Дослідження: люди викидають в атмосферу в десятки разів більше СО2, ніж вулкани

Людство викидає в атмосферу Землі в десятки разів більше вуглекислого газу та інших вуглецевих сполук, ніж усі вулкани нашої планети, незважаючи на те, що 99,8% вуглецю на планеті знаходиться під землею, з'ясували вчені. Це спростовує популярний скептиків аргумент, що вулкани викидають в атмосферу не менше вуглекислого газу, ніж люди.

Метою десятирічного дослідження вчених із Вашингтонського центру вивчення вуглецевих покладів (Deep Carbon Observatory) було встановити загальну кількість вуглецю на нашій планеті та зрозуміти, чи є нинішні високі викиди вуглецю в атмосферу справді чимось екстраординарним в історії нашої планети.

Загальну кількість вуглецю, що знаходиться на поверхні та в атмосфері нашої планети, вчені оцінили приблизно в 43 500 гігатонн. За їхніми даними, це лише 0,2% загальної кількості вуглецю на Землі - 1,85 млрд гігатонн. Основна маса вуглецю – 99,8% – знаходиться під поверхнею Землі.

Як показало дослідження, вулкани та інші вулканічно активні утворення, такі як тріщини в земній корі, виділяють в атмосферу приблизно 0,3-0,4 гігатон вуглецю на рік. Людство виділяє вуглекислий газ в 40-100 разів більше.

"Скептики можуть вважати, що вулкани конкурують із людством у галузі викидів вуглекислого газу, але це зовсім не так", - коментує дослідження професор вулканології та петрології кембриджського Квінс-коледжу Марі Едмондс.

Аргумент про вулкани справді популярний у тих, хто не довіряє численним дослідженням про зміну клімату на нашій планеті.Він регулярно входить до "хіт-парадів" подібних аргументів.

Вуглецеві катастрофи

У далекому минулому відбувалися події, що призводили до викиду вуглецю в атмосферу приблизно в тих же кількостях, що у наші дні, вважають дослідники. Однак усі ці події були катастрофічними. Вуглецевими катастрофами вчені вважають, наприклад, дуже великі виверження вулканів.

Одна з таких подій – падіння метеорита, який сформував Чиксулубський кратер 66 млн. років тому. За оцінками вчених, внаслідок удару в атмосферу виділилося від 425 до 1400 гігатон вуглекислого газу. Порівнянні обсяги виділяються й у наші дні результаті діяльності.

Автор фото, Science Photo Library

Підпис до фото, Астероїд, що впав на Землю 65 млн років тому, суттєво змінив клімат на нашій планеті

"Обсяги вуглекислого газу, виділені в результаті діяльності людини за останні 10-12 років, еквівалентні катастрофічному зростанню рівня CO2, який відбувався у минулому", - каже Едмондс.

Виділення вуглекислого газу - частина природного циклу в житті нашої планети, і нинішні рівні вуглецю в атмосфері, ймовірно, знизяться природним чином, проте це займе стільки часу, що для людства це вже, ймовірно, не матиме жодного значення, каже професор Селіна Суарес. Університет Арканзасу.

"Зараз ми досягли рівня вуглецевої катастрофи, що трохи протверезить", - додає вона.

Що таке CO2

Що таке діоксид вуглецю та які має хімічні властивості? Джерела освіти СО2. Вплив діоксиду вуглецю на людину та атмосферу. Негативний вплив. Область застосування СО2. Діоксид вуглецю один із найпоширеніших хімічних сполук на землі.Напевно, Ви хоча б раз чули про його шкоду для атмосфери та прискорення настання глобального потепління. Ми підготували для Вас детальний огляд із усіма характеристиками цієї речовини. У цій статті зможете знайти відповіді на такі питання, як: що таке СО2? яку шкоду може завдати людині та навколишньому середовищу? чи є користь від цієї сполуки?

Діоксид вуглецю: поняття, хімічні та фізичні властивості

У науковій літературі діоксид вуглецю характеризується як хімічна сполука, у формулі якої присутні такі компоненти: 1 атом вуглецю та 2 атоми кисню. Відомі інші назви цієї речовини: вуглекислота, двоокис вуглецю або СО2.

Відповімо на питання, що таке СО2 з точки зору його хімічних та фізичних властивостей:

• у звичайних умовах має вигляд безбарвного газу, у якого практично повністю відсутній будь-який запах. Якщо його концентрація підвищується, то відзначається запах газованої води з кислуватим ароматом.
• діоксид вуглецю також може набувати форми безбарвної рідини (утворюється при температурі +20 і тиску більше 6 МПа) або твердої речовини (сухий лід). Перехід у твердий стан відбувається при зниженні температури до -78 градусів,
• при контакті з водою відбувається реакція, внаслідок чого утворюється вугільна кислота,
• під впливом високим теператур діоксид вуглецю перетворюється на чадний газ,
• щільність цієї сполуки становить 1,98 кг/м3, що у 1,5 разу важче повітря,
• сам по собі вуглекислий кисень не має властивості горіти, проте може підтримувати горіння активних металів (наприклад, магнію, барію тощо)

Звідки береться СО2?

Усі джерела діоксиду вуглецю землі можна розділити на великі категорії: природні (вуглекислий кисень утворюється незалежно від волі людини) і штучні (освіта цієї сполуки є наслідком діяльності людства). Нижче пропонуємо докладно розглянути обидві ці категорії.

Природні джерела

Вуглекислий газ - це речовина, яка активно виробляється в природі без будь-якого стороннього втручання. Відбувається це такими способами:

1. Виділення СО2 людиною при диханні встановлено, що людський організм виділяє приблизно 1 кг цієї сполуки на добу. Відбувається цей процес за наступною схемою: спочатку вуглекислий газ утворюється як кінцевий продукт метаболізму, після чого за венозною системою він через легені виводиться назовні разом з диханням.
2. Вироблення СО2 рослинами в умовах недостатнього освітлення прийнято вважати, що зелені насадження активно поглинають цей газ. Однак, якщо світла не вистачає, запускається зворотна реакція. Саме тому наявність густої рослинності в приміщенні, що погано провітрюється, — не найкраще рішення. У темний час доби концентрація вуглекислого газу зростатиме, що негативно позначиться на самопочутті людини.
3. Інші природні джерела освіти СО2 - сюди можна віднести виверження вулканів, гниття та розкладання органічних сполук, масивні лісові пожежі. Під час усіх цих процесів йде активне вироблення діоксиду вуглецю.

У природі вуглекислий газ зустрічається у чистому вигляді. Він також міститься в багатьох корисних копалинах, наприклад: нафти, вапняку, торфі і т.д. Крім того, великі запаси цієї сполуки знаходяться у світовому океані.

Штучні джерела

Концентрація СО2 у атмосфері почала різко зростати з приходом індустріальної епохи. Активне вироблення цього газу є результатом діяльності людини. У чому виражається:

1. Вироблення СО2 як продукт згоряння палива - головним джерелам виступає велика кількість наземного, повітряного та водного транспорту. У його роботи в довкілля потрапляють отруйні вихлопні гази.
2. Зростання промислових виробництв - СО2 активно виділяється з димових газів, часто виступає побічним продуктом різних хімічних процесів. До галузей, що лідирують за обсягом викидів цього газу в атмосферу, можна віднести: металургійну, хімічну, харчову, енергетичну.

Великий “внесок” у зростання концентрації СО2 землі також вносить активна вирубка лісів. Скорочення кількості зелених насаджень лише посилює ситуацію.

Роль діоксиду вуглецю в організмі людини

Навколо часто говорять про шкоду підвищення концентрації СО2 для людини та атмосфери, проте не можна не відзначити ту велику роль, яку відіграє ця хімічна сполука в нашому організмі.

Насамперед вуглекислий газ це важлива речовина, яка забезпечує ауторегуляцію кровотоку. При підвищенні СО2 у тканині чи крові відбувається наступний ефект:

• розширюються капіляри,
• кровотік збільшується,
• кисень починає активно надходити до тканин, а вуглекислота, що накопичилася, виводитися.

Ще один корисний ефект СО2 для людини – позитивний вплив на міокард, що виявляється у підвищенні його чутливості. У результаті збільшується частота і сила серцевих скорочень, зростає серцевий викид та об'єм крові (ударний та хвилинний).Такий вплив дає можливість коригувати стан гіпоксії та гіперкапнії.

Також СО2 грає велику роль дихальної системи людини. Дихання стимулюється саме за рахунок підвищення рівня цього газу у крові.

Вуглекислий газ активно використовується в апаратах штучного дихання. Його підмішують до кисню. Така суміш допомагає запустити дихальну систему.

СО2 у природі

Певну роль вуглекислий кисень відіграє й довкілля. Ця хімічна сполука міститься в атмосфері, літосфері, біосфері та гідросфері. Тут його роль полягає у забезпеченні обміну вуглецю між цими оболонками землі.

Оскільки СО2 є парниковим газом, від його концентрації безпосередньо залежить клімат планети. Пов'язано це з тим, що він створює парниковий ефект – поглинає та утримує інфрачервоне випромінювання. Без цієї властивості середня температура повітря на всій планеті була б на 30 градусів меншою.

Шкода підвищення концентрації СО2 для людини та землі

Вуглекислий газ починає шкодити лише за підвищення допустимої концентрації. Які тут можуть бути негативні наслідки:

• Погіршення загального самопочуття - при перевищенні концентрації СО2 вище 1000 ppm людина стає млявою, з'являється сонливість і важко дихати. Коли рівень вуглекислого газу піднімається понад 1400 ppm, помітно знижується працездатність, засипати стає важко. При досягненні обсягу СО2 3000 ppm і вище у людини частішає пульс, може початися нудота. Поява перелічених симптомів зазвичай відбувається при тривалому знаходженні в непровітрюваному приміщенні. Щоб вирішити цю проблему, можна встановити в кімнаті систему припливної вентиляції.Тоді у вашому будинку завжди буде свіже повітря, збагачене киснем.
• Зростання кількості виробництв і вихлопних газів посилює парниковий ефект. -за танення льодовиків, часте настання природних катаклізмів, збільшення площі пустель, сильне закислення води в океані, внаслідок чого гинуть багато його мешканців, різка зміна клімату тощо.

Область застосування СО2

Відповідаючи на запитання, що таке СО2, не можна не відзначити роль цієї хімічної сполуки в промисловій сфері. Сьогодні вона активно використовується в різних галузях, починаючи з виробництва харчових продуктів і закінчуючи медициною.

Розглянемо кілька найбільш поширених областей застосування СО2:

1. Харчова промисловість - тут даний газ використовується як розпушувач для тесту, консерванту (харчова добавка Е290). Також вуглекислий газ є незамінним компонентом при виробництві газованої води, лимонаду та інших напоїв.
2. Авіамоделювання - СО2 у балончиках є джерелом енергії, що забезпечує роботу двигунів літаків.
3. Лабораторні дослідження - у цій галузі СО2 більше використовується у вигляді "сухого льоду".
4. Пожежна безпека – сьогодні для гасіння пожеж активно використовуються автоматичні вуглекислотні установки.

Як видно, вуглекислий газ відіграє велику роль для людини і всієї планети, беручи участь у різних біологічних, кліматичних та хімічних процесах. своє житло від високих обсягів СО2 цілком у наших силах!