Lavello in carbonio Carbon

Nelle geoscienze, un serbatoio naturale viene definito come un deposito di carbonio (nota anche come anidride carbonica lavandino o CO 2 lavabo ) , che - visti in scale temporali geologiche - temporaneamente assorbe e memorizza carbonio . I pozzi di assorbimento del carbonio fanno parte del ciclo del carbonio e sono stati di grande importanza per il clima terrestre fin dall'antichità. Nel 21 ° secolo stanno attraendo particolare attenzione perché assorbono l'artificiale serra gas anidride carbonica (CO 2 ) dall'atmosfera e possono quindi indebolire l' effetto serra . D'altra parte, c'è anche il rischio che la CO 2 fuoriesca nuovamente dai pozzi di assorbimento del carbonio se cambiano le condizioni quadro . Pertanto, svolgono un ruolo importante nel contesto del riscaldamento globale .

Importanti pozzi di carbonio nella biosfera

Nella biosfera , la maggior parte del carbonio è incorporata nei composti organici . I seguenti pozzi di carbonio svolgono un ruolo importante:

Ecosistemi terrestri

Gli ecosistemi terrestri contengono carbonio nei composti organici sia nella loro biomassa vivente che nell'humus dei loro suoli . Se gli stock di carbonio aumentano in un ecosistema (cioè la somma degli stock di carbonio nella biomassa e nel suolo), questo ecosistema è un pozzo di carbonio.

Con la fotosintesi prelevano dalle piante (e in quantità minore, alcuni tipi di batteri ) l'anidride carbonica dall'atmosfera e costruiscono il carbonio in materiale organico a. Alcune di queste sostanze organiche servono come cibo per animali e microrganismi . Le sostanze organiche che non fanno più parte degli esseri viventi vengono aggiunte al suolo come lettiera e lì formano l'humus. Oltre agli organismi morti, la lettiera include z. B. anche foglie e aghi caduti, essudati radicali ed escrementi di animali. La maggior parte della lettiera viene mineralizzata dopo poco tempo da batteri e funghi , con il carbonio dei composti organici che viene riconvertito in anidride carbonica e rilasciato nell'atmosfera. Anche il fuoco si converte in carbonio legato organico in anidride carbonica. Se un ecosistema deve fungere da pozzo di carbonio, devono essere perseguiti due obiettivi: più biomassa e più humus (più rifiuti, meno mineralizzazione).

La forma di utilizzo del suolo ha un'influenza significativa sullo stoccaggio del carbonio nel suolo . Con l'agricoltura ecologica , è possibile aumentare gli input di carbonio nel suolo, poiché si può formare più biomassa radicale rispetto all'agricoltura convenzionale . Come mostra il diagramma seguente, più del doppio di carbonio è immagazzinato nel suolo in tutto il mondo rispetto alla biomassa vivente, sebbene questo diagramma mostri solo le scorte di carbonio del misuratore più alto per i suoli.

Diagramma del ciclo del carbonio . I numeri neri indicano quanti miliardi di tonnellate di carbonio (Gt C) ci sono nei vari giacimenti. I numeri blu mostrano la quantità di carbonio scambiata tra i singoli impianti di stoccaggio all'anno.

Nel ciclo del carbonio , il carbonio viene scambiato tra pozzi di carbonio e fonti di carbonio. La più importante fonte di carbonio è attualmente il consumo in costante crescita di combustibili fossili come petrolio greggio , gas naturale o carbone . Inoltre, i processi di cui sopra rilasciano carbonio dagli ecosistemi.

boschi

Le foreste hanno alti stock di carbonio, sia nella loro biomassa che nei loro suoli, dove nelle foreste boreali di conifere quasi la metà è rappresentata dalla rete fungina sotterranea .

L'imboschimento è quindi molto efficace per il clima, ma solo se il carbonio legato nel processo non può tornare nell'atmosfera sotto forma di anidride carbonica. Le foreste vicino all'equatore sono più in grado di assorbire CO 2 dall'atmosfera , mentre le foreste a latitudini più elevate hanno maggiori probabilità di emettere CO 2 in generale. Inoltre, le foreste boreali di conifere hanno un effetto albedo inferiore rispetto alle aree innevate e prive di foreste. Ben oltre il 50 percento di tutto il carbonio terrestre è immagazzinato nelle foreste nordiche.

Le foreste pluviali tropicali erano precedentemente considerate serbatoi di carbonio particolarmente grandi. Tuttavia, secondo uno studio pubblicato nel 2020, questo effetto sembra indebolirsi o invertirsi a causa del riscaldamento globale.

Studi scientifici con foreste fertilizzate con CO 2 indicano che rilasciano ulteriore CO 2 attraverso la respirazione del suolo . Un esperimento all'aperto dalla Università di Basilea e l' Istituto Paul Scherrer trovato nessuna promozione della crescita tra gli alberi esaminati, nonostante la CO 2 fecondazione.

Uno studio del marzo 2020 condotto da circa 100 istituzioni su un periodo di 30 anni mostra che la capacità delle foreste tropicali di assorbire CO 2 sta diminuendo a causa del cambiamento climatico e della deforestazione . Nello studio, gli scienziati utilizzano dati e modelli per proiettare un declino a lungo termine nel pozzo africano di CO 2 - 14% entro il 2030 - e un cambiamento nella foresta pluviale amazzonica in una fonte di CO 2 - invece di un pozzo - entro la metà del 2030, come è successo intorno al 2013 a 32 ~ 15 anni di foreste stagionali brasiliane osservate.

Mori

Anche Moore legano l'anidride carbonica mentre crescono. Prima della fine di questo secolo, potrebbero trasformarsi da un pozzo di carbonio a una fonte di carbonio attraverso un ulteriore peeling o drenaggio, la morte del muschio di torba a causa del riscaldamento e degli incendi. Tuttavia, la situazione dei dati è ancora molto incerta.

praterie

Praterie, quindi z. B. steppe e savane hanno anche un alto potenziale come pozzo di carbonio. Come hanno stabilito gli scienziati dell'Università di Lund, l'anidride carbonica legata dalla loro attività fotosintetica annuale corrisponde a circa un terzo delle emissioni annuali di anidride carbonica antropogenica. Ci sono molti incendi nelle savane, la maggior parte dei quali sono causati dall'uomo. È quindi particolarmente importante compensare l'anidride carbonica legata con l'anidride carbonica che viene rilasciata nell'atmosfera attraverso la mineralizzazione o il fuoco.

Limitazione dell'assorbimento di CO 2 a causa della mancanza di nutrienti

Se il terreno non contiene abbastanza nutrienti , le piante cresceranno più lentamente. Quindi non puoi nemmeno assorbire tanta CO 2 . Questo dovrebbe essere preso in considerazione nei modelli di calcolo per l' assorbimento di CO 2 da parte degli ecosistemi. Tali modelli sono già disponibili per azoto e fosforo . A lungo termine, si prevedono problemi con l'approvvigionamento di fosforo.

Dissipatore di carbonio nei sistemi acquatici

Gli oceani svolgono un ruolo importante nel ciclo del carbonio . Secondo una ricerca condotta dall'ETH di Zurigo , gli oceani del mondo hanno assorbito un totale di 34 gigatonnellate (miliardi di tonnellate) di carbonio artificiale dall'atmosfera tra il 1994 e il 2007 . Ciò corrisponde a circa il 31% della produzione totale di anidride carbonica prodotta dall'uomo durante questo periodo. Rispetto agli ultimi 200 anni, l'assorbimento di CO 2 è aumentato proporzionalmente alla sua crescente concentrazione nell'atmosfera. Una saturazione degli oceani con una riduzione della diffusione di CO 2 non è ancora stata stabilita.

Il tasso di assorbimento varia da regione a regione e dipende dallo scambio delle acque superficiali con gli strati più profondi. Circa il 40% dell'assunzione avviene nell'Oceano Meridionale . Il motore per il trasferimento della CO 2 nelle acque profonde è la circolazione termoalina . È anche il più grande fattore di incertezza per prevedere le prestazioni future come pozzo di carbonio, perché è uno dei classici elementi di ribaltamento nel sistema climatico terrestre

Lo stoccaggio della CO 2 nell'oceano ha il suo prezzo: l' acqua del mare sta diventando sempre più acida . Questo effetto può essere dimostrato fino a una profondità di 3000 m. Ha effetti negativi su vari ecosistemi .

La litosfera come riserva di carbonio

In epoca geologica, il serbatoio di carbonio più importante è la litosfera , che contiene il 99,8% del carbonio presente sulla terra; principalmente come un carbonato come la calce . Dalla litosfera nessuna quantità significativa di carbonio rientra nel ciclo biologico del carbonio.

Nella crosta terrestre sono presenti grandissime quantità di opportuni minerali di silicato che , a lungo termine, rimuoveranno in modo permanente grandi quantità di CO 2 dall'atmosfera convertendole in carbonati . Tuttavia, le corrispondenti reazioni chimiche avvengono così lentamente che la litosfera non può funzionare come pozzo in un processo di rimozione dell'anidride carbonica per le attuali emissioni di anidride carbonica, almeno a breve e medio termine . Un'accelerazione artificiale di questi processi attraverso l'estrazione e la frantumazione dei corrispondenti silicati e l'uso di acidi è teoricamente possibile, ma non realistica su scala mondiale a causa del consumo associato di materiali, energia e paesaggio. Ad esempio, sarebbero necessarie più di otto tonnellate di quelli che sono probabilmente i minerali più adatti del gruppo dei serpentini per rimuovere permanentemente una tonnellata di CO 2 dall'atmosfera.

Secondo una proiezione del 2017 dei ricercatori dell'Università di Lanzhou , le acque endoreiche sono un altro importante pozzo che potrebbe immagazzinare quantità di carbonio su una scala come il mare profondo. Si tratta di corpi idrici privi di deflusso in aree aride con un alto tasso di evaporazione, come il Lago d'Aral . Qui, il carbonio nei composti minerali è fissato a lungo termine. Si presume che ogni anno e nel mondo vengano sottratte in questo modo dal ciclo circa 152 milioni di tonnellate di carbonio.

Guarda anche

link internet

Evidenze individuali

  1. ↑ Più carbonio radicale nei sistemi di coltivazione estensiva: l'inventario dei gas serra è ottimizzato. Agroscope , 7 gennaio 2021, accesso il 7 gennaio 2021 .
  2. ↑ Ett hemligt liv. In: Sveriges natura. N. 4, 2020, pp. 24-28.
  3. ↑ IPCC: IPCC Climate Status Report 2013. 27 settembre 2013, consultato il 20 luglio 2021 .
  4. ↑ Johannes Winckler, Christian Reick, Julia Pongratz: Differenze nelle variazioni di temperatura locali dovute alla deforestazione tra diversi scenari. In: Lettere di ricerca geofisica. 28 aprile 2017. Estratto il 20 luglio 2021 .
  5. ^ Foreste/foreste primordiali nordiche : Greenpeace Info 1 242 2, Amburgo 01/2008, pdf .
  6. ↑ Wannes Hubau, Simon L. Lewis, Oliver L. Phillips, Kofi Affum-Baffoe, Hans Beeckman: Saturazione asincrona del pozzo di carbonio nelle foreste tropicali africane e amazzoniche . In: Natura . nastro 579 , n. 7797 , marzo 2020, ISSN  1476-4687 , pag. 80–87 , doi : 10.1038 / s41586-020-2035-0 ( nature.com [consultato l'8 marzo 2020]).
  7. ↑ DER SPIEGEL: Cambiamento climatico: le foreste pluviali immagazzinano fino al 30% in meno di CO2 - DER SPIEGEL - Wissenschaft. Estratto l'8 marzo 2020 .
  8. ^ AS Allen, JA Andrews, AC Finzi, R. Matamala, DD Richter e WH Schlesinger (1999): Effetti dell'arricchimento di CO 2 dell'aria libera (FACCIA) sui processi sotterranei in una foresta PINUS TAEDA , in: Applicazioni ecologiche, vol. 10, n. 2, pp. 437-448, abstract in linea
  9. ↑ a b Christian Körner : Alberi forestali in un mondo ricco di CO 2 (PDF; 39 kB)
  10. ↑ Il pozzo di carbonio delle foreste tropicali si sta già rapidamente indebolendo (en-us) . In: phys.org . Estratto il 5 aprile 2020. 
  11. ↑ Le foreste tropicali perdono la loro capacità di assorbire il carbonio, secondo uno studio . In: The Guardian , 4 marzo 2020. Estratto il 5 aprile 2020. 
  12. ↑ Wannes Hubau, Simon L. Lewis, Oliver L. Phillips, Kofi Affum-Baffoe, Hans Beeckman, Aida Cuní-Sanchez, Armandu K. Daniels, Corneille EN Ewango, Sophie Fauset, Jacques M. Mukinzi, Douglas Sheil, Bonaventure Sonké, Martin JP Sullivan, Terry CH Sunderland, Hermann Taedoumg, Sean C. Thomas, Lee JT White, Katharine A. Abernethy, Stephen Adu-Bredu, Christian A. Amani, Timothy R. Baker, Lindsay F. Banin, Fidèle Baya, Serge K Begne, Amy C. Bennett, Fabrice Benedet, Robert Bitariho, Yannick E. Bocko, Pascal Boeckx, Patrick Boundja, Roel JW Brienen, Terry Brncic: Saturazione asincrona del pozzo di carbonio nelle foreste tropicali africane e amazzoniche . In: Natura . Vol. 579, n. 7797 , marzo 2020, pag. 80–87 , doi : 10.1038 / s41586-020-2035-0 , PMID 32132693 , bibcode : 2020Natur.579 ... 80H (inglese).
  13. ↑ Le foreste brasiliane stanno passando da pozzi di assorbimento di carbonio a fonti di carbonio (en) . In: phys.org . 
  14. ↑ Vinícius Andrade Maia, Alisson Borges Miranda Santos, Natália de Aguiar-Campos, Cléber Rodrigo de Souza, Matheus Coutinho Freitas de Oliveira, Polyanne Aparecida Coelho, Jean Daniel Morel, Lauana Silva da Costa, Camila Laís Farrapo, Nathalle Cristine Alencar Fagundes, Gabriela Fagundes Gomes Pires de Paula, Paola Ferreira Santos, Fernanda Moreira Gianasi, Wilder Bento da Silva, Fernanda de Oliveira, Diego Teixeira Girardelli, Felipe de Carvalho Araújo, Taynara Andrade Vilela, Rafaella Tavares Pereira, Lidiany Carolina Arantes da Silva, Gisele Cristina de Oliveira Menino, Paulo Oswaldo Garcia, Marco Aurélio Leite Fontes, Rubens Manoel dos Santos: Il pozzo di carbonio delle foreste tropicali stagionali nel sud-est del Brasile può essere minacciato . In: Progressi scientifici . 6, n. 51, luglio, ISSN  2375-2548 , pagina Eabd4548. bibcode : 2020SciA .... 6.4548M . doi : 10.1126 / sciadv.abd4548 . PMID 33355136 .
  15. ↑ L. Bergmann, M. Drösler: L'importanza delle brughiere come assorbitori di CO2, 2009
  16. ↑ J. Loisel, AV Gallego-Sala, MJ Amesbury et al.: Valutazione esperta della futura vulnerabilità del pozzo di carbonio globale delle torbiere . In: Cambiamenti climatici naturali . 2020, doi : 10.1038/s41558-020-00944-0 .
  17. ↑ sda : Peatlands potrebbe rilasciare miliardi di tonnellate di carbonio. In: tierwelt.ch. 7 dicembre 2020, accesso 8 dicembre 2020 .
  18. ↑ sda: aree di torba proteggono da incendi. In: schweizerbauer.ch . 8 dicembre 2020, accesso 8 dicembre 2020 .
  19. ↑ Viktiga savanner . In: Sveriges Natur , No. 106 - 415, Rivista membro dell'Associazione svedese per la conservazione della natura, Stoccolma, settembre 2015, ISSN  0039-6974 , pagina 16.
  20. ↑ Dr. Daniel Goll: Una mancanza di fosforo ridurrà i futuri pozzi di carbonio. Max Planck Institute for Meteorology, 20 febbraio 2013, consultato il 25 aprile 2021 .
  21. ↑ a b c Michael Keller: Lavello marino destinato alla CO2 artificiale. ETH Zurigo, Stampfenbachstrasse 69, 8092 Zurigo (Svizzera), 14 marzo 2019, accesso 27 aprile 2021 .
  22. ^ J. Terhaar, TL Frölicher, F. Joos: pozzo di carbonio antropogenico dell'Oceano meridionale vincolato dalla salinità della superficie del mare . In: Progressi scientifici . 28 aprile 2021, doi : 10.1126 / sciadv.abd5964 .
  23. ↑ Dimezzata l'incertezza sull'assorbimento di CO2 nell'Oceano Antartico. Università di Berna , 28 aprile 2021, accesso il 2 maggio 2021 .
  24. ↑ Yu Li et al.: Sostanziali serbatoi di carbonio inorganico in bacini di drenaggio chiusi a livello globale . In: Geoscienze naturali . Giugno 2017, doi : 10.1038/ngeo2972 . Rapporto su questo: Bobby Magill: i bacini del deserto potrebbero contenere i lavelli di carbonio "mancanti". In: clima centrale. 20 giugno 2017. Estratto il 26 giugno 2017 .