Znajdź zawartość

Oceany pochłaniają około 26% dwutlenku węgla emitowanego przez człowieka. Są więc niezwykle ważnym czynnikiem zmniejszającym nasz negatywny wpływ na atmosferę. Większość tego węgla – około 70% – wykorzystuje fitoplankton i inne organizmy żywe. Gdy one giną, resztki ich ciał opadają w postaci przypominającej płatki śniegu. Ten zawierający węgiel „śnieg” zalega na dnie, jest przykrywany osadami i pozostaje bezpiecznie zamknięty na bardzo długi czas, nie trafiając z powrotem do atmosfery. Jednak badania, których wyniki ukazały się właśnie na łamach Science wskazują, że proces ten nie wygląda tak prosto, jak byśmy chcieli. Grupa naukowców z Uniwersytetu Stanforda, Woods Hole Oceanographic Institution oraz Rutgers University zbudowała specjalny mikroskop, potocznie nazwany Gravity Machine, który pozwala badać mikroorganizmy i inne niewielkie elementy występujące w kolumnie wody o dowolnej długości. Okazało się, że „morski śnieg” nie opada na dno tak szybko, jak sądziła nauka. Mikroskop pozwolił na symulowanie zachowania „śniegu” w środowisku naturalnym i okazało się, że „płatki śniegu” ciągną za sobą śluzowe warkocze, która spowalniają ich opadanie. Czasem warkocze te całkowicie uniemożliwiają opadnięcie i „śnieg” pozostaje zawieszony w górnych częściach kolumny wody. Żyjące tam organizmy mogą go pochłaniać i w procesie oddychania wydalić do wody znajdujący się tam węgiel, a to z kolei zmniejsza tempo pochłaniania przez ocean CO2 z atmosfery. Mikroskop, za pomocą którego prowadzono badania, wykorzystuje koło o średnicy kilkunastu centymetrów. Do koła naukowcy wlewali wodę pobraną w oceanie na różnych głębokościach. Koło się obracało, a obecne w wodzie mikroorganizmy mogły swobodnie opadać pod wpływem grawitacji. Dzięki ruchowi obrotowemu koła, mikroorganizmy mogły bez końca opadać, w ten sposób możliwe jest symulowanie opadania na dowolną odległość. Temperatura, oświetlenie i ciśnienie wewnątrz koła dobiera jest odpowiednio do symulowanej głębokości, na której „znajduje się” badana próbka. Jednocześnie to, co dzieje się w próbce jest bez przerwy monitorowane za pomocą mikroskopu. Dzięki takiej konstrukcji instrumentu badawczego zauważono, że poszczególne „płatki śniegu” tworzą, niewidoczną goły okiem, śluzowatą strukturę ciągnącą się na podobieństwo warkocza komety. Odkrycia warkocza dokonano, gdy do próbki dodano niewielkie mikrokoraliki, by zbadać, jak będą one przepływały wokół „płatków”. Zauważyliśmy, że koraliki utknęły w czymś niewidzialnym, co ciągnęło się za płatkami, mówi jeden z badaczy. Bliższe badania pokazały, że ten śluzowaty warkocz dwukrotnie wydłuża czas pobytu „płatków” w górnych 100 metrach kolumny wody. Odkrycie pokazuje, że proces pochłaniania węgla przez oceany jest bardziej złożony niż sądziliśmy. Jest jednak mało prawdopodobne, by oznaczało ono, że oceany pochłaniają mniej węgla, niż sądzimy. Ilość tego węgla została bowiem określona metodami empirycznymi, więc wpływ warkocza został - choć nieświadomie - uwzględniony. « powrót do artykułu

Obecny w atmosferze dwutlenek węgla napędza wzrost roślin. Wiele osób żywi przekonanie, że im więcej węgla w atmosferze, tym bujniejszy wzrost roślinności, a im więcej roślinności, tym więcej węgla z atmosfery one wchłaniają. Wyniki badań, które opublikowano właśnie na łamach Nature wskazują, że gdy więcej CO2 w atmosferze powoduje bardziej bujny wzrost roślin ma to... negatywny wpływ na zdolność gleby do przechowywania węgla. Jedno z możliwych wyjaśnień tego fenomenu brzmi: bujniejsza roślinność wykorzystuje więcej składników zawartych w glebie. A to z kolei przyczynia się do zwiększonej aktywności mikroorganizmów, w wyniku której z gleby uwalniany jest dwutlenek węgla, który bez tej dodatkowej aktywności zostałby w niej uwięziony. Wyniki badań przeczą powszechnemu przekonaniu, że im więcej biomasy rośnie, tym więcej jej się rozkłada, a zawarty w niej węgiel zostaje uwięziony w glebie. Autorzy najnowszych badań przeanalizowali dane ze 108 przeprowadzonych wcześniej eksperymentów, podczas których sprawdzano poziom węgla w glebie, tempo wzrostu roślin oraz wpływ wysokiego stężenia CO2 na oba te czynniki. Ze zdumieniem zauważyli istnienie mechanizmu, który przeczy intuicji. Gdy zwiększa się masa roślin, zwykle zmniejsza się ilość węgla w glebie, mówi główny autor badań, Cesar Terrer z Uniwersytetu Stanforda. Okazało się, że jednoczesny wzrost masy roślinnej oraz koncentracja węgla w glebie są bardzo trudne do osiągnięcia, mówi jeden z autorów badań, profesor Rob Jackson. Uczony dodaje, że obecnie stosowane modele klimatyczne nie biorą pod uwagę tego zjawiska, wskutek czego prawdopodobnie przeszacowują one zdolność gleby do przechowywania węgla pobranego z atmosfery. Szacuje się, że rośliny i gleba absorbują obecnie około 30% CO2 emitowanego przez człowieka. Oszacowanie, jak wiele węgla może zostać uwięzione w glebie jest niezwykle ważne, gdyż węgiel ten powinien pozostawać przez długi czas. Gdy roślina ulega rozkładowi, część uwięzionego w niej węgla powraca do atmosfery. Jednak gdy węgiel zostaje uwięziony w glebie, pozostaje tam przez setki lub tysiące lat, wyjaśnia Terrer. Nowa praca bazuje na opracowaniu autorstwa Terrera, Jacksona i innych, którzy w 2019 roku oszacowali, że dwukrotne – w porównaniu z epoką przedprzemysłową – zwiększenie koncentracji atmosferycznego CO2 doprowadzi do zwiększenia biomasy o około 12%, zatem rośliny prawdopodobnie odegrają znacznie mniejszą niż przewidywano rolę w wycofywaniu węgla z atmosfery. Teraz, po sprawdzeniu jednoczesnej zdolności roślin i gleby do pobierania węgla z atmosfery, uczeni doszli do wniosku, że należy zrewidować i ten mechanizm. W glebie uwięzione jest więcej węgla niż w roślinach. Dlatego też musimy się jej lepiej przyjrzeć, gdy zastanawiamy się nad przewidywanymi zmianami szaty roślinnej, stwierdza Jackson. Z badań wynika, że niespodziewanie dużo węgla mogą w przyszłości absorbować użytki zielone, jak łąki czy pastwiska. W scenariuszu, w którym CO2 jest dwukrotnie wyższe niż przed rewolucją przemysłową, zdolność użytków zielonych do przechowywania węgla rośnie o 8%. Tymczasem zdolność lasów pozostaje na tym samym poziomie co obecnie. Stanie się tak pomimo tego, iż biomasa lasów ma w tym czasie wzrosnąć o 23%, a biomasa użytków zielonych o 9%. Dzieje się tak częściowo dlatego, że drzewa wiążą w glebie stosunkowo mało pochłanianego przez siebie węgla. Z punktu widzenia bioróżnorodności sadzenie lasów na obszarach zajętych przez naturalne użytki zielone czy sawanny to błąd. Nasze badania pokazują, że ekosystemy użytków zielonych są bardzo ważne z punktu widzenia pochłaniania węgla, mówi Terrer. « powrót do artykułu

Globalna emisja dwutlenku węgla wzrośnie w bieżącym roku o 3% (± 1%) w porównaniu z rokiem ubiegłym. Tak wynika z raportu Global Carbon Project. Wciąż nie widać szczytu emisji. Dzieli nas od niego jeszcze co najmniej kilka lat, mówi Glen Peters z Center for International Climate Research w Oslo. Oznacza to, że nie powstrzymamy globalnego ocieplnia na poziomie poniżej 1,5 stopnia w porównaniu z okresem sprzed rewolucji przemysłowej. Ten poziom ocieplenia planeta osiągnie około roku 2040. Emisja dwutlenku węgla rosła gwałtowanie w pierwszych latach XXI wieku. Po kryzysie finansowym z roku 2007 doszło do jej spadku, ale szybko znowu pojawił się wzrost. W latach 2014–2016 emisja ustabilizowała się na stałym poziomie, co skłoniło niektórych specjalistów do wysunięcia stwierdzenia, że osiągnęliśmy jej szczyt. Jednak Corinne Le Quere z University of East Anglia i członkini Global Carbon Project, mówiła wówczas, że takie przypuszczenia są nieuprawnione. Teraz mamy tego dowód. Wydaje się, że ustabilizowanie się emisji było spowodowane jednoczesnymi zmianami w wykorzystaniu węgla w USA i Chinach. Obecnie świat zużywa o 3% mniej węgla niż w roku 2013, ale wkrótce zużycie może wzrosnąć. Jednak, jak mówi Peters, dobrą wiadomością jest fakt, że emisja nie powinna już rosnąć tak szybko jak na początku bieżącego wieku, pomimo tego, że na przyszły rok przewidywany jest silny wzrost gospodarczy. Problem jednak w tym, że zapotrzebowanie na energię wzrasta, a wyłączanie kolejnych elektrowni atomowych spowodowało wzrost emisji z brudnych źródeł. « powrót do artykułu

Technologia przechwytywania dwutlenku węgla z powietrza i produkowanie z niego paliwa spowodowałaby, że zamiast dodawać nowy CO2 do atmosfery moglibyśmy wielokrotnie wykorzystywać te same molekuły gazu. Jednak taka technologia uznawana była dotychczas za bardzo drogą. Szacunki mówią, że przechwycenie tony CO2 kosztuje 600 USD. Jednak autorzy najnowszych badań twierdzą, że w przyszłości koszt ten spadnie poniżej 100 dolarów za tonę. Co więcej najnowsze wyliczenia, w przeciwieństwie do wcześniejszych, opierają się na działaniu istniejącej instalacji pilotażowej. Oni mają coś, co można zmierzyć, mówi Stephen Pacala, ekolog z Princeton University, który stoi na czele grupy roboczej technologii usuwania węgla Narodowej Akademii Nauk. Dotychczas wszelkie obliczenia dotyczące kosztów walki z globalnym ociepleniem opierały się na szacunkach. Jedną z najbardziej obiecujących technologii jest bezpośrednie przechwytywanie CO2 z powietrza (DAC). W 2011 roku grupa robocza Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego obliczyła, że przechwycenie tą metodą tony CO2 kosztowałoby prawdopodobnie 600 USD. Fizyk z Uniwersytetu Harvarda, David Keith, założył firmę Carbon Engineering, która w 2015 roku uruchomiła w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie pilotażową instalację przechwytywania dwutlenku węgla z powietrza. Po trzech latach pracy takiej instalacji Keith i jego zespól zebrali wystarczająco dużo danych, by móc obliczyć zarówno wydajność swojej instalacji jak i koszt zakładu pracującego na skalę przemysłową. Z obliczeń, opublikowanych właśnie w piśmie Joule, dowiadujemy się, że koszt przechwycenia tony CO2 za pomocą technologii wykorzystywanej przez Carbon Engineering wynosi od 94 do 232 dolarów. Firma wybudowała też prototypową instalację do zamiany przechwyconego CO2 w różne paliwa płynne, w tym benzynę, olej napędowy i paliwo lotnicze. Dyrektor wykonawczy Carbon Engineering, Steve Oldham, mówi, że jeśli koszt przechwycenia tony CO2 oscylowałby w okolicach 100 dolarów, do koszt produkcji litra paliwa wyniósłby około 1 dolara. To więcej niż koszt produkcji większości obecnie wykorzystywanych paliw, ale różnica nie jest duża. Ponadto, jako że paliwo byłoby pozyskiwane z CO2 z atmosfery, już teraz mogłoby sprawdzić się w miejscach, gdzie władze promują alternatywne źródła energii. Oczywiście wspomniana technologia nie stanie się złotym środkiem na zmiany klimatyczne. Obecnie nie wiemy nawet, jak należy ją skalować, by jej wykorzystanie mogło w zauważalny sposób wpłynąć na poziom dwutlenku węgla w atmosferze. « powrót do artykułu

Młode amfipriony, zwane także błazenkami, posługują się słuchem, by w ciągu dnia wykryć i ominąć obfitujące w drapieżniki rafy koralowe. Wydaje się jednak, że wzrost zakwaszenia oceanów pogarsza ich słuch, co wystawia ryby na oczywiste niebezpieczeństwo (Biology Letters). Od rewolucji przemysłowej niemal połowa dwutlenku węgla, uwolnionego w wyniku spalania paliw kopalnych, została pochłonięta przez oceany. Wskutek tego pH wody zaczęło spadać szybciej niż kiedykolwiek wcześniej w ciągu ostatnich 650 tys. lat. Podczas gdy uprzednie badania pokazały, że zjawisko to prowadzi do utraty przez ryby węchu, najnowsze studium ichtiologów z Uniwersytetu w Bristolu oraz Uniwersytetu Jamesa Cooka dodało do tego również upośledzenie słuchu. Jak wyjaśnia dr Steve Simpson ze Szkoły Nauk Biologicznych Uniwersytetu Bristolskiego, na początku młode amfipriony trzymano w dzisiejszych warunkach, potem wypróbowano 2 kolejne scenariusze z dodatkowymi dawkami CO2; uzwględniono przy tym przewidywania Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) na 2050 i 2100 rok. Po 17-20 dniach Simpson monitorował reakcje narybku na odgłosy rafy bogatej w drapieżniki, na które składały się m.in. dźwięki wydawane przez skorupiaki oraz inne ryby. Zaprojektowaliśmy zupełnie nową komorę wyboru, która pozwoliła nam odtwarzać hałasy rafy przez podwodne głośniki i monitorować, jak nasze laboratoryjne ryby reagują. Ryby hodowane w warunkach odpowiadających współczesnym odpływały od źródła dźwięków drapieżnika, ale już osobniki hodowane przy stężeniach CO2 przewidywanych na 2050 i 2100 r. nie wykazywały żadnej reakcji. Brytyjsko-australijskie studium zademonstrowało, że zakwaszenie oceanów wpływa nie tylko na zewnętrzne systemy czuciowe, ale także na te zlokalizowane głębiej w ciele ryb (uszy są np. ukryte z tyłu głowy). Umieściliśmy dzisiejsze ryby w jutrzejszych warunkach [...]. Nie wiemy, czy w ciągu życia kilku kolejnych pokoleń zwierzęta te zdołają się przystosować i tolerować zakwaszenie oceanów.

Naukowcy z Instytutu Maksa Plancka postanowili obliczyć, ile jeszcze człowiek może wypuścić do atmosfery dwutlenku węgla, by wzrost globalnej średniej temperatury nie przekroczył 2 stopni Celsjusza. Erich Roeckner wraz z zespołem dodali do stworzonego przez siebie modelu informacje o historycznym cyklu obiegu węgla, który pozwala stwierdzić, jak dużo mogą przyjąć lasy i oceany. Powstał w ten sposób model o niskiej rozdzielczości, który opisuje punkty odległe od siebie o 400 kilometrów. Pokrywa on wszystkie rodzaje powierzchni Ziemi - lądy, oceany, lód - bierze też pod uwagę atmosferyczny,ziemski i morski cykl obiegu węgla. Uczeni obliczyli, że od początku Rewolucji Przemysłowej poziom węgla pochodzącego z paliw kopalnych zwiększył się w atmosferze o 35%. Naukowcy odpowiedzieli też na zasadnicze pytanie - o ile możemy zwiększać emisję. Odpowiedź nie napawa optymizmem. Zdaniem uczonych, jeśli chcemy doprowadzić do długoterminowej stabilizacji poziomu węgla w atmosferze i zapobiec zmianom klimatycznym powinniśmy do roku 2050 zmniejszyć emisję o 56%, a do końca wieku praktycznie zrezygnować z emisji węgla do atmosfery. Roeckner poinformował, że ustabilizowanie się globalnego klimatu zajmie całe wieki. Teraz wyniki uzyskane przez Niemców są weryfikowane przez inne ośrodki naukowe w Europie.

Uczestnicy zakończonego niedawno szczytu klimatycznego ONZ w Kopenhadze jednoznacznie wskazali ditlenek wegla (CO2) jako głównego winowajcę globalnego ocieplenia. Zdaniem prof. Qinga-Bina Lu z University of Waterloo był to jednak błąd, zaś najważniejszą przyczyną wzrostu temperatur w latach 1950-2000 były w rzeczywistości freony - związki znane dotychczas głównie jako przyczyna dziury ozonowej. Swoje obserwacje prof. Lu opiera na danych uzyskanych dzięki satelitom, balonom oraz stacjom naziemnym. Początkowo badacza interesował przede wszystkim wpływ freonów na stan atmosfery w okolicach biegunów Ziemi, lecz po pewnym czasie zaobserwował on, że analizowane przez niego informacje mogą okazać sie rozwiązaniem jednej z zagadek klimatologii. Większość naukowców jest zgodna, że przyczyną trwającego od nieco ponad 150 lat ocieplenia powierzchni Ziemi jest wzrastający poziom CO2 w atmosferze. Paradoksalnie jednak, zawartość tego gazu rośnie w ostatnich latach w rekordowym tempie, lecz od 2002 roku średnie temperatury powierzchni Ziemi spadają. Co więcej, dane z lat 1950-2000 nie potwierdzają jednoznacznie wpływu CO2 na ocieplenie klimatu. Wielu klimatologów przedstawia to zjawisko jako zwyczajną fluktuację i chwilowe odstępstwo od trendu, lecz zdaniem prof. Lu może ono być bezpośednią konsekwencją zmian stężenia freonów (znanych także jako CFC) w atmosferze. Substancje z tej grupy są co prawda uznawane za gazy cieplarniane, lecz ich wpływ na klimat Ziemi był dotychczas uznawany za niewielki. Dopiero teraz okazuje się, że podejście takie mogło być błędne. Według badacza prawdziwą przyczyną wzrostu temperatur w drugiej połowie XX wieku było niszczenie przez freony warstwy ozonowej Ziemi, przez co przenikanie do Ziemi wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego stało się łatwiejsze. Przede wszystkim, łączna zawartość CFC, niszczących ozon cząsteczek dobrze znanych jako gazy cieplarniane, spadła począwszy od 2000 roku. W tym samym czasie temperatura powierzchni [Ziemi] także spadła. Dla odróżnienia, poziom CO2 wzrastał od 1850 r. i jest aktualnie w fazie najwyższego wzrostu - opisuje badacz i dodaje: to bardzo silne fakty, ale wygląda na to, że w przeszłości były one w większości ignorowane.