EL PAPER DEL DIÒXID DE CARBONI A LA NATURA I A L’ATMOSFERA

 

Els pigments fotosintètics de les plantes verdes, les algues i els cianobacteris canalitzen la transformació de l'energia solar en l'energia química que conté la matèria orgànica. Però l’única font de carboni que poden utilitzar els vegetals per  sintetitzar aquesta matèria és el diòxid de carboni de l'atmosfera o de l'aigua.

 

Aquest procés, que en diem fotosíntesi, s'alimenta, doncs, de llum, diòxid de carboni i aigua. El resultat final és la producció de matèria orgànica i oxigen. Els organismes autòtrofs o productors primaris posen així carboni (nutrients) i energia a disposició dels altres éssers vius. El procés invers, la respiració aeròbica,  retorna - amb consum d’oxigen - el diòxid de carboni a l’atmosfera o als oceans.

 

Però existeix sempre una fracció no consumida del carboni fixat, que alguns científics situen generalment al voltant del 90 % (un dels números màgics de la ciència ecològica). Aquesta matèria orgànica serà mineralitzada en algun moment pels descomponedors (fongs i bacteris), o acumulada en forma de combustibles fòssils (carbó, petroli, gas natural).

 

La reserva de carboni quantitativament més important és, però, la de les roques carbonatades. El carbonat càlcic es forma també a partir del diòxid de carboni en un medi alcalí, per precipitació química o biogènica (closques dels mol·luscs, concrecions dels esculls coral·lins, etc.). No obstant això, els intercanvis roques-atmosfera o combustibles fòssils-atmosfera (si no considerem la influència humana) es produeixen a escala geològica. D’aquesta manera, la renovació i consum del diòxid de carboni de l’atmosfera a curt termini sembla estar principalment a càrrec dels organismes i de la difusió atmosfera-oceans.

BIOGEOQUÍMICA DEL DIÒXID DE CARBONI

 

DISTRIBUCIÓ DEL CARBONI AL PLANETA

 

 

ORIGEN DE LES EMISSIONS DE CO₂ A L’ATMOSFERA

                  

 

 El carboni i l’energia continguts en els combustibles fòssils poden romandre per terme mitjà confinats durant uns 600 milions d’anys. Però l’home ha descobert la manera d’explotar aquest recurs per a alimentar la nova civilització. L’emissió anual de 7 Gigatones de diòxid de carboni a l’atmosfera (de les quals 2 Gt podrien ser absorbides pels oceans), sense constituir la font principal, dóna sobrada notorietat a la nostra presència en el planeta, i la persistència en el temps d’aquesta injecció extra, és, amb molta probabilitat, la causa del notable augment dels nivells del gas carbònic en l’atmosfera. S’ha estimat que fins 1970 l’home ha emès 1.12±0.14x10¹⁷ g. de carboni, corresponent a 4.1±0.5x10¹⁷ g de CO₂,  quantitat que representa un 18% de la totalitat del CO2 present a l’atmosfera a final del segle XIX.

 

L’AUGMENT DE LA CONCENTRACIÓ DE DIÒXID DE CARBONI A L’ATMOSFERA A PARTIR DE LES DADES

 

En el darrer informe publicat pel CDIAC hi trobem dades sobre variacions al llarg del temps - fins a 400.000 anys - de les concentracions de gasos hivernacle (CO_2, CH₄, N₂O, CFC-11, CFC-12) i temperatura. En total són 48 registres moderns i 2 històrics pertanyents a 36 estacions d’observació. Les tècniques utilitzades són diverses, depenent de les estacions d’observació i laboratoris, però avui en dia la necessitat d’homologació ha fet que les principals observacions publicades siguin quantitativament comparables.

 

En els registres històrics, la tècnica fonamental és l’anàlisi per cromatografia de gasos de les bombolles d’aire confinades als gels dels casquets polars. Els registres de l’observatori de Vostok i Siple, a l’Antàrtida, són , ara per ara, els més complets i valuosos. Indirectament, es poden estimar també dades climatològiques de caràcter històric valorant les concentracions d’isòtops als anells dels arbres.

 

Les medicions modernes, però, es van iniciar durant L’Any Internacional Geofísic (1958) a Mauna Loa (Hawaii). Aquest observatori gaudeix d’una localització molt favorable, fora de la influència de la vegetació i l’activitat humana, i posseeix el registre més llarg disponible per a un sol lloc i una sola tècnica de mesurament. Possiblement les dades d’aquesta estació siguin també les més citades i representades, almenys la seva cèlebre gràfica “en serra” que confirma l’increment continuat de la concentració atmosfèrica de diòxid de carboni durant els darrers 32 anys, passant de 315.83 ppmv el 1959 a 353.95 ppmv el 1990, amb oscil·lacions de tipus estacional que expliquen les “dents” de la gràfica.

 

Confirmant les dades, sobre la base que el confinament de bombolles d’aire en el gel només esdevé a fondàries entre 64 i 76 m, s’ha determinat a l’estació de Siple que la concentració al voltant de 1750 era de 280±5 ppmv, i que s’ha incrementat fins 345 ppmv en 1984. Aquest augment, sense precedents en el registre de 160.000 anys disponible, és atribuït essencialment a factors antropogènics (Neftel, 1985). Però, respecte a la interpretació dels canvis a llarg termini, es correlacionen les concentracions de diòxid de carboni i els canvis climàtics a gran escala amb els períodes de precessió orbital, principal causa atribuïda de les glaciacions.

 

Tot i que algunes estacions han enregistrat dades contradictòries, sempre per a períodes curts, amb tècniques mal contrastades o en llocs sotmesos a variacions locals, aquest creixement continuat de les concentracions de CO₂  durant els últims anys dista de ser un “artefacte” produït per les tècniques d’observació. Hores d’ara està fora de dubte i constitueix, com hem dit, un dels indicis de la presència d’una civilització industrial sobre el planeta Terra