Széndioxid megkötés

A legfontosabb üvegházgáz a vízgõzön kívül a széndioxid (CO2). Légköri koncentrációja mind a természetes és az emberi okok miatt az idõk során változott. Ok, az ember által termelt széndioxid nem marad a légkörben, hanem eltárolódik az óceánokban, vagy a szárazföldön a növényekben és a talajokban. Messze a legnagyobb széndioxid tárolók az üledékek, az óceánokban és a szárazföldön egyaránt, és ez fõleg kalcium karbonátban (CaCO3) található. A második legnagyobb tároló a mély óceán, ahol a szén fõleg oldott karbonátként (CO32-) és hidrogén karbonát ionként (HCO3-) fordul elõ. Úgy gondoljuk, hogy a fosszilis üzemanyagok égésébõl származó széndioxid mintegy harmada az óceánokban tárolódik, ahová fizikai és biológiai folyamatokkal lép be.

Fizikai folyamatok

A széndioxid könnyebben oldódik a hideg vízben, mint a meleg vízben. Könnyebben oldódik a tengervízben, mint a tiszta vízben, mert a tengervíz a természeténél fogva tartalmaz karbonát ionokat.

A széndioxid és a karbonátion reakciójaként hidrogén-karbonát képzõdik. Ezen reakció miatt, a tengervízben a szervetlen szén csak 0,5 %-ban fordul elõ széndioxid gázként. Mivel a széndioxid szintje ilyen alacsony a tengervízben, több széndioxid tud belépni a légkörbõl a vízbe (a vegyészek ezt úgy ismerik, mint egy példa a Le Chatelier elvre). Ha a víz a felszínen marad, és felmelegszik, mozgása közben a széndioxid relatíve gyorsan visszakerül a légkörbe. Azonban, ha a víz lesüllyed az óceánban, a széndioxid több mint ezer évig tárolódhat, mielõtt a cirkuláció visszahozná a felszínre. Magas szélességeken a Déli-óceán, valamint az Észak Atlanti óceán Labradori és Északi-tengerének hideg vize lesüllyed a mélybe. Ennek következtében ezek a területek az óceán fõ széndioxid eltávolító területei.

Biológiai folyamatok

Akárcsak a fizikai folyamatokon alapuló kivonódás során, a széndioxidot a fotoszintézis során a fitoplanktonok is felveszik, és növényi anyaggá alakítják át. A szárazföldi növények és a tengeri fitoplanktonok körülbelül ugyanakkora mennyiségû széndioxidot vesznek fel, de a tengeri fitoplanktonok sokkal gyorsabban nõnek, mint a szárazföldi növények.

A legtöbb fitoplantkonok által felvett széndioxid visszajut a légkörbe, amikor a fitoplanktonok elpusztulnak, vagy megeszik õket, de sok közülük süllyedõ részecskeként a tengeri üledékbe kerül. Ezeket a süllyedõ növényi anyagokat úgy tekinthetjük, mint biológiai pumpát, amely a széndioxidot a légkörbõl a mély tengerekbe juttatja. A legtöbb ilyen jellegû kivonódás a magas szélességeken történik, mert az itt élõ flitoplanktonok annyian vannak, hogy elpusztulásuk után kellõen sok tud lesüllyedni az óceán mélyebb rétegeibe.

1. Ez a kép egy egyszerû elképzelést ad arról, hogy hogyan mûködik a biológiai pumpa. A fitoplanktonok a fotoszintézis során felveszik a széndioxidot. A baktériumok megeszik õket, ily módon tápanyag és széndioxid kerül vissza a vízbe. Ez a folyamatot a remineralizáció, vagy visszaásványosodás, és részletesen tárgyaljuk az Alap rész 2. fejezetében. A remineralizáció fõleg a felszíni vizekben történik, és a széndioxidot ismét felhasználják a fitoplanktonok a fotoszintézishez, vagy pedig visszakerül a légkörbe. Ha a fitoplanktonok elpusztulnak, és lesüllyednek a mélytengerekbe, a remineralizációval kibocsátott széndioxid a mélytengerekben évszázadokon keresztül elraktározódik, csökkentve a globális felmelegedés hatását. Szerzõ: Lucinda Spokes.

A számítógépes modellek szerint az emberi tevékenység megváltoztathatja a fitoplanktonok típusait az óceánban. Az ember ennek következtében megváltoztathatja a mélytengerekben tározódó széndioxid mennyiségét. Például néhány fitoplankton kalcium karbonát vázat készít magának, fõként a bõségesen megtalálható Emiliania Huxleyi. A váz készítésekor ezek a fitoplanktonok valójában kivonják a széndioxidot, és ezzel csökkentik a teljes légköri széndioxid tartalmat.

2. Egy elektronmikroszkópos kép a fitoplanktonról Emiliania Huxleyi a kalcium karbonát vázával. Köszönet a NOAA-nak a képért.

Ebben a pillanatban nem tudjuk az összes okot, hogy bizonyos fitoplankton fajok miért bizonyos óceáni területeken növekednek. Ez azt jelenti, hogy nem tudjuk megmondani, vajon az emberi tevékenység megváltoztatja-e azon fitoplanktonok elõfordulási gazdagságát, amelyek kalcium karbonát vázat készítenek, és így nem tudjuk, milyen hatással lesznek az éghajlatra.

Az oldalról:
szerzõ: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
1. tudományos lektor: Dr. Marie Jose Messias - Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
2. tudományos lektor: Dr. Holger Brix - Institute of Geophysics and Planetary Physics, Californiai Egyetem, Los Angeles - USA
pedagógiai lektor:
utolsó módosítás: 2003-12-10

Last modified: Tuesday, 25 September 2018, 6:00 PM