Diòxid de carboni a l'atmosfera terrestre
constituent atmosfèric; gasos d'efecte hivernacle / From Wikipedia, the free encyclopedia
A l'atmosfera terrestre, el diòxid de carboni és un gas traça que juga un paper integral en l'efecte hivernacle, el cicle del carboni, la fotosíntesi i el cicle del carboni oceànic. És un dels diversos gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera de la Terra. La concentració mitjana global actual de CO₂ a l'atmosfera és de 421 ppm al maig de 2022 (0,04%).[3] Es tracta d'un augment del 50% des de l'inici de la Revolució Industrial, des de les 280 ppm durant els 10.000 anys anteriors a mitjans del segle XVIII.[4][3] [5] L'augment es deu a l'activitat humana.[6] La crema de combustibles fòssils és la principal causa d'aquest augment de les concentracions de CO₂ i també la principal causa del canvi climàtic. Altres grans fonts antropogèniques inclouen la producció de ciment, la desforestació i la crema de biomassa.
Tot i que és transparent a la llum visible, el diòxid de carboni és un gas d'efecte hivernacle que absorbeix i emet radiació infraroja a les seves dues freqüències de vibració infraroja actives. CO2 absorbeix i emet radiació infraroja a longituds d'ona de 4,26 μm (2.347 cm−1) (mode vibracional d'estirament asimètric) i 14,99 μm (667 cm−1) (mode vibracional de flexió). Té un paper important en la influència de la temperatura superficial de la Terra a través de l'efecte hivernacle.[7] L'emissió de llum de la superfície terrestre és més intensa a la regió infraroja entre 200 i 2500 cm−1,[8] a diferència de l'emissió de llum del Sol molt més calent que és més intensa a la regió visible. L'absorció de la llum infraroja a les freqüències de vibració del CO2 atmosfèric atrapa l'energia prop de la superfície, escalfant la superfície i l'atmosfera inferior. Menys energia arriba a l'atmosfera superior, que per tant és més fresca a causa d'aquesta absorció.[9]
Els augments de les concentracions atmosfèriques de CO2 i altres gasos d'efecte hivernacle de llarga vida com el metà, l'òxid nitrós i l'ozó augmenten l'absorció i l'emissió de radiació infraroja per l'atmosfera, provocant l'augment observat de la temperatura global mitjana i l'acidificació dels oceans. Un altre efecte directe és l'efecte de fertilització amb CO₂. Aquests canvis causen una sèrie d' efectes indirectes del canvi climàtic sobre el medi físic, els ecosistemes i les societats humanes. El diòxid de carboni exerceix una influència global més gran sobre l'escalfament que tots els altres gasos d'efecte hivernacle junts.[10] Té una vida atmosfèrica que augmenta amb la quantitat acumulada de carboni fòssil extret i cremat, a causa del desequilibri que aquesta activitat ha imposat al cicle ràpid del carboni de la Terra.[11] Això significa que una part (un 20-35%) projectat del carboni fòssil transferit fins ara persistirà a l'atmosfera com a nivells elevats CO2 durant molts milers d'anys després que aquestes activitats de transferència de carboni comencin a disminuir.[12][13][14] El cicle del carboni és un cicle biogeoquímic en el qual s'intercanvia carboni entre els oceans, el sòl, les roques i la biosfera de la Terra. Les plantes i altres fotoautòtrofs utilitzen l'energia solar per produir carbohidrats a partir del diòxid de carboni atmosfèric i l'aigua mitjançant la fotosíntesi. Gairebé tots els altres organismes depenen dels hidrats de carboni derivats de la fotosíntesi com a font principal d'energia i compostos de carboni.
La concentració atmosfèrica actual de CO2 és la més alta dels últims 14 milions d'anys.[15] Les concentracions de CO2 a l'atmosfera van ser tan altes com 4.000 ppm durant el període Cambrià fa uns 500 milions d'anys, i tan baixes com 180 ppm durant la glaciació quaternària dels darrers dos milions d'anys.[16] Els registres de temperatura reconstruïts durant els darrers 420 milions d'anys indiquen que les concentracions CO2 atmosfèriques van assolir un màxim d'aproximadament 2.000 ppm durant el període Devonià (400 Ma) i de nou en el període Triàsic (220–200 Ma) i va ser quatre vegades els nivells actuals durant el període Juràssic (201–145 Ma).[17][18]