांपर्यंत पोहोचली आहे. नैसर्गिक प्रणाली - जमीन, वातावरण, महासागर - विनाशकारी प्रभावाखाली आहेत.
उदाहरणार्थ, यामध्ये फ्लोरोक्लोरोहायड्रोकार्बन्सचा समावेश होतो. ही वायू अशुद्धता सौर विकिरण उत्सर्जित करतात आणि शोषून घेतात, ज्यामुळे ग्रहाच्या हवामानावर परिणाम होतो. एकत्रितपणे, CO 2, इतर वायूयुक्त संयुगे जे वातावरणात संपतात, त्यांना हरितगृह वायू म्हणतात.
त्यांनी चेतावणी दिली की जळलेल्या इंधनाच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे पृथ्वीच्या किरणोत्सर्ग संतुलनाचे उल्लंघन होऊ शकते.
आज, जेव्हा इंधन जाळले जाते तेव्हा अधिक कार्बन डाय ऑक्साईड वातावरणात प्रवेश करतो, तसेच जंगलतोड आणि शेतजमिनीतील वाढीमुळे निसर्गात होणाऱ्या बदलांमुळे.
वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईड वाढल्याने हरितगृह परिणाम होतो. जर कार्बन मोनॉक्साईड (IV) शॉर्ट-वेव्ह सौर किरणोत्सर्गाच्या वेळी पारदर्शक असेल, तर ते दीर्घ-लहरी किरणोत्सर्ग शोषून घेते, सर्व दिशांनी उत्सर्जित होणारी ऊर्जा. परिणामी, वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडची सामग्री लक्षणीय वाढते, पृथ्वीची पृष्ठभाग गरम होते आणि वातावरणाचे खालचे स्तर गरम होतात. कार्बन डाय ऑक्साईडच्या प्रमाणात नंतरच्या वाढीसह, जागतिक हवामान बदल शक्य आहे.
त्यामुळेच पृथ्वीच्या वातावरणातील एकूण कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण सांगणे महत्त्वाचे आहे.
त्यापैकी औद्योगिक उत्सर्जन आहेत. मानववंशीय उत्सर्जनामुळे वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण वाढत आहे. आर्थिक वाढ थेट जळलेल्या नैसर्गिक संसाधनांच्या प्रमाणावर अवलंबून असते, कारण बरेच उद्योग ऊर्जा-केंद्रित उपक्रम आहेत.
सांख्यिकीय अभ्यासाचे परिणाम सूचित करतात की गेल्या शतकाच्या अखेरीपासून अनेक देशांमध्ये विजेच्या किमतींमध्ये लक्षणीय वाढीसह विशिष्ट ऊर्जा खर्चात घट झाली आहे.
तांत्रिक प्रक्रियेचे आधुनिकीकरण, वाहने, उत्पादन कार्यशाळेच्या बांधकामात नवीन तंत्रज्ञानाचा वापर करून त्याचा प्रभावी वापर केला जातो. काही विकसित औद्योगिक देश प्रक्रिया आणि कच्च्या मालाच्या उद्योगांच्या विकासापासून अंतिम उत्पादनाच्या निर्मितीमध्ये गुंतलेल्या क्षेत्रांच्या विकासाकडे गेले आहेत.
गंभीर औद्योगिक पाया असलेल्या मोठ्या महानगरीय भागात, वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईड उत्सर्जन लक्षणीयरीत्या जास्त आहे, कारण CO 2 हे सहसा अशा उद्योगांचे उप-उत्पादन असते ज्यांचे क्रियाकलाप शिक्षण आणि औषधांच्या गरजा पूर्ण करतात.
विकसनशील देशांमध्ये, प्रति 1 रहिवासी उच्च-गुणवत्तेच्या इंधनाच्या वापरामध्ये लक्षणीय वाढ हा उच्च जीवनमानाच्या संक्रमणाचा एक प्रमुख घटक मानला जातो. जळलेल्या इंधनाचे प्रमाण न वाढवता सतत आर्थिक वाढ आणि सुधारित राहणीमान शक्य आहे ही कल्पना पुढे मांडली जात आहे.
प्रदेशानुसार, वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण 10 ते 35% पर्यंत असते.
चला या वस्तुस्थितीपासून सुरुवात करूया की ऊर्जा केवळ ती मिळविण्यासाठी तयार केली जात नाही. विकसित औद्योगिक देशांमध्ये, त्याचा बहुतेक वापर उद्योगात, इमारती गरम करण्यासाठी आणि थंड करण्यासाठी आणि वाहतुकीसाठी केला जातो. प्रमुख संशोधन केंद्रांद्वारे केलेल्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की ऊर्जा-बचत तंत्रज्ञानाचा वापर केल्याने पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जनात लक्षणीय घट होऊ शकते.
उदाहरणार्थ, शास्त्रज्ञ हे मोजू शकले की जर युनायटेड स्टेट्सने ग्राहकोपयोगी वस्तूंच्या उत्पादनात कमी ऊर्जा-केंद्रित तंत्रज्ञानावर स्विच केले तर यामुळे वातावरणात प्रवेश करणार्या कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण 25% कमी होईल. जागतिक स्तरावर, यामुळे हरितगृह परिणामाची समस्या 7% कमी होईल.
पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जनाच्या समस्येचे विश्लेषण करताना, आम्ही लक्षात घेतो की कार्बन, जो त्याचा भाग आहे, जैविक जीवांच्या अस्तित्वासाठी आवश्यक आहे. जटिल कार्बन साखळी (सहसंयोजक बंध) तयार करण्याच्या क्षमतेमुळे जीवनासाठी आवश्यक प्रोटीन रेणू दिसतात. बायोजेनिक कार्बन सायकल ही एक जटिल प्रक्रिया आहे, कारण त्यात केवळ सजीवांचे कार्यच नाही तर वेगवेगळ्या कार्बन जलाशयांमध्ये तसेच त्यांच्यामध्ये अकार्बनिक संयुगेचे हस्तांतरण देखील समाविष्ट आहे.
यामध्ये वातावरण, महाद्वीपीय वस्तुमान, मातीसह, तसेच हायड्रोस्फियर, लिथोस्फियर यांचा समावेश होतो. गेल्या दोन शतकांमध्ये, बायोस्फियर-वातावरण-हायड्रोस्फियर सिस्टममध्ये कार्बन फ्लक्समधील बदल दिसून आले आहेत, ज्याची तीव्रता या घटकाच्या हस्तांतरणाच्या भौगोलिक प्रक्रियेच्या दरापेक्षा लक्षणीय आहे. म्हणूनच मातीसह व्यवस्थेतील नातेसंबंधांचा विचार करून स्वत:ला बंदिस्त करणे आवश्यक आहे.
गेल्या शतकाच्या मध्यापासून पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईडची परिमाणात्मक सामग्री निश्चित करण्यासंबंधी गंभीर अभ्यास सुरू झाला. अशा गणनेतील अग्रणी किलिंग होता, जो प्रसिद्ध मौना लोआ वेधशाळेत काम करतो.
निरीक्षणांच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले आहे की वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडच्या एकाग्रतेतील बदल प्रकाशसंश्लेषण चक्र, जमिनीवरील वनस्पतींचा नाश तसेच समुद्रातील वार्षिक तापमान बदलांवर परिणाम करतात. प्रयोगांदरम्यान, हे शोधणे शक्य झाले की उत्तर गोलार्धात कार्बन डाय ऑक्साईडची परिमाणात्मक सामग्री लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. शास्त्रज्ञांनी असे सुचवले आहे की बहुतेक मानववंशीय उत्पन्न या गोलार्धावर येते या वस्तुस्थितीमुळे असे होते.
विश्लेषणासाठी, ते विशेष पद्धतींशिवाय घेतले गेले; याव्यतिरिक्त, गणनांच्या सापेक्ष आणि परिपूर्ण त्रुटी विचारात घेतल्या गेल्या नाहीत. हिमनद्याच्या कोरमध्ये असलेल्या हवेच्या बुडबुड्यांचे विश्लेषण केल्याबद्दल धन्यवाद, संशोधक 1750-1960 च्या श्रेणीतील पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डायऑक्साइडच्या सामग्रीवर डेटा स्थापित करण्यात सक्षम झाले.
गेल्या शतकांमध्ये, महाद्वीपीय परिसंस्थांमध्ये महत्त्वपूर्ण बदल झाले आहेत, त्याचे कारण म्हणजे मानववंशीय प्रभावात वाढ. आपल्या ग्रहाच्या वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईडच्या परिमाणात्मक सामग्रीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, हरितगृह प्रभाव वाढतो, ज्यामुळे सजीवांच्या अस्तित्वावर नकारात्मक परिणाम होतो. म्हणूनच ऊर्जा-बचत तंत्रज्ञानावर स्विच करणे महत्वाचे आहे जे वातावरणात CO 2 उत्सर्जन कमी करण्यास अनुमती देतात.
रासायनिक रचना
ज्वालामुखीच्या उद्रेकादरम्यान वायू बाहेर पडल्यामुळे पृथ्वीचे वातावरण निर्माण झाले. महासागर आणि बायोस्फियरच्या आगमनाने, माती आणि दलदलीतील पाणी, वनस्पती, प्राणी आणि त्यांच्या विघटन उत्पादनांसह गॅस एक्सचेंजमुळे देखील ते तयार झाले.
सध्या, पृथ्वीच्या वातावरणात प्रामुख्याने वायू आणि विविध अशुद्धता (धूळ, पाण्याचे थेंब, बर्फाचे स्फटिक, समुद्री क्षार, ज्वलन उत्पादने) असतात.
पाणी (H 2 O) आणि कार्बन डायऑक्साइड (CO 2) वगळता वातावरणातील वायूंचे प्रमाण जवळजवळ स्थिर असते.
टेबलमध्ये दर्शविलेल्या वायूंव्यतिरिक्त, वातावरणात SO 2, NH 3, CO, ओझोन, हायड्रोकार्बन्स, HCl, HF, Hg वाष्प, I 2, तसेच NO आणि इतर अनेक वायू कमी प्रमाणात आहेत. ट्रॉपोस्फियरमध्ये सतत मोठ्या प्रमाणात निलंबित घन आणि द्रव कण (एरोसोल) असतात.
पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डायऑक्साइड, 2011 नुसार, 392 ppm किंवा 0.0392% च्या प्रमाणात सादर केले जाते. कार्बन डायऑक्साइडची भूमिका ( CO 2, डायऑक्साइडकिंवा कार्बन डाय ऑक्साइड) बायोस्फियरच्या जीवनात प्रामुख्याने प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रिया राखणे समाविष्ट असते, जी वनस्पतींद्वारे चालविली जाते. हरितगृह वायू असल्याने, हवेतील कार्बन डायऑक्साइड ग्रहाच्या आसपासच्या जागेसह ग्रहाच्या उष्णतेच्या देवाणघेवाणीवर परिणाम करते, अनेक फ्रिक्वेन्सींवर पुन: विकिरणित उष्णता प्रभावीपणे अवरोधित करते आणि अशा प्रकारे ग्रहाच्या हवामानाच्या निर्मितीमध्ये भाग घेते.
इंधन म्हणून जीवाश्म ऊर्जा वाहकांच्या मानवजातीच्या सक्रिय वापराच्या संबंधात, वातावरणातील या वायूच्या एकाग्रतेमध्ये वेगाने वाढ होत आहे. 19व्या शतकाच्या मध्यापासून कार्बन डायऑक्साइडच्या एकाग्रतेवर मानववंशीय प्रभाव पहिल्यांदाच नोंदवला गेला आहे. तेव्हापासून, त्याचा वाढीचा दर वाढत आहे आणि 2000 च्या उत्तरार्धात तो 2.20 ± 0.01 पीपीएम/वर्ष, किंवा 1.7% प्रति वर्ष दराने झाला. स्वतंत्र अभ्यासानुसार, वातावरणातील CO 2 ची वर्तमान पातळी गेल्या 800 हजार वर्षांमध्ये आणि शक्यतो, गेल्या 20 दशलक्ष वर्षांमध्ये सर्वाधिक आहे.
हरितगृह परिणामात भूमिका
हवेतील तुलनेने कमी एकाग्रता असूनही, CO 2 हा पृथ्वीच्या वातावरणाचा एक महत्त्वाचा घटक आहे कारण तो 4.26 µm (कंपनात्मक मोड - रेणूचे असममित स्ट्रेचिंग) आणि 14.9 µ9 च्या तरंगलांबीसह विविध तरंगलांबींवर इन्फ्रारेड किरणोत्सर्ग शोषून घेतो आणि पुन्हा विकिरण करतो. (वाकणे चढउतार). ही प्रक्रिया या तरंगलांबींवर अवकाशात पृथ्वीचे किरणोत्सर्ग वगळते किंवा कमी करते, ज्यामुळे हरितगृह परिणाम होतो. वातावरणातील CO 2 च्या एकाग्रतेतील सध्याचा बदल अवशोषण पट्ट्यांवर परिणाम करतो, जेथे पृथ्वीच्या पुन: उत्सर्जन स्पेक्ट्रमवर त्याचा सध्याचा प्रभाव केवळ आंशिक शोषणास कारणीभूत ठरतो.
कार्बन डाय ऑक्साईडच्या हरितगृह गुणधर्मांव्यतिरिक्त, हा हवेपेक्षा जड वायू आहे हे देखील लक्षणीय आहे. हवेचे सरासरी सापेक्ष मोलर वस्तुमान 28.98 g/mol आहे, आणि CO 2 चे मोलर वस्तुमान 44.01 g/mol आहे, कार्बन डाय ऑक्साईडच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे हवेची घनता वाढते आणि त्यानुसार, त्यात बदल होतो. उंचीवर अवलंबून त्याचे दाब प्रोफाइल. हरितगृह परिणामाच्या भौतिक स्वरूपामुळे, वातावरणाच्या गुणधर्मांमध्ये अशा बदलामुळे पृष्ठभागाच्या सरासरी तापमानात वाढ होते.
सर्वसाधारणपणे, 280 पीपीएमच्या पूर्व-औद्योगिक पातळीपासून आधुनिक 392 पीपीएमपर्यंत एकाग्रतेत वाढ ग्रहाच्या पृष्ठभागाच्या प्रति चौरस मीटर 1.8 वॅट्सच्या अतिरिक्त प्रकाशनाच्या समतुल्य आहे. या वायूचा हवामानावर दीर्घकालीन प्रभाव पाडण्याचा अद्वितीय गुणधर्म देखील आहे, जे उत्सर्जन बंद झाल्यानंतर, एक हजार वर्षांपर्यंत मोठ्या प्रमाणात स्थिर राहते. इतर हरितगृह वायू, जसे की मिथेन आणि नायट्रस ऑक्साईड, वातावरणात कमी काळासाठी मुक्त असतात.
कार्बन डायऑक्साइडचे स्त्रोत
वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडच्या नैसर्गिक स्त्रोतांमध्ये ज्वालामुखीचा उद्रेक, हवेतील सेंद्रिय पदार्थांचे ज्वलन आणि प्राणी जगाच्या प्रतिनिधींचे श्वसन (एरोबिक जीव) यांचा समावेश होतो. तसेच, किण्वन प्रक्रिया, सेल्युलर श्वसन आणि हवेतील सेंद्रिय अवशेषांच्या क्षय प्रक्रियेच्या परिणामी काही सूक्ष्मजीवांद्वारे कार्बन डायऑक्साइड तयार होतो. वातावरणात CO 2 उत्सर्जनाच्या मानववंशीय स्त्रोतांमध्ये हे समाविष्ट आहे: उष्णता निर्माण करण्यासाठी जीवाश्म इंधनांचे ज्वलन, वीज निर्माण करणे आणि लोक आणि वस्तूंची वाहतूक करणे. सिमेंटचे उत्पादन आणि भडकून वायूंचा वापर यासारख्या काही औद्योगिक क्रियाकलापांमुळे लक्षणीय CO 2 उत्सर्जन होते.
प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान वनस्पती त्यांना प्राप्त होणारा कार्बन डायऑक्साइड कर्बोदकांमधे रूपांतरित करतात, जे रंगद्रव्य क्लोरोफिलद्वारे चालते, जे सौर किरणोत्सर्गाची ऊर्जा वापरते. परिणामी वायू, ऑक्सिजन, पृथ्वीच्या वातावरणात सोडला जातो आणि हेटेरोट्रॉफिक जीव आणि इतर वनस्पतींद्वारे श्वासोच्छवासासाठी वापरला जातो, त्यामुळे कार्बन चक्र तयार होते.
मानववंशीय उत्सर्जन
प्रोमच्या परिणामी वातावरणात कार्बनचे उत्सर्जन होते. 1800 - 2004 मधील क्रियाकलाप
19व्या शतकाच्या मध्यात औद्योगिक क्रांतीच्या आगमनाने, वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईडच्या मानववंशीय उत्सर्जनात प्रगतीशील वाढ झाली, ज्यामुळे कार्बन चक्रात असंतुलन आणि CO 2 एकाग्रतेत वाढ झाली. सध्या, मानवजातीद्वारे उत्पादित कार्बन डायऑक्साइडपैकी सुमारे 57% वनस्पती आणि महासागरांद्वारे वातावरणातून काढून टाकले जाते. एकूण उत्सर्जित CO 2 आणि वातावरणातील CO 2 च्या प्रमाणात वाढीचे प्रमाण सुमारे 45% स्थिर मूल्य आहे आणि पाच वर्षांच्या कालावधीसह अल्पकालीन चढ-उतार आणि चढ-उतार होतात.
कोळसा, तेल आणि नैसर्गिक वायू यांसारख्या जीवाश्म इंधनांचे जाळणे हे मानववंशीय CO 2 उत्सर्जनाचे मुख्य कारण आहे, जंगलतोड हे दुसरे प्रमुख कारण आहे. 2008 मध्ये, जीवाश्म इंधनाच्या ज्वलनामुळे वातावरणात 8.67 अब्ज टन कार्बन (31.8 अब्ज टन CO 2) सोडला गेला, तर 1990 मध्ये वार्षिक कार्बन उत्सर्जन 6.14 अब्ज टन होते. जमिनीच्या वापरासाठी जंगलांच्या यादीमुळे 2008 मध्ये (1990 मध्ये 1.64 अब्ज टन) 1.2 अब्ज टन कोळशाच्या बरोबरीने वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइडमध्ये वाढ झाली. 18 वर्षांमध्ये एकत्रित वाढ ही वार्षिक नैसर्गिक CO 2 चक्राच्या 3% आहे, जी प्रणालीला शिल्लक बाहेर फेकण्यासाठी आणि CO 2 पातळी वेगाने वाढण्यास कारणीभूत आहे. परिणामी, कार्बन डायऑक्साइड हळूहळू वातावरणात जमा होत गेला आणि 2009 मध्ये त्याची एकाग्रता पूर्व-औद्योगिक मूल्यापेक्षा 39% जास्त होती.
अशा प्रकारे, (2011 पर्यंत) CO 2 चे एकूण मानववंश उत्सर्जन त्याच्या नैसर्गिक वार्षिक चक्राच्या 8% पेक्षा जास्त नसले तरीही, केवळ मानववंशजन्य उत्सर्जनाच्या पातळीमुळेच नव्हे तर स्थिरता देखील आहे. कालांतराने उत्सर्जनाच्या पातळीत वाढ.
गेल्या तीन दशलक्ष वर्षांमध्ये, पृथ्वीने अनेक तालबद्ध चढउतार अनुभवले आहेत, तथाकथित मिलनकोविच चक्रांमध्ये (सर्बियातील खगोलभौतिकशास्त्रज्ञानंतर) हिमयुगात फिरत आहेत. पृथ्वीच्या कक्षेतील मिलनकोविच चक्र आपल्या ग्रहाच्या पृष्ठभागावर आदळणाऱ्या सूर्यप्रकाशाचे कोन आणि प्रमाण बदलतात. परंतु हरितगृह वायूच्या एकाग्रतेतील बदलांच्या वाढीव परिणामासाठी हे हवामान बदल खूपच लहान असतील. हवामानाच्या नोंदी जसे की बर्फाचे तुकडे आम्हाला दाखवतात की या वायूंचे प्रमाण कालांतराने कसे बदलते, कारण त्यात प्राचीन हवेचे फुगे असतात. हरितगृह वायू वातावरणात का प्रवेश करतात आणि त्यातून गायब होतात याची कारणे शोधणे आपल्यावर अवलंबून आहे. उदाहरणार्थ, जेव्हा उष्णतेने हिमनदीच्या कालखंडाला मार्ग दिला तेव्हा सर्व कार्बन डायऑक्साइड वातावरणातून कोठे गायब झाले?
मुख्य संशयित दक्षिण महासागर आहे. कार्बन डाय ऑक्साईडने समृद्ध असलेले पाणी पृष्ठभागावर येते आणि त्याची वातावरणाशी देवाणघेवाण होते. जर हे वायुवीजन मंदावले तर वातावरणातील कार्बन डाय ऑक्साईडची पातळी कमी होईल. अंटार्क्टिकाच्या किनार्‍यावरील कमी दाट पाण्याच्या आच्छादनामुळे खोल पाण्याच्या उत्सर्जनात झालेली घट, उदाहरणार्थ, शेवटच्या हिमनदींदरम्यान सुमारे 100 पीपीएमवरून 40 पीपीएमपर्यंत कार्बन डायऑक्साइड कमी झाल्याचे स्पष्ट करू शकते.
तथापि, अनेक घटक बेहिशेबी राहतात. 1980 च्या उत्तरार्धात, समुद्रशास्त्रज्ञांनी एक कोडे सोडवले. त्यांना महासागराचे क्षेत्र सापडले जेथे नायट्रोजन आणि फॉस्फरस ही अनेक महत्त्वपूर्ण पोषक तत्त्वे आहेत, परंतु प्रकाशसंश्लेषणाची उत्पादकता कमी होती. फायटोप्लँक्टन कशाने ठेवले? लोहाचा मर्यादित पुरवठा.
हवेतील धूलिकणातील लोह कोरड्या प्रदेशातून लांब अंतरापर्यंत वाहून नेले जाऊ शकते; समुद्रात सोडल्यावर ते सागरी फायटोप्लँक्टनच्या वाढीस पोषक ठरते. जॉन एच. मार्टिन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी सुचवले की बर्फयुगात कार्बन डायऑक्साइडचा काही भाग कुठे जातो हे स्पष्ट करते. जर अधिक धूळ आणि लोह महासागरांमध्ये प्रवेश करत असेल, तर जैविक क्रियाकलाप वाढल्याने कार्बन खोल समुद्रात येऊ शकतो.
हिमयुगातील अंटार्क्टिक बर्फाच्या टोप्यांमध्ये मोठ्या प्रमाणात हवेतील धूळ होते, ज्यापैकी बहुतेक दक्षिण अमेरिकेतील पॅटागोनिया येथून आले होते असे मानले जाते. वितळणार्‍या हिमनदीच्या खालून निर्माण होणारा गाळाचा खडक हा धूलिकणाचा एक आदर्श स्रोत आहे. हे पॅटागोनियामध्ये विशेषतः खरे आहे, जेथे वारे जोरदार आहेत आणि हिमयुगात पाऊस विशेषतः उच्चारला गेला होता. येथील हिमनद्या जितके मोठे असतील तितकी दक्षिण महासागरातून वाहणाऱ्या हवेत धूळ जास्त निर्माण होते.
फायटोप्लँक्टनची वाढ, या सर्व लोहाद्वारे "निषेचित", कार्बन डायऑक्साइड वातावरणातून खोल महासागरात हलवेल. कार्बन डाय ऑक्साईड, किंवा त्याचा काही भाग, प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत फायटोप्लँक्टन घेतो, पेशींच्या वाढीसाठी ऊर्जा आणि सामग्री प्राप्त करतो. जेव्हा ते मरते आणि तळाशी बुडते तेव्हा ते कार्बन सोबत घेते.
सिद्धांताची चाचणी घेण्याचे प्रयत्न वर्षानुवर्षे केले गेले आहेत, परंतु परिणाम अस्पष्ट आहेत. ते प्रामुख्याने या वस्तुस्थितीवर अवलंबून होते की फायटोप्लँक्टन कदाचित नायट्रोजन असलेले नायट्रेट रेणू वापरतात ज्यामध्ये 14 अणू (सर्वात सामान्य समस्थानिक) नायट्रोजन-15 नसतात. फायटोप्लँक्टनमध्ये नायट्रोजन-15 ते नायट्रोजन-14 यांचे अचूक प्रमाण किती नायट्रेट उपलब्ध आहे यावर अवलंबून असते, जर कमतरता असेल तर एकतर समस्थानिक वापरला जातो. जर समुद्राचा लोखंडी भुकेलेला भाग हवेतील धुळीने सुपीक झाला असेल तर जास्त नायट्रेट वापरला जाईल आणि एकाग्रता कमी होईल. तर नायट्रोजन समस्थानिक गुणोत्तर (जे गाळात नोंदवले जाऊ शकते) नायट्रेट किती वापरले गेले आहे हे सांगते.
ETH झ्रिच येथे अल्फ्रेडो मार्टिनेझ-गार्सिया यांच्या नेतृत्वाखालील एक नवीन अभ्यास लोह फलन गृहीतकेची आणखी चांगली चाचणी प्रदान करतो. तांत्रिक प्रगतीमुळे संशोधकांना कॅल्शियम कार्बोनेटपासून बनवलेल्या प्लँक्टनच्या शेलमध्ये नायट्रोजन समस्थानिक मोजण्याची परवानगी दिली आहे, ज्याला फोरमिनिफेरा म्हणतात, समुद्रातील गाळाच्या कोरमध्ये. मागील अभ्यासांनी डायटॉम्स किंवा गाळाचेच विश्लेषण केले आहे. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, विश्लेषणात गुंतागुंत करणारे घटक होते, परिणामांचे स्पष्टीकरण गुंतागुंतीचे होते. संशोधकांनी 160,000 वर्षांच्या कालावधीत वाऱ्यापासून प्रकाशसंश्लेषण आणि लोह उत्पादकतेच्या नोंदी देखील काढल्या.
नायट्रोजन समस्थानिक आणि लोह यांच्यातील परस्परसंबंध जोरदार होता. शेवटच्या हिमनदी दरम्यान हवामान थंड झाल्यामुळे लोहाचे प्रमाण वाढले, पॅटागोनियाचा वारा स्त्रोत होता आणि समुद्राच्या पृष्ठभागावरील नायट्रेट्सचे प्रमाण कमी झाल्याचे दिसते. विश्लेषणाने त्या कालावधीत प्रकाशसंश्लेषणाची उच्च पातळी देखील दर्शविली.
डेटा लोहाच्या निषेचनाच्या चांगल्या-परिभाषित प्रभावाकडे निर्देश करतो, ज्यामुळे वातावरणातून अधिक कार्बन खोल समुद्रात जाईल. हीच प्रक्रिया कमी कालावधीत देखील घडली, ज्यामुळे CO 2 मध्ये बदल होण्यास हातभार लागला आणि हवामानातील लहान चढउतार केवळ काही हजार वर्षे टिकले.
यासारख्या नोंदी हवामान प्रणालीच्या इतर भागांमध्ये दक्षिण महासागराची भूमिका स्पष्ट करण्यात मदत करतात जे मिलनकोविच परिभ्रमण चक्रांचे महत्त्वपूर्ण हवामान बदलांमध्ये रूपांतर करतात.
