Όταν σχηματίστηκε η Γη πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ευτυχώς για μας περιείχε μεταξύ άλλων και αρκετή ποσότητα άνθρακα. Σήμερα, αυτός ο άνθρακας βρίσκεται σε διάφορες καταστάσεις σε όλο τον πλανήτη.
Η μεγαλύτερη «δεξαμενή» άνθρακα είναι ο φλοιός της γης, ο οποίος περιέχει σχεδόν όλο τον άνθρακα του πλανήτη, περίπου 1,9 δισεκατομμύρια γιγατόνους – 1 γιγατόνος (Gt) είναι ένα δισεκατομμύριο τόνοι.
Η επόμενη μεγαλύτερη ποσότητα άνθρακα, περίπου 40.000 Gt, βρίσκεται στους ωκεανούς. Αυτές οι ποσότητες βρίσκονται πολύ κάτω από την επιφάνεια της Γης.
Υπάρχουν περίπου 2100 Gt περισσότερο αποθηκευμένα στο έδαφος της Γης
και σε ζωντανούς οργανισμούς,
καθώς επίσης 5.000–10.000 Gt σε υπόγεια ορυκτά καύσιμα.
Ο Άνθρακας στην ατμόσφαιρα
Περίπου οι 850 Gt άνθρακα που περιέχονται στην ατμόσφαιρα, σχεδόν όλη η ποσότητα στην μορφή του διοξειδίου του άνθρακα, αποτελούν το 25% περίπου του άνθρακα στην επιφάνεια της Γης ή κοντά στην επιφάνεια της γης (στο εδάφος, τα φυτά και σε μικρό βάθος των ωκεανών), αλλά είναι μόνο το 2% του συνολικού άνθρακα των ωκεανών. Ο άνθρακας μεταφέρεται διαμέσου ισχυρών φυσικών διεργασιών μεταξύ των διαφόρων «δεξαμενών», αλλάζοντας συχνά την χημική του συντροφιά.
Η πιο σημαντική από αυτές τις διεργασίες είναι η εποχιακή ροή περίπου του 1/4 της ποσότητας του άνθρακα της ατμόσφαιρας προς την επιφάνεια της Γης.
Καθώς τα φυτά μεγαλώνουν – χρησιμοποιούν την φωτοσύνθεση για να μετατρέψουν το ατμοσφαιρικό CO2 σε οργανική ύλη– και στη συνέχεια επιστρέφουν αυτόν τον άνθρακα πίσω στην ατμόσφαιρα μέσω της αναπνοής και η οργανική ύλη διασπάται.
Στην πραγματικότητα, η ανάπτυξη των φυτών στο βόρειο ημισφαίριο
είναι αυτή που προκαλεί την ετήσια αυξομείωση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα
Αυτές οι αυξομειώσεις που βλέπουμε στην ανερχόμενη καμπύλη Κeeling οφείλονται στην «αναπνοή» της γης!
Άλλες, πολύ πιο αργές διεργασίες μετακινούν τον άνθρακα από τις επιφάνειες των ωκεανών στα βάθη τους και στη συνέχεια σε πετρώματα, όπως ο ασβεστόλιθος και το μάρμαρο, που σχηματίζονται από τα κελύφη των θαλάσσιων πλασμάτων.
Το διοξειδίο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα με το πέρασμα των αιώνων
Το CO2 που εκπέμπεται από την καύση ορυκτών καυσίμων διαταράσσει την ισορροπία αυτού του μεγάλου ετήσιου κύκλου, καθώς αυτός ο άνθρακας εξορύχθηκε από τα βάθη της Γης και εξαιρέθηκε από αυτές τις φυσικές διεργασίες.
Η ποσότητα του άνθρακα που συσσωρεύει η χρήση των ορυκτών καυσίμων στον κύκλο είναι προς το παρόν περίπου 4,5% αυτού που ρέει κάθε χρόνο. Περίπου το μισό αυτής της αύξησης απορροφάται ετησίως από την επιφάνεια (η αύξηση του CO2 έχει αυξήσει την βλάστηση σε μεγάλο μέρος του πλανήτη) και το υπόλοιπο παραμένει στην ατμόσφαιρα, αυξάνοντας την συγκέντρωση του CO2 στην ατμόσφαιρα που συνεισφέρει στο φαινόμενο τυ θερμοκηπίου.
Δεν υπάρχει κανένας ειδικός που να αμφισβητεί ότι
η αύξηση της συγκέντρωσης CO2 τα τελευταία 150 χρόνια
οφείλεται σχεδόν εξ’ ολοκλήρου στις ανθρώπινες δραστηριότητες.
Όμως σύμφωνα με το παρακάτω διάγραμμα η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην εποχή μας είναι πολύ μικρή σε σχέση με το γεωλογικό παρελθόν της Γης. Μόνο μια φορά – κατά την διάρκεια της Πέρμιας περιόδου, πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια, τα επίπεδα του CO2 στην ατμόσφαιρα ήταν τόσο χαμηλά όσο είναι σήμερα.
Η χλωρίδα και η πανίδα ήκμαζε σε περιόδους που τα επίπεδα CO2 ήταν πέντε ή δέκα φορές υψηλότερα από τα σημερινά. Τότε όμως επρόκειτο για διαφορετικά είδη φυτών και ζώων.
Στο μακρινό παρελθόν το διοξείδιο του άνθρακα από μόνο του, δεν αποτελούσε πρόβλημα για τον πλανήτη.
Τώρα όμως προκαλεί ανησυχία, διότι η ζωή προσαρμόστηκε έτσι ώστε να ταιριάζει με ένα χαμηλό επίπεδο CO2 (οι σύγχρονοι άνθρωποι εμφανίστηκαν πριν από περίπου 200.000 χρόνια) και οι ραγδαίες αυξήσεις των εκπομπών από τον περασμένο αιώνα μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα.
Υψηλές συγκεντρώσεις CO2 προκαλούν… υπνηλία
Συγκέντρωση CO2 έως και 1000 ppm (2,5 φορές μεγαλύτερη την αντίστοιχη συγκέντρωση στην ύπαιθρο) είναι συνήθης σε αίθουσες διδασκαλίας ή αμφιθέατρα. Οι άνθρωποι αρχίζουν να νιώθουν υπνηλία πάνω από αυτό το επίπεδο (όταν οι φοιτητές αρχίζουν να «ψιλοκοιμούνται» στα αμφιθέατρα, ίσως αυτό να μην οφείλεται στην ποιότητα της διάλεξης, αλλά στα 1000 ppm του CO2).
Πιο επικίνδυνες καταστάσες έχουμε όταν η συγκέντρωση ξεπερνά τα 2000 ppm. Αν συνεχιστούν οι τάσεις της περασμένης δεκαετίας, τότε η συγκέντρωση του CO2 στην ατμόσφαιρα σε 250 χρόνια θα φτάσει στα 1.000 ppm (αντίστοιχα στο 3,3 του παραπάνω διαγράμματος).
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το αέριο θερμοκηπίου που προκαλείται από τον άνθρωπο με την μεγαλύτερη επίδραση στο κλίμα. Προκαλεί μεγαλύτερη ανησυχία επειδή παραμένει στον κύκλο της ατμόσφαιρας/επιφανείας για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.
Το γεγονός ότι το διοξείδιο του άνθρακα «ζει» πολύ στην ατμόσφαιρα αποτελεί το βασικό εμπόδιο για την μείωση τής ανθρώπινης επιρροής στο κλίμα. Οποιαδήποτε εκπομπή προστίθεται στην συγκέντρωση, η οποία συνεχίζει να αυξάνεται όσο συνεχίζονται οι εκπομπές.
Με άλλα λόγια, το CO2 δεν είναι σαν την αιθαλομίχλη, η οποία εξαφανίζεται λίγες μέρες αφού σταματήσουν οι εκπομπές. Χρειάζονται αιώνες για να εξαφανιστεί η περίσσεια του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.
Έτσι, μέτριες μειώσεις στις εκπομπές CO2 θα επιβραδύνουν μόνο την αύξηση της συγκέντρωσης, αλλά δεν θα την αποτρέπουν. Για να σταθεροποιηθεί η συγκέντρωση CO2, και ως εκ τούτου η επιρροή της στην παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας, οι εκπομπές θα πρέπει να εξαφανιστούν.
Το μεθάνιο, το δεύτερο πιο σημαντικό αέριο του θερμοκηπίου που προκαλείται από τον άνθρωπο, έχει επίσης αυξηθεί κατά τον περασμένο αιώνα και ασκεί επίσης μια αυξανόμενη θερμική επίδραση στο κλίμα.
Θαλάσσιο μικρόβιο εναντίον φαινομένου του θερμοκηπίου
Τα θαλάσσια μικρόβια συμμετέχουν στην βιογεωχημεία των ωκεανών μέσω μιας σειράς διαδικασιών, όπως η δέσμευση άνθρακα, η οποία ρυθμίζει σε μεγάλο βαθμό το παγκόσμιο κλίμα.
Είναι γεγονός ότι ακόμα κι αν οι μελλοντικές εκπομπές μειωθούν, η ανθρώπινη επίδραση στο κλίμα θα συνεχίζει να αυξάνεται. Ίσως, να πρέπει να αναζητηθούν νέοι τρόποι καταπολέμησης της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής που οφείλεται στην αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν τέτοιες προτάσεις, αλλά συνήθως δεν γίνονται ευρέως γνωστές και δεν διερευνώνται επαρκώς.
Μια τέτοια πρόταση θα μπορούσε να προκύψει από την πρόσφατη δημοσίευση των Larsson et al με τίτλο «Mucospheres produced by a mixotrophic protist impact ocean carbon cycling».
Σχετίζεται με ένα μονοκύτταρο θαλάσσιο μικρόβιο ικανό να συλλαμβάνει άνθρακα με φυσικό τρόπο, ακόμη και όταν οι ωκεανοί θερμαίνονται και γίνονται πιο όξινοι.
Το μικρόβιο βρίσκεται σε αφθονία παντού, φωτοσυνθέτει και απελευθερώνει ένα ένα μονοκύτταρο θαλάσσιο μικρόβιο ικανό να συλλαμβάνει άνθρακα με φυσικό τρόπο, ακόμη και όταν οι ωκεανοί θερμαίνονται και γίνονται πιο όξινοι. ένα μονοκύτταρο θαλάσσιο μικρόβιο ικανό να συλλαμβάνει άνθρακα με φυσικό τρόπο, ακόμη και όταν οι ωκεανοί θερμαίνονται και γίνονται πιο όξινοι. πλούσιο σε άνθρακα εξωπολυμερές που προσελκύει και ακινητοποιεί άλλους μονοκύτταρους οργανισμούς στην «βλεννόσφαιρά» του.
Στη συνέχεια, το μικρόβιο καταναλώνει μέρος του παγιδευμένου θηράματος και αφήνει πίσω του το εξωπολυμερές το οποίο, λόγω του βάρους των προσκολλημένων μονοκύτταρων οργανισμών, βυθίζεται και γίνεται μέρος της «δεξαμενής» άνθρακα του ωκεανού.
Το μικρόβιο που μελετήθηκε ονομάζεται Prorocentrum cf. balticum, και είναι ένας μικτότροφος οργανισμός, μπορεί να παράγει ο ίδιος την τροφή του, αλλά και να καταναλώσει άλλους οργανισμούς. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να επιβιώσει σε περιοχές του ωκεανού που δεν περιέχουν διαλυμένα θρεπτικά συστατικά και επομένως είναι ακατάλληλες για το μεγαλύτερο μέρος του φυτοπλαγκτόν.
Τα μικρόβια αυτά έχουν την δυνατότητα απορρόφησης 0,02
έως 0,15 Gt άνθρακα ετησίως.
Το εύρημα αυτό έχει τεράστια σημασία επειδή μπορεί να οδηγήσει στην μείωση του CO2 στην ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με έκθεση του 2019 της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, Μηχανικής και Ιατρικής των ΗΠΑ, οι τεχνολογίες και οι στρατηγικές απομάκρυνσης CO2 θα πρέπει να αφαιρέσουν περίπου 10 Gt CO2 από την ατμόσφαιρα προκειμένου να επιτευχθούν οι κλιματικοί στόχοι κάθε χρόνο μέχρι το 2050.
Ίσως λοιπόν, αυτό το μικρόβιο να αποτελέσει μια «φυσική» λύση προς την αύξηση της απορρόφησης άνθρακα από τους ωκεανούς και την αντίστοιχη μείωσή του από την ατμόσφαιρα.
πηγή: www.uts.edu.au
με Αριθμό Μητρώου 12691
