कार्बन सायकल: आपण वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड (CO2) कसे कमी करू शकतो?
आपल्याला माहित आहे की जीवन Carbon Dioxide (CO2) शिवाय अस्तित्वात नाही, जे डीएनए, प्रथिने आणि कार्बोहायड्रेट्ससह जटिल रेणूंचा एक आवश्यक घटक आहे. नासा येथील पृथ्वी वेधशाळेनुसार कार्बन हा विश्वातील चौथा सर्वात मुबलक घटक आहे. पृथ्वीवरील बहुतेक कार्बन खडकांमध्ये साठवले जातात. बाकीचे वातावरण, महासागर, सजीव, माती आणि जीवाश्म इंधनात असते. कार्बन सायकल – ज्यामध्ये जलद आणि संथ घटक समाविष्ट आहेत – कार्बन नैसर्गिकरित्या या वेगवेगळ्या भांडारांमधून कसे हलते याचे वर्णन करते.
सुमारे 150 वर्षांपूर्वी औद्योगिक क्रांतीच्या सुरुवातीपासून, मानव कोळसा, तेल आणि नैसर्गिक वायू यांसारख्या जीवाश्म इंधनांपासून वातावरणात कार्बन सोडत आहे. या स्रोतांच्या ऊर्जेमुळे उत्पादित वस्तू, ऑटोमोबाईल्स, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि आधुनिक जीवन शक्य करणाऱ्या इतर नवकल्पनांची व्यापक उपलब्धता शक्य झाली. तथापि, अतिरिक्त कार्बन आता हवामानात बदल करत आहे आणि जीवसृष्टीचा समतोल राखणाऱ्या परिसंस्थांना धोका निर्माण करत आहे. अशा प्रकारे, कार्बन उत्सर्जन कमी करणे हे तातडीचे आंतरराष्ट्रीय ध्येय बनले आहे.
जलद कार्बन सायकल
जलद कार्बन चक्र हे मुख्यत्वे पृथ्वीवरील जीवसृष्टीद्वारे कार्बनची हालचाल आहे. वातावरणातील Carbon Dioxide (CO2) प्रकाशसंश्लेषण करत असलेल्या वनस्पतींद्वारे घेतले जाते, जे साखर (सामान्यत: C6H12O6) आणि ऑक्सिजन (O2) तयार करण्यासाठी CO2 आणि पाण्याशी (H2O) एकत्र करण्यासाठी सूर्यप्रकाशातील ऊर्जा वापरतात.
या प्रक्रियेद्वारे कॅप्चर केलेले कार्बन जटिल सेंद्रीय रेणूंच्या वरवर न संपणाऱ्या विविधतेमध्ये समाविष्ट केले जाऊ शकतात कारण वनस्पती वाढतात आणि प्राणी, जीवाणू आणि बुरशी यांचा समावेश असलेल्या परिसंस्थांना समर्थन देतात. मूळ प्रतिक्रियेच्या उलट, साखरेचे रेणू पचन, क्षय किंवा आगीच्या वेळी ऊर्जा आणि CO2 तयार करण्यासाठी तोडले जाऊ शकतात. यासाठी ऑक्सिजन आणि पाण्याचे इनपुट आवश्यक आहे आणि CO2 परत वातावरणात सोडले जाऊ शकते.
मानव वातावरणातील CO2 सह सर्वात परिचित आहेत, परंतु CO2 महासागरात देखील आहे. सूक्ष्म सागरी शैवाल — ज्याला फायटोप्लँक्टन म्हणतात — हे CO2 घेतात आणि प्रकाशसंश्लेषणासाठी सूर्यापासून मिळणारी ऊर्जा वापरतात. नॅशनल जिओग्राफिकच्या म्हणण्यानुसार हे शैवाल सागरी अन्नसाखळीचा आधार बनतात आणि वातावरणातील ५०% ऑक्सिजन पुरवतात.
स्लो कार्बन सायकल
मंद कार्बन सायकलचा सर्वात वेगवान भाग म्हणजे महासागर. महासागराच्या पृष्ठभागावर, कार्बन डाय ऑक्साईडची वातावरणाशी देवाणघेवाण होते. मानवाने वातावरणात अधिक CO2 सोडल्यामुळे, महासागराने अधिक CO2 घेतला आहे.
एकदा महासागरात, Carbon Dioxide हायड्रोजन सोडण्यासाठी पाण्याच्या रेणूंशी प्रतिक्रिया देतो, ज्यामुळे महासागर अधिक अम्लीय बनतो. हायड्रोजन कार्बोनेटवर प्रतिक्रिया देऊन बायकार्बोनेट आयन तयार करतो. फायटोप्लँक्टन, कोरल, ऑयस्टर आणि स्टारफिशसह शेल-बिल्डिंग जीव देखील कार्बोनेटचा वापर करतात, त्यांचे कॅल्शियम कार्बोनेट शेल तयार करण्यासाठी. वातावरणातील अधिक Carbon Dioxide मुळे महासागरांमध्ये कमी कार्बोनेट आणि अधिक नाजूक कवच निर्माण झाले आहेत.
सागरी जीव मरत असताना ते समुद्राच्या तळापर्यंत बुडतात. कालांतराने, कवच आणि गाळाचे थर एकत्र सिमेंट बनून चुनखडी तयार होतात. चुनखडीमध्ये अडकलेला कार्बन लाखो वर्षांसाठी साठवला जाऊ शकतो, हे सामान्यतः चुनखडीमध्ये आढळणाऱ्या जीवाश्म कवचांवरून दिसून येते. सुमारे 80% कार्बनयुक्त खडक अशा प्रकारे तयार केला जातो. उर्वरित 20% जमिनीवर राहणार्‍या जीवजंतूंमधून येतात जे चिखलात जडून शेल बनवतात, जो गाळाचा दुसरा प्रकार आहे. जर मृत झाडे क्षय होण्यापेक्षा वेगाने तयार होतात, तर ते जीवाश्म इंधन बनू शकतात.
भूगर्भीय कालांतराने, हे गाळाचे खडक वातावरणात किंवा ज्वालामुखीच्या क्रियाकलापांच्या संपर्कात येऊ शकतात आणि त्यांचा कार्बन वातावरणात परत येऊ शकतो. वातावरणातील Carbon Dioxide पाण्याशी संयोग होऊन कार्बोनिक ऍसिड बनते, जे एक कमकुवत ऍसिड आहे जे पावसाच्या रूपात पडते आणि रासायनिक हवामान नावाच्या प्रक्रियेद्वारे उघड्या खडकांचे विरघळते. हे आयन सोडते – जसे की कॅल्शियम कार्बोनेट शेल तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेले कॅल्शियम – आणि शेवटी समुद्राच्या तळावर अधिक कार्बन जमा होतो. जेव्हा ज्वालामुखीच्या क्रियेमुळे गाळाचे खडक वितळतात तेव्हा ते ताजे सिलिकेट खनिजे तयार करतात आणि Carbon Dioxide वातावरणात सोडतात.
हरितगृह वायू कमी करणे
सध्या, ज्वालामुखी दरवर्षी 130 ते 380 दशलक्ष मेट्रिक टन Carbon Dioxide उत्सर्जित करतात. जीवाश्म इंधन जाळून, स्टॅटिस्टाच्या म्हणण्यानुसार, मानव आता दरवर्षी सुमारे 36 अब्ज मेट्रिक टन कार्बन डायऑक्साइड उत्सर्जित करतो. वातावरणातील Carbon Dioxide चे प्रमाण आता गेल्या ३.६ दशलक्ष वर्षांत इतर कोणत्याही वेळेपेक्षा जास्त आहे.
Carbon Dioxide हा हरितगृह वायू आहे. वातावरणात असताना, ते पृथ्वीद्वारे उत्सर्जित होणारी उष्णता शोषून घेते आणि त्यातील काही पृथ्वीवर परत परावर्तित करते. पाण्याची वाफ, CO2 आणि मिथेन सारख्या हरितगृह वायूंशिवाय पृथ्वी पूर्णपणे गोठलेली असते. तथापि, जास्त कार्बन डाय ऑक्साईडमुळे अतिरिक्त तापमानवाढ होते. 1880 पासून, वातावरणातील CO2 सांद्रता प्रति दशलक्ष 280 भागांवरून 387 भाग प्रति दशलक्षपर्यंत वाढली आहे आणि सरासरी जागतिक तापमान 0.8 अंश सेल्सिअस (1.4 अंश फॅरेनहाइट) वाढले आहे.
अधिक कार्यक्षमतेने ऊर्जेचा वापर करून कार्बन उत्सर्जन कमी करणे आणि जेव्हा शक्य असेल तेव्हा स्वच्छ, अक्षय ऊर्जेकडे संक्रमण करणे ही समस्या पूर्ववत करण्यासाठी आवश्यक आहे. जंगले, पर्माफ्रॉस्ट आणि मीठ दलदलीसारख्या नैसर्गिक कार्बन जलाशयांचे संरक्षण आणि पुनर्संचयित करणे देखील महत्त्वाचे आहे. तथापि, काही औद्योगिक प्रक्रिया (उदा., लोह वितळणे आणि चुनखडीपासून सिमेंट तयार करणे) ऊर्जा स्त्रोताकडे दुर्लक्ष करून कार्बन सोडतील.
म्हणून, आम्हाला वातावरणातून किंवा उत्सर्जनाच्या बिंदूपासून Carbon Dioxide कॅप्चर करण्याचे आणि हजारो किंवा लाखो वर्षे सुरक्षितपणे साठवण्याचे मार्ग हवे आहेत.
कार्बन कॅप्चर आणि स्टोरेज तंत्रज्ञान कशी मदत करू शकते
रासायनिक आणि अभियांत्रिकी बातम्यांनुसार, विद्यमान कार्बन कॅप्चर तंत्रज्ञान कार्य करते परंतु काही सेटिंग्ज वगळता सर्वांमध्ये प्रतिबंधात्मक महाग आहेत. कार्बन कॅप्चर ही मूलत: वायू-पृथक्करण समस्या आहे, जी CO2 अधिक पातळ झाल्यामुळे अधिक ऊर्जा केंद्रित होते. “लो-हँगिंग फ्रूट” मध्ये लोह आणि स्टीलच्या वनस्पतींचा समावेश होतो, जे 15% ते 80% CO2 सह प्रवाह उत्सर्जित करतात. कोळसा आणि नैसर्गिक वायू ऊर्जा प्रकल्प अधिक आव्हानात्मक आहेत, कारण ते वायू उत्सर्जनाचा सर्वात मोठा वाटा तयार करतात आणि 15% पेक्षा कमी CO2 सह वायू प्रवाह उत्सर्जित करतात. सभोवतालची हवा सर्वात आव्हानात्मक आहे, ज्यामध्ये CO2 एकाग्रता सुमारे 0.041% आहे.
विद्यमान तंत्रज्ञानामध्ये फिल्टर, झिल्ली किंवा सॉल्व्हेंट्सचा वापर समाविष्ट आहे जे CO2 शोषून घेतात आणि इतर रेणूंना त्यातून जाऊ देतात. शुद्ध CO2 काढून टाकण्यासाठी फिल्टरमधून गॅस ढकलण्यासाठी या प्रक्रियांना अनेकदा उष्णता लागते जेणेकरून ते साठवले जाऊ शकते किंवा सिस्टम रीफ्रेश करण्यासाठी ते पुन्हा वापरता येईल. एक आशादायक पर्याय म्हणजे या उर्जेची आवश्यकता स्वच्छ उर्जा स्त्रोतांशी किंवा उष्णतेशी जोडणे जे अन्यथा वाया जाईल.
पर्यावरण धोरण थिंक टँक सेंटर फॉर क्लायमेट अँड एनर्जी सोल्युशन्सच्या मते, विद्यमान कार्बन कॅप्चर तंत्रज्ञान ऊर्जा प्रकल्प आणि औद्योगिक सुविधांमधून 90% पेक्षा जास्त CO2 उत्सर्जन करू शकते. CO2 स्टोरेजसाठी वापरल्या जाणार्‍या किंवा विचारात घेतल्या जाणार्‍या भूवैज्ञानिक रचनांमध्ये जुने तेल आणि वायू साठे, खारट जलचर, बेसाल्ट फॉर्मेशन्स आणि शेल बेसिन यांचा समावेश होतो.
आजपर्यंत कॅप्चर केलेले जवळजवळ सर्व CO2 “वर्धित तेल पुनर्प्राप्ती” मध्ये वापरले गेले आहेत, जेथे तेल उत्पादन वाढविण्यासाठी CO2 कमी होत असलेल्या तेल क्षेत्रांमध्ये इंजेक्शन केला जातो. यामुळे कार्बन कॅप्चरचे फायदे नाकारले जातील आणि अक्षय ऊर्जेकडे संक्रमण करण्याच्या उद्दिष्टाविरुद्ध कार्य केले जाईल. तथापि, तेल आणि वायू कंपन्या कार्बन कॅप्चर तंत्रज्ञानाचा प्रारंभिक अवलंब करणाऱ्या आहेत आणि त्यांच्याकडे प्रचंड बजेट आहे – जे दोन्ही निव्वळ-शून्य कार्बन उत्सर्जन साध्य करण्यासाठी तंत्रज्ञानामध्ये वेगाने सुधारणा करण्यासाठी आवश्यक आहेत.
अधिक माहितीसाठी नक्की वाचा:Unraveling the Carbon Cycle: Conquering Carbon Dioxide in Our World
![शनीला किती रिंग आहेत [Saturn’s rings]](https://marathiliha.com/wp-content/uploads/2023/08/Screenshot-2023-10-05-004530.jpg)
The very next time I read a blog, I hope that it wont disappoint me as much as this one. I mean, Yes, it was my choice to read through, however I genuinely believed you would have something interesting to talk about. All I hear is a bunch of crying about something you could fix if you werent too busy searching for attention.