Karbono dioxidoaren ibilbide kezkagarria/El preocupante camino del carbono dioxido

GURE CO2 ISURIEN IBILBIDEA

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1.irudia: urteetan zehar CO2 emisioen bilakaeraz gain gas hauek Lur planetak nola barneratzen dituen adierazten duen grafikoa. (Rockström, J. & Klum, M., 2015. Big World, Small Planet, 2015).

Bistan dugun grafikoak informazio oso baliagarria ahalbidetzen du. Hau irakurriz hainbat galderei eman diezaiokegu erantzuna:

Gizakiak isurtzen duen CO2 kantitate osoa atmosferara al doa?

Ez. Gehitu dugun grafikoan beha daitekeen bezala, Lurrak isurtzen dugun CO2-a modu desberdinean barneratzen du, hain zuzen, hiru eremuetara doa: ozeanoa, landa eremuak eta atmosfera. Azken datuei erreparatuz, atmosferak emisioen erdia xurgatzen du eta ozeano zein landa eremuak beste erdia.

Izaki bizidunek karbono dioxidoaren transferentzian eragina dute?

Bai. CO2-a, modu naturalean, zenbait izaki bizidunen fotosintesia eta arnasketa bidez transferitzen da. Bestalde, erregai fosilen errekuntzak, arnasketak egiten duen papera indartzen du. Erreakzio sinplifikatua hurrengoa litzateke:

CO2 + H2O + energia ⇄ CH2O + O2

Hain zuzen, ezkerretik eskuinera doanean, landare eta algek fotosintesia egiten dute karbonoa finkatuz eta eskuinetik ezkerrera doanean, arnasketak edo errekuntzak materia organikotik karbonoa liberatzen dute. Erregai fosilak, duela milioika urte bizi izan ziren soberakinak dira, hauen deskonposaketak energia ahalbidetzen digularik.

Baina, nola igarotzen da CO2-a atmosfera, landa eremu eta ozeanoaren artean?

Karbonoaren zikloak azaltzen du, prozesu geologiko, kimiko eta fisikoen sistema konplexuak.

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2.irudia: CO2-aren nondik norakoa (Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, 2006)

Zehazki, ozeanoak atmosferatik karbono dioxidoa hartzen du, uretan disolbatuta geratzen delarik eta baita, itsas hondoan, animalien oskolak sortzeko erabiltzen da. Aldi berean, landareek fotosintesia egiten dute CO2-a xurgatuz; ondoren, azken hauek landare jaleek jaten dituzte, gero haragijaleek azken hauek jateko...kate trofikoak aurrera egiten duelarik. Izaki bizidunek arnasketa zelularra egiten dute, atmosferara itzultzen delarik karbono dioxidoa, alabaina, ez doa horra bakarrik, ozeanoetara baitoa ere. Bestetik, CO2-a, zonalde hezeetan (zingira, lokazti...etab.) metatzen da, petrolioa, gasa eta ikatz izateko prozesua hasten duelarik. Organismo deskonposatzaileek, hondakin organikoak, gorpuzkinak, gorotzak...etab. deskonposatu eta mineralizatu egiten dute, karbonato moduan.

Erregai fosilen erabilerak zikloa alteratu du?

Bai. Alde batetik, ozeanoetan arazo larri bat dago. Jakina da karbono dioxidoa urarekin elkartzen denean, azido karbonikoa eratzen dela, gero karbonatozko oskolak egiteko erabiltzen delarik:

CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ H+ HCO2

Baina, atmosferan dagoen kontzentrazioa hain handia izanik, ozeanoak karbono dioxido gehiago hartzen du eta kantitate handi honek desoreka eragiten du, itsasoa gehiegi azidotuz. Itsasoaren azidotasuna igoaz, animalia askoren oskolek erreakzionatzen dute, hauek disolbatuz eta beraien bizitza arriskuan jarriz, itsasoko organismoen ugalketan eta hazkuntzan ere ondorio txarrak eragiteaz gain.

Bestetik, berotegi efektuaren tenperaturaren gorakada dela eta, ur gutxiago dago erabilgarri landareentzat, beraz, karbono dioxidoaren erabiltzeko ahalmena txikiagoa da, atmosferatik gutxiago hartzen dutelarik, atmosferan CO2-a handitzean eragina duelarik. Gainera, deforestazioaren eragina CO2 emisioetan ere izugarria da. Landa eremuak kentzearekin, fotosintesia gutxiago burutzen da Lurrean eta beraz CO2 gutxiago bihurtzen da O2. Zuhaitzen mozketak, zuhaitz gutxiago egotea eragiten du, karbono dioxido gutxiago harrapatzen delarik baita ere. Bi gauza hauen ondorioz, atmosfera karbono dioxidoz gehitzen doa, berotegi efektua handitzen delarik (“Klima aldaketa” publikazioa ikusi).

Hortaz, grafikoan, hiru eremuak aldatzen dira. Izan ere, isuritako CO2-a orekatu ahal izateko landa eremuko CO2 xurgatua (berdez) txikitu eta ozeano (urdinez) zein atmosferako CO2-a (laranjaz) handitu egiten dira.

1950. urtea markatua dago grafikoan. Zergatik?

Urte horretatik aurrera aldaketa izugarria ematen hasi zen, hain zuzen petroliotik energia ateratzen ikasi zuelako gizakiak. Industria iraultzen aurretik, gizakia baliabide berriztagarrien bidez moldatzen zen bere egunerokotasunean, hala nola, bere indarrez, haizeaz, uraz edota eguzkiaz. Denborak aurrera egin ahala, gizakia baliabide fosilen erabileran sartu zen; lehenengoz, lurrunezko makinaren asmakuntzarekin, ikatza erabiltzen hasi zen eta aurrerago, berriz, petrolioak hartu zuen protagonismoa. Pausu handiena petrolio bidez lortu zen garraio motorizatua izan zen. Funtsean, 1950. urtetik aurrera gizakiak baliabide fosilen erabilerari, batiz bat, petrolioari gogor eman dio eta beraz berotegi efektuko gasak ikaragarri joan dira igotzen urte horretatik. Grafikoan. 1950. urterarte CO2 emisioen hazkuntza modu lasai batean eman zela ikusi daiteke eta hortik aurrera esponentzialki igotzen hasi zela. 1950. urtean ematen den aldaketa hori “Azelerazio Handia” bezala ezagutzen da (aurrerago hitz egingo dugu honen inguruan).

Nola eragin du industria iraultzak naturan?

Jarraian ikusten ditugun grafikoak zuzenki lotuta daude azaldu berri ditugun industria iraultzarekin. Esan bezala, baliabide fosilen erabileraren igoerak ondorio izugarriak ekarri ditu ingurumenerako. Honetaz ohartzeko hurrengo grafikoak begiratuko ditugu: guztira 24 grafiko biltzen dira, bi multzotan banatuta; laranjaz joera sozioekonomikoak (populazioa, garraioa, energiaren erabilera, etab.) eta urdinez Lurreko sistemen joerak (CO2, CH4, ozeanoen azidifikazioa, lurrazaleko tenperatura, etab.).

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3. irudia: “Azelerazio Handia” proposatzeko erabilitako grafikoak (Steffen, W. et al., 2015).

Ondorio nagusiak:

Gizakiaren eraginezko CO2 emisioen igoerarekin batera, CO2 hori barneratzen duten eremu guztiek askoz ere lan gehiago egin beharko dute, hau da, atmosferan CO2 kontzentrazioa igoko da, landa eremuek burutu beharreko erreakzio kimikoak areagotuko dira eta ozeanoen azidifikazioa handituko da. Prozesu hauek guztiak planetako ekosistema guztietan aldaketak eta inpaktuak sortzen dituztelarik. Aipatu beharra dago baita ere, prozesu hauen aldaketak gero eta azkarrago ematen direla urteetan zehar eta honek oraindik eta inpaktu handiagoak sortzen ditu ekosistemetan, izan ere, bertako bizidunek baldintza berrietara egokitzeko zailtasun ugari aurkitzen dituzte.

Landutakoak gure egunerokotasunarekin duen lotura:

Atzo aipatu genuen 2018. urtea izan zela gizakiaren eraginezko CO2 emisioen tasa handieneko urtea. Honek ziurtatzen diguna da lehenengo grafikoko balioak etengabe urteak aurrera egin ahala gorantza doazela. Gainera, ezin dugu alde batera utzi urte honetan zehar Amazonas oihanean eman diren eta eman berri diren Australiako suteen ondoriozko landa eremuen galtzeak suposatzen duen aldaketa grafiko honetan.

Ondorio larrien atarian gaude, emisioen igoerak eta landa eremuen galtzean ozeanoen azidifikazioa eta berotegi efektua areagotzea eragingo dutelako.

Bibliografia:

Rockström, J. & Klum, M., 2015. Big World, Small Planet, 207

Steffen, W. et al., 2015. The Anthropocene Review, 2: 81-98

La vida en la Tierra: El ciclo del carbono. Museo Virtual de la Ciencia. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. http://museovirtual.csic.es/salas/vida/vida12.htm -tik aterata.

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LA RUTA DE NUESTRAS EMISIONES DE CO2

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1.imagen: Gráfico que refleja la evolución de las emisiones de CO2 a lo largo de los años, así como la integración de estos gases en el planeta (Rockström, J. & Klum, M., 2015. Big World, Small Planet, 2015).

El gráfico que se muestra nos permite conocer una información muy útil. Leyéndolo, podemos responder a varias preguntas:

La cantidad total de CO2 que emite el ser humano va a la atmósfera?

No, como puede observarse en el gráfico, la Tierra adquiere de forma distinta el CO2 que emitimos, que va a tres zonas: el océano, las zonas verdes y la atmósfera. Los últimos datos reflejan que la atmósfera absorbe la mitad de las emisiones y las zonas verdes y el océano la otra mitad.

¿Los seres vivos influyen en la transferencia de dióxido de carbono?

Sí. El CO2, de forma natural, se transfiere mediante la fotosíntesis y la respiración de algunos seres vivos. Por otro lado, la combustión de combustibles fósiles refuerza el papel de la respiración. La reacción simplificada sería la siguiente:

CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ H+ HCO2

Se puede entender de la siguiente manera: De izquierda a derecha, las plantas y las algas realizan la fotosíntesis mediante la fijación del carbono y de derecha a izquierda, la respiración o la combustión liberan el carbono de la materia orgánica. Los combustibles fósiles son sobrantes de organismos que vivieron hace millones de años, los cuales nos permiten energía mediante su descomposición.

Pero, ¿cómo pasa el CO2 entre la atmósfera, la zona verde y el océano?

Nos lo explica el ciclo del carbono, un complejo sistema de procesos geológicos, químicos y físicos.

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2.imagen: El camino del CO2 (Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, 2006)

En concreto, el océano adquiere dióxido de carbono desde la atmósfera, quedando disuelto en el agua y también pudiéndose utilizar para producir cáscaras de animales en el fondo del mar. Al mismo tiempo, las plantas realizan la fotosíntesis absorbiendo el CO2 y los herbívoros se alimentan de ellas, después los carnívoros se comen a estos últimos... la cadena trófica avanza. Los seres vivos realizan la respiración celular, volviendo así a la atmósfera el dióxido de carbono, pero también a los océanos. Por otra parte, el CO2 se acumula en zonas húmedas (pantanos, fangos... etc.), iniciando el proceso de creación del petróleo, gas y carbón. Los organismos descomponedores, descomponen los residuos orgánicos, cadáveres, excrementos... etc. y los mineralizan como carbonato.

¿El uso de combustibles fósiles ha alterado el ciclo?

Sí, por un lado, en los océanos ha creado un grave problema. Es sabido que cuando el dióxido de carbono se asocia con agua, se forma el ácido carbónico, que luego se utiliza para fabricar cáscara de carbonato:

CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ H+ HCO2

Sin embargo, la concentración en la atmósfera es tan grande que el océano adquiere más dióxido de carbono y esta gran cantidad provoca desequilibrios, aumentando la acidez del mar. Este aumento hace que las conchas de los animales reaccione y se disuelva, amenazando su vida, además de las consecuencias negativas en la reproducción y crecimiento de los organismos marinos.

Por otro lado, debido al aumento de la temperatura del efecto invernadero, existe menos agua disponible para las plantas para que puedan usar el dióxido de carbono, por lo que su capacidad de uso de dióxido de carbono es menor. La deforestación también es un gran causante de las emisiones de CO2 ya que la eliminación de las zonas verdes,hace que se realice menos fotosíntesis en la Tierra, por lo que absorben menos CO2. Entonces, la tala de árboles disminuye la captura de dióxido de carbono. Como consecuencia de estas dos cosas, la atmósfera aumenta en cantidad de dióxido de carbono, potenciando el efecto invernadero (ver la publicación "cambio climático").

Por tanto, en el gráfico, se modifican los tres campos. Para equilibrar el CO2 emitido se incrementa el CO2 absorbido por la zona verde (en verde) y aumentan el CO2 atmosférico (naranja) y el oceánico (azul).

El año 1950 está marcado en el gráfico. ¿Por qué?

A partir de ese año se empezó a dar un gran cambio debido a que el ser humano aprendió a sacar energía del petróleo. Antes de la revolución industrial, el ser humano, en su día a día, se manejaba a través de recursos renovables como el viento, el agua o el sol. Con el paso del tiempo, introdujo en el uso de recursos fósiles; primeramente, con la invención de la máquina de vapor, se empezó a utilizar el carbón y más adelante el petróleo. El mayor paso fue el transporte motorizado de petróleo. En definitiva, a partir de 1950 el ser humano se ha dedicado a la utilización de recursos fósiles ( sobre todo el petróleo) por lo que los gases de efecto invernadero han aumentado enormemente desde entonces. En el gráfico,se observa que hasta el año 1950 el crecimiento de las emisiones de CO2 se dio de una forma calmada y comenzó a subir exponencialmente. Este cambio en 1950 se conoce como "gran aceleración" (hablaremos más adelante sobre esto).

¿Cómo ha influido la revolución industrial en la naturaleza?

Los siguientes gráficos están directamente relacionados con la revolución industrial que acabamos de explicar. Como hemos dicho, el aumento del uso de los recursos fósiles ha provocado enormes consecuencias para el medio ambiente. Para ello, se observan los siguientes gráficos:: un total de 24, divididos en dos grupos; en naranja las tendencias socioeconómicas (población, transporte, el uso de la energía, etc.) y en azul tendencias de los sistemas de la Tierra (CO2, CH4, acidificación de los océanos, temperatura terrestre, etc.).

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Figura 3: gráficos utilizados para la propuesta de "La gran aceleración" (Steffen, W. et al., 2015).

Conclusiones generales:

Junto con el aumento de las emisiones antropogénicas de CO2, todas las zonas que integran este CO2 deberán trabajar muchísimo más, ya que aumentan la concentración de CO2 en la atmósfera, las reacciones químicas que a realizar por la zona verde y la acidificación de los océanos. Todos estos procesos producen cambios e impactos en todos los ecosistemas del planeta. Hay que señalar también que los cambios de estos procesos se producen cada vez más rápidamente en los ecosistemas, y que generan todavía mayores impactos ya que sus seres vivos encuentran muchas dificultades para adaptarse a las nuevas condiciones.

La relación de lo trabajado con nuestro día a día:

Ayer hablábamos de que el año 2018 fue el año de mayor tasa de emisiones antropogénicas de CO2, lo que nos asegura que los valores del primer gráfico van creciendo a medida que pasan los años. Además, no podemos dejar de lado los grandes cambios que generan en nuestro gráfico los incendios que tuvieron lugar en este año en la selva de Amazonas y los incendios actuales de Australia.

Nos encontramos ante una situación crítica ya que el continuo aumento de las emisiones de CO2 y los procesos de deforestación, dan lugar al aumento de la acidificación de los océanos y del efecto invernadero.

Bibliografía:

Rockström, J. & Klum, M., 2015. Big World, Small Planet, 207

Steffen, W. et al., 2015. The Anthropocene Review, 2: 81-98

La vida en la Tierra: El ciclo del carbono. Museo Virtual de la Ciencia. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Recuperado de: http://museovirtual.csic.es/salas/vida/vida12.htm