Inimese aktiivsus on juba saavutanud sellise ulatuse, et süsinikdioksiidi üldsisaldus Maa atmosfääris on saavutanud maksimaalsed lubatud väärtused. Looduslikud süsteemid – maa, atmosfäär, ookean – on hävitava mõju all.
Olulised faktid
Süsinikdioksiidi sisaldus Maa atmosfääris on viimase sajandi jooksul pidev alt suurenenud. Lisaks CO2 satub sinna ka teisi gaase, mis ei kuulu globaalse ökoloogilise süsteemi looduslike komponentide hulka.
Näiteks hõlmavad need fluoroklorosüsivesinikke. Need gaasilisandid eraldavad ja neelavad päikesekiirgust, mis mõjutab planeedi kliimat. CO2, teisi atmosfääri sisenevaid gaasilisi ühendeid nimetatakse kasvuhoonegaasideks.
Ajalooline taust
Kui suur on süsinikdioksiidi kogus atmosfääris? Svante Arrhenius mõtles selle küsimuse üle omal ajal. Ta suutis tõestada seost süsinikdioksiidi heitkoguste ja kliimamuutuste vahel. Teadlane märkis, et mineraalide põletamisel suureneb süsinikdioksiidi sisaldus atmosfääris järsult.
Ta hoiatas, et põletatud kütuse mahu suurenemine võib viia Maa kiirgusbilansi rikkumiseni.
Moodne tegelikkus
Täna satub rohkem süsihappegaasi atmosfääri kütuse põletamisel, aga ka metsade raadamisest tulenevate muutuste tõttu looduses, põllumajandusmaa suurenemise tõttu.
Süsinikdioksiidi mõju mehhanism elusloodusele
Süsinikdioksiidi taseme tõus atmosfääris põhjustab kasvuhooneefekti. Kui vingugaas (IV) on lühilainelise päikesekiirguse ajal läbipaistev, siis neelab see pikalainelist kiirgust, kiirgades energiat igas suunas. Selle tulemusena suureneb oluliselt süsihappegaasi sisaldus atmosfääris, Maa pind kuumeneb ja atmosfääri alumised kihid muutuvad kuumaks. Süsinikdioksiidi koguse hilisema suurenemisega on globaalsed kliimamuutused võimalikud.
Seetõttu on oluline ennustada süsinikdioksiidi koguhulka Maa atmosfääris.
Allikadatmosfääri sissepääs
Nende hulgas on ka tööstusheiteid. Süsinikdioksiidi sisaldus atmosfääris suureneb inimtekkeliste heitmete tõttu. Majanduskasv sõltub otseselt põletatud loodusvarade hulgast, kuna paljud tööstusharud on energiamahukad ettevõtted.
Statistiliste uuringute tulemused näitavad, et alates eelmise sajandi lõpust on paljudes riikides toimunud energia erikulude vähenemine koos elektrihindade olulise tõusuga.
Selle tõhus kasutamine saavutatakse tehnoloogilise protsessi, sõidukite moderniseerimisega, uute tehnoloogiate kasutamisega tootmistöökodade ehitamisel. Mõned arenenud tööstusriigid on liikunud töötleva ja toorainetööstuse arendamiselt nende valdkondade arendamisele, mis tegelevad lõpptoote valmistamisega.
Süsinikdioksiidi protsent atmosfääris ei ole püsiv väärtus. Tootmisbaasi minimaalse arengu ja tiheda metsa olemasolu korral on sellel minimaalne jõudlus.
Suurtes suurlinnapiirkondades, millel on tõsine tööstuslik baas, on süsinikdioksiidi heitkogused atmosfääri oluliselt suuremad, kuna CO2 on sageli selliste tööstusharude kõrvalsaadus, mille tegevus rahuldab haridusvajadused, meditsiin.
Arengumaades peetakse kvaliteetse kütuse kasutamise olulist suurenemist 1 elaniku kohta tõsiseks teguriks kõrgemale elatustasemele üleminekul. Idee sõnul käib praegu väljakus jätkuv majanduskasv ja elatustase on võimalik ilma põletatud kütusekogust suurendamata.
Sõltuv alt piirkonnast on süsinikdioksiidi sisaldus atmosfääris vahemikus 10–35%.
Energiatarbimise ja CO2-heite vaheline seos
Alustame sellest, et energiat ei toodeta ainult selle saamise pärast. Arenenud tööstusriikides kasutatakse suuremat osa sellest tööstuses, hoonete kütmiseks ja jahutamiseks ning transpordiks. Suuremate teaduskeskuste läbiviidud uuringud on näidanud, et energiasäästlike tehnoloogiate kasutamisel on võimalik saavutada süsinikdioksiidi heitkoguste märkimisväärne vähenemine Maa atmosfääri.
Näiteks suutsid teadlased välja arvutada, et kui USA läheks tarbekaupade tootmisel üle vähem energiamahukatele tehnoloogiatele, vähendaks see atmosfääri sattuva süsinikdioksiidi kogust 25%. Globaalses mastaabis vähendaks see kasvuhooneefekti probleemi 7%.
Süsinik looduses
Maa atmosfääri süsihappegaasi heitkoguste probleemi analüüsides märgime, et selle osaks olev süsinik on bioloogiliste organismide eksisteerimiseks eluliselt tähtis. Selle võime moodustada keerulisi süsinikahelaid (kovalentseid sidemeid) viib eluks vajalike valgumolekulide ilmumiseni. Biogeense süsiniku tsükkel on keeruline protsess,sest see ei hõlma mitte ainult elusolendite toimimist, vaid ka anorgaaniliste ühendite ülekannet erinevate süsinikureservuaaride vahel ja ka nende sees.
Nende hulka kuuluvad atmosfäär, mandri mass, sealhulgas pinnas, aga ka hüdrosfäär, litosfäär. Viimase kahe sajandi jooksul on biosfäär-atmosfäär-hüdrosfäär süsteemis täheldatud muutusi süsinikuvoogudes, mis oma intensiivsuselt ületavad oluliselt selle elemendi geoloogiliste protsesside ülekandekiirust. Seetõttu peame piirduma süsteemisiseste suhete, sealhulgas pinnase, arvestamisega.
Tõsiseid uuringuid süsinikdioksiidi kvantitatiivse sisalduse määramise kohta maakera atmosfääris hakati läbi viima alates eelmise sajandi keskpaigast. Selliste arvutuste pioneer oli Killing, kes töötab kuulsas Mauna Loa observatooriumis.
Vaatluste analüüs näitas, et süsinikdioksiidi kontsentratsiooni muutusi atmosfääris mõjutavad fotosünteesi tsükkel, taimede hävimine maismaal, aga ka aastane temperatuurimuutus ookeanides. Katsete käigus õnnestus välja selgitada, et põhjapoolkeral on süsinikdioksiidi kvantitatiivne sisaldus oluliselt suurem. Teadlased on oletanud, et see on tingitud asjaolust, et suurem osa inimtegevusest saadavast sissetulekust langeb sellele poolkerale.
Analüüsiks võeti õhuproovid ilma erimeetoditeta, lisaks ei võetud arvesse suhtelisi ja absoluutseid arvutusvigu. Liustiku tuumades sisalduvate õhumullide analüüsimise kaudu suutsid teadlased seda tehakehtestada andmed süsinikdioksiidi sisalduse kohta maakera atmosfääris vahemikus 1750-1960
Järeldus
Viimaste sajandite jooksul on mandri ökosüsteemides toimunud olulisi muutusi, põhjuseks inimtekkelise mõju suurenemine. Süsinikdioksiidi kvantitatiivse sisalduse suurenemisega meie planeedi atmosfääris suureneb kasvuhooneefekt, mis mõjutab negatiivselt elusorganismide olemasolu. Seetõttu on oluline minna üle energiasäästlikele tehnoloogiatele, mis võimaldavad vähendada CO2 heitkoguseid2.
