Giriş: Dünya'nın Karbon Döngüsünin Delicate Dengesi

Karbon döngüsü, Dünya'nın en temel biyogeokimyasal süreçleridir. İklim, okyanuslar, topraklar ve tüm canlı organizmalar arasındaki karbon atomlarının sürekli hareketini açıklar. Doğal olarak dengeli bir sistemde, karbon, doğal olarak eşit oranda karbon dioksitin yüksek miktarlardaki atmosferini koruruz (CO2), yaşamın ve küresel sıcaklıklara destek veren ve çevresel dengeyi nasıl bozduğundan bu yana, insan faaliyetlerinin bu dengeyi nasıl değiştirdiğini inceler.

Karbon Döngüsünü Anlayın: Doğal Süreçler ve Reservoirs

İnsan müdahalesinin etkisini takdir etmek için, karbon döngüsünün doğal koşullar altında nasıl çalıştığını anlamak önemlidir. Karbon dört ana rezervuar aracılığıyla hareket eder: atmosfer, karasal biyosfer, okyanuslar ve litreler (zorlar ve kayalar). Her rezervuar, karbonu farklı şekillerde tutar ve diğerleriyle birlikte bir dizi fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerle değiştirir.

Fotosentez ve birincil Üretim

Bitkiler, algler ve cyanobacteria CO2'yi atmosferden absorbe eder veya suda çözünerek, güneş ışığı kullanarak organik bileşiklere fotosentez yoluyla dönüştürür.Bu işlem sadece 50 Pg C. Bu büyük flux, CO2'yi her yıl kaldırmak için birincil doğal mekanizma olarak çalışır, ancak sadece havadan uzak durmak yerine karbonun karasal ekosistemleri hızla tükenir veya yaklaşık 120 petagramları ilerler.

Kıyma ve Decomposition

Karbon, fotosentez tarafından düzeltildi, sonunda bakteri ve mantarlar organik maddeyi tüketerek karbon serbest bırakılmasını, respirasyon ve dekompozisyondan yaklaşık olarak karbon azaltımının oranını azaltmaktadır. Ancak, insan eylemleri bu dengeyi bozabilir - örneğin, dengeli bir ekosistemde, karbonatın azaltılması ve atıkların azaltılmasıyla birlikte, biyokürenin azaltılmasını sağlar.

Oceanic Carbon Exchange

Okyanuslar büyük bir karbon batağıdır. Okyanus yüzeyindeki atmosferden CO2 absorbe ederler, yılda 2,5 milyar ton antropojenik karbon tüketilir, CO2 de okyanus asitliği oluşturmak için deniz organizmaları tarafından alınabilir. Doğal karbon döngüsü derin okyanuslara ve biyolojik pompalar yoluyla taşınır, şu anda yılda 2,5 milyar metrik tonlarca karbonatın tersine döner.

Uzun Süreli Karbon Depolama: Fosil Yakıtlar ve Sediments

Milyonlarca yıldan fazla bir süre boyunca, organik maddeye gömülü ve ısı ve baskıya maruz kalan organik madde kömür, petrol ve doğal gaz olur - bu karbonun sadece volkanik aktivite veya hava kirliliği ile serbest bırakılması.

İnsan Etkinlikler Karbon Döngüsünü Etkiledi

Endüstriyel çağın başlamasından bu yana, insan emisyonları tahmin edilen 2,400 milyar ton CO2'yi atmosfere ekledi, yaklaşık yarı geri kalan hava ile ve topraklar tarafından absorbe edilen geri dönüşler aşağıdadır.

Fosil Yakıt Enerji ve Ulaşım için Kombinasyon

Elektrikli su üretimi, ısıtma, endüstriyel süreçler ve ulaşım için kömür yakıtlı CO2 emisyonlarının en büyük kaynağıdır, küresel sera gazı emisyonlarının yaklaşık% 65'i için muhasebe. Yanım süreci milyonlarca yıldır kilitlenmiş karbondur, CO2'ye katkıda bulunan başlıca katkı maddeleri, kömür yakıt ve dizel yakıtlı araçlar, havacılık, nakliye ve çimento üretimine (yaklaşık 950 milyonluk bir miktar) sahiptir.

Enerji sektörü, küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık dörtte üçünden sorumludur. Çin, Hindistan ve Amerika Birleşik Devletleri bu büyümeyi ancak per-kapita emisyonlarının yayılmasıyla birlikte, küresel CO2 emisyonlarının yükselmesine rağmen, bazı bölgelerde yavaşlaşma oranına devam etmektedir.

Deforestation ve Land-Use Change

Ormanlar Dünya'daki en verimli karbon bataklarından bazılarıdır, biyolojik kesimlerinde karbon depoları depolar (trunks, şubeler, kökler) ve toprakta, tarım için temizlendiğinde, kentselleşme veya madencilik, karbon, 1990 ve 2020 yılları arasında küresel antropolojinin% 10 ila 15'i hızla yakılır.

Tropics ana noktadır: Brezilya, Endonezya ve Demokratik Kongo Cumhuriyeti, bu kayıp karbonun bazı yeniden canlanmasına yardımcı olabilir, o zaman büyüyen ormanları olgun karbon stoklarına ulaşmak için onlarca yıl sürebilir. Doğrudan karbon emisyonlarının ötesinde, de yıkımın geleceğini azaltır.

Tarım Uygulamaları: Soil Carbon Kaybı ve Canlıcılık Emisyonları

Modern tarım, karbon döngüsünü birkaç şekilde bozar. Birincisi, plowing ve Nitro toprağa kadar organik madde kırılır ve oksijene maruz kalır, susuzluk ve CO2. Tarım topraklarını salıverir, 50-70% orijinal organik karbonlarını birçok bölgede kaybetti, Methane'nin% 40'ından fazla küresel bir ısınmış bir gaz tuzağına sahip olduğu araştırma sonucunda, diğer taraftan daha fazla karbondioksit gazı kullanımı için daha fazla CO2'den daha fazla karbondioksit kullanımı.

Ek olarak, yerli ekosistemlerin (grasslands, ıslaklands, ormanlar) eksekler veya otlar, bitkilerde ve topraklarda depolanan karbonları serbest bırakırlar ve topraklar için kotalar, mayınlar ve hatta topraklar nedeniyle üretilirler.

Endüstriyel Süreçler ve Çimento Üretimi

Enerji nesli dışındaki endüstriyel aktiviteler de CO2. Çimento üretimi en büyüklerden biridir - limestone (kalcium karbonat) clinker üretmek için ısıtılır, CO2, bu emisyonların kimyasal olarak serbest bırakılırken, birçok endüstriyel prosesler, karbonun serbest bırakılması ve alüminyumun üretimi gibi çoğunlukla “ya da pahalı tepkiler” için kullanılan fosil yakıtların kullanımı için CO2'yi oluşturur.

Alternatif Karbon Lisanslarının Sonuçları

Doğal karbon döngüsünün insan faaliyetleri tarafından bozulması, çevresel değişikliklerin bir cascadesine yol açtı, birçoğunu geri bildirim döngüsü aracılığıyla güçlendirdi.

İklim Değişikliği: Yükselen Sıcaklıklar ve Aşırı Hava

En iyi bilinen sonuç küresel ısınmadır. CO2 ve diğer sera gazlarının artan konsantrasyon atmosferinde daha fazla kızılötesi radyasyonu tuzağa düşürüyor, ortalama küresel sıcaklık artışına neden oluyor.Bu ısıtma sistemleri buz tabakalarının ve atmosferik yönetim (NOAA)[FLT)[D)[D)[Düzükler, susamı, susamış yağışlar ve ısınmış yağışlar, daha sıcak bir şekilde ısınıyor.

Deniz Ekosistemi ve Deniz Ekosistemi

Endüstriyel çağın, okyanusların asitleştirilmesi için karbonat ile tepki verdiği okyanuslara, karbonat asitini oluşturmak için deniz suyunun azaldığı ve karbonatlarını inşa etmek için karbonatların% 0.1 birimlerinin düşmesinden bu yana, asitlikte% 30 artışını azalttığı için, bu değişim özellikle mercanların, molluskslerin ve bazı plankton türlerinin karbonatların karbonatların karbonatlarını azaltabileceği şekilde daha da zorlaştırılabilir.

Terrestrial Ekosystems ve Biodiversity Kayıplık

Karbon döngüleri ve iklim koşulları, Kuzey Amerika'daki orman ve hayvan türlerinin aralıklarını değiştiriyor, bazen onları yok etmeye zorlar. Örneğin, ısınma sıcaklıkları, dağ çamı gibi zararlıların daha yüksek hassasiyetlere, kuzey Amerika'daki büyük orman yollarına ve onları karbon bataklığından daha fazla karbon kaynağına dönüştürebilmelerine izin veriyor.

Feedback Loops and Tipping Points

Belki de karbon döngüsü bozulmasının en önemli yönü, ısıyı artıran olumlu geri bildirim döngüleri için potansiyeldir. örnekler şunları içerir:

  • [FONT:0)Permafrost thaw:[Dönetici:[Dönetici permafrost], permafrost thaws, mikropların organik madde ve CO2 salıvermesine izin veriyor ve iklimi daha da ısıtıyor.
  • DÖRT:0)En büyük ölüm için:[Dönemli:[Dönemli: 1) D ve ısı stresi, Amazon ve diğer bölgelerdeki büyük ölçekli orman ölümlerine neden olabilir, karbon serbest bırakmak ve gelecekleri azaltmak.
  • [FONT:0] Arazi ve okyanus battılarını kırıyoruz: [DÜDÜT:1] Gezegen ısıları olarak, doğal karbon batağının verimliliği azalır. Örneğin, daha sıcak okyanuslar daha az CO2 tutar ve ormanları daha az karbon tüketmektedir. Bu, gelecekteki emisyonların daha büyük bir kısmının atmosferde kalacağını, iklim değişikliğini hızlandıracak.

Bazı eşler geçtiyse - Amazon yağmurlarının yaygın çöküşü veya permafrost'un geri dönüşü gibi - Dünya sistemi insan uygarlığı için çok daha az misafirperver olan yeni bir duruma geçebilir.Bu ipucundan kaçınmak, emisyonları hızla azaltmak için en acil nedenlerden biridir.

Mitigation Strategies: Karbon Döngüsünde Geri İzlemek

Karbon döngüsündeki insan etkisini yeniden ortaya çıkarmak iki yönlü bir yaklaşım gerektirir: insan faaliyetlerinden gelen emisyonları büyük ölçüde azaltır ve atmosferden CO2 çıkarmak için doğal ve mühendis karbon batır.

Yenilenebilir Enerji ve Elektrikselleştirmeye Geçiş

Fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş – su, rüzgar, hidroelektrik, jeotermal ve tidal – CO2 emisyonlarını azaltmak için en etkili yol. Yenilenebilir enerji kaynakları için şimdi yaklaşık% 29'u, küresel elektrik üretimi için hesapladı ve maliyetleri dramatik bir şekilde azaldı.

Doğal Karbon Lavabolarının Koruma ve Restorasyonları

Ormanlar, ıslak bölgeler, çimler ve topraklar, iklim değişikliğine karşı mücadelede güçlü müttefiklerdir. Mevcut ormanları ormansızlaştırmadan korumak ve bozulmak, yeni ağaçlardan daha uygun maliyetlidir, çünkü olgun ormanlar daha fazla karbon ve daha fazla biyolojik çeşitlilik sağlar. Refore (son zamanlarda temizlenmiş olan alanlarda ormancılık yapan ormancılık) ve tarım arazileri korumak, tarihsel olarak gerekli olan% 30'u ayırmak için gerekli olan enerjiyi azaltabilir.

Soil karbon sequestrasyonu - no-till çiftçiliği, kapak ekleme, kompost uygulaması ve agroforestlik gibi uygulamalar yoluyla - tüm dünya ormanlarını geliştirmek ve ek verimleri geliştirmek için iki kat daha fazla karbonu tahmin ediyor. Benzer şekilde, tarım için ve peatlands ve mangrovelar (bu karbon oranları birçok kez daha yüksek olan karbon oranları) büyük potansiyel sunuyor.

Karbon Yakası, Utilization ve Storage (CCUS)

Teknolojik çözümler doğal bataklıkları tamamlayabilir. Karbon yakalama ve depolama CO2'yi güç santralleri veya endüstriyel tesisler gibi noktadan kaynaklayarak, jeolojik formasyonlara (sal aquifers, depleted petrol ve gaz alanları) doğrudan CO2'yi atmosferden uzaklaştırır, ancak şu anda enerji yoğun ve pahalı olan karbon kullanımı (enerji kaynaklı CO2’yi yakıtlara veya bina malzemeleri) yakıtlara enjekte eder.

Sürdürülebilir Tarım ve Diyetsel Geçişler

Tarımdan emisyonlar, gelişmiş bir gübre kullanımı (precision tarım, yavaş sürümler) ile azaltılabilir. Hayvancılıktan gelen Methane, gıda üretimine yönelik araziyi ve emisyonlarını azaltır.

Politika, İnovasyon ve Bireysel Eylem

Hiçbir mitigation stratejisi güçlü hükümet ve uluslararası işbirliği olmadan başarılı olacaktır. Paris Anlaşması, ülkeleri emisyon azaltımı hedeflerini belirlemek için bir çerçeveyi temsil eder, ancak mevcut rehinler enerji tüketimini azaltmak, 1.5 °C. Ambulansı kullanmak, örneğin, karbon vergileri, kap-ve-ticaret sistemleri, yeni fosil yakıt altyapısına yasaklar ve kamu transit ve yeşil teknolojideki yatırımlar için bir çerçeve oluştururlar - enerji tüketimini azaltmak, yenilenebilir elektrik seçmek, transit veya bisikletleri kullanmak gibi eylemler, gıda atıklarını azaltmak ve iklim dostu politikalarının desteklenmesi gibi eylemler karşılıklı olarak önemli değildir.

Sonuç: Karbon Dengesini Geri Almak İçin Bir Çağrı

Doğal karbon çevrimleri üzerindeki insan aktivitesinin etkisi derin ve çok geniştir. Endüstriyel Devrim'i getiren karbon döngüsünü ve daha önce değerlendirilmesi gerekenleri yok ederek, her yıl boyunca kalan karbon bütçemizi azaltacak ve geri dönüş noktalarına etkileyeceğiz. Ancak durum umutsuz değil.