In einem Kommentar zu einer kürzlich gestellten Frage wurde darauf hingewiesen, dass Biosphere II teilweise versagt hat, weil zu viel CO2 vom Beton absorbiert wurde, wodurch nicht genügend Sauerstoff im verfügbaren CO2 zurückblieb, um von Pflanzen bei der Photosynthese freigesetzt zu werden.
Wir wissen, dass eine der Hypothesen von Wissenschaftlern und Ingenieuren zur Reduzierung des CO2-Gehalts zur Verringerung der Auswirkungen der globalen Erwärmung darin besteht, Kohlenstoffabscheidungssysteme zu untersuchen, bei denen CO2 beispielsweise in Kalziumkarbonat eingefangen und dann vergraben wird.
Dies rief in mir eine interessante Handlungslinie und ein Handlungsinstrument hervor.
Es geht um das Gesetz der unbeabsichtigten Folgen.
Ist es machbar, so viel CO2 auf der Erde einzufangen und es dauerhaft für die Photosynthese unzugänglich zu machen, dass der Sauerstoffgehalt in unserer Atmosphäre auf ein Niveau sinkt, das kein Leben mehr auf der Erde aufrechterhalten kann?
Hier geht es NICHT darum, WIE diese Erfassung durchgeführt wird oder ob sie machbar ist. Es geht theoretisch um die aktuelle CO2-Menge, die eingefangen werden muss, um die globale Erwärmung zu reduzieren, und die zukünftige laufende Rate der Produktion und Freisetzung von CO2 durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, Atmung, Furzen usw., wenn Menschen eingefangen werden genug CO2 (und es unbeabsichtigt für die Photosynthese unzugänglich gemacht), um die globale Erwärmung umzukehren, würde so viel Sauerstoff eingefangen werden, dass nicht genug übrig bleibt, um Leben zu erhalten?
Mit anderen Worten, ist es möglich, dass wir unbeabsichtigt ein Aussterbeereignis ersetzen, während wir versuchen, ein anderes zu verhindern?
BEARBEITEN
Einige nützliche Daten, die ich recherchiert habe, sind:
Sauerstoffgehalt heute 20,9 %
Mindestsauerstoffgehalt für ein ordnungsgemäßes Funktionieren des Menschen ohne nachteilige Auswirkungen 19,5 %
Der Sauerstoffgehalt ist mit zunehmendem CO2-Gehalt gesunken, was vermutlich teilweise auf den bei der Verbrennung verwendeten Sauerstoff zurückzuführen ist
Jeglicher Sauerstoff, der durch „sinkendes“ CO2 entfernt wird, steht nicht mehr zur Verfügung, um diesen abgereicherten Sauerstoff durch Photosynthese wieder aufzufüllen – ein Doppelschlag – Sauerstoff, der bei der Verbrennung verbraucht und nicht durch Photosynthese ersetzt wird.
Die nächste Zahl, die ich für den prognostizierten Sauerstoffabbau OHNE CO2-Senkung habe, ist ein Rückgang auf 20,8 bis zum Ende des Jahrhunderts.
Ich habe keine Forschung gefunden, die eine Zahl angibt, die besagt, wie NIEDRIG die CO2-Niveaus fallen müssen, um die globale Erwärmung umzukehren (dh unter den C3-Pflanzenkompensationspunkt?).
Aber ich habe keine Forschung gefunden, die das alles in einer Zukunftsprojektion zusammenfasst. Das nächste ist das
Die Photosynthese würde nur als sekundäre Folge aufhören.
CO2 spielt eine wichtige Rolle im modernen Klima. Verknüpfung
75 % des Treibhauseffekts werden durch Wasserdampf und Wolken verursacht, die bei Abkühlung aus der Atmosphäre regnen. Dies macht Wasserdampf zu einer starken positiven Rückkopplung auf jede Änderung der nicht kondensierenden Treibhausgase. CO2 macht 80 % des nicht-kondensierenden Treibhauseffekts aus. Durch die Entfernung von CO2 würde das meiste Wasser entfernt, der Treibhauseffekt größtenteils aufgehoben und die Erde um 30 ° C gekühlt.
Dieser Temperaturabfall würde zuerst den größten Teil der Flora und Fauna töten. Vor allem, weil sie an diese Temperatur nicht gewöhnt sind, aber auch, weil die Effizienz der Photosynthese sinkt :
Bei niedrigen Temperaturen zwischen 32 und 50 Grad Fahrenheit – 0 und 10 Grad Celsius – arbeiten die Enzyme, die die Photosynthese durchführen, nicht effizient, was die Photosyntheserate verringert.
Einige würden wahrscheinlich überleben, da auf den Polen Pflanzen leben , aber ich bezweifle, dass sie in der Lage wären, den O2-Wert aufrechtzuerhalten. Aber das O2-Niveau würde höchstwahrscheinlich nicht sinken, da der größte Teil des Lebens durch den Temperaturabfall getötet wurde.
Siehe auch diese xkcd-Grafik und diesen NASA-Artikel , die zeigen, dass die CO2-Konzentration in der Atmosphäre nie unter ca. 180 ppm gesunken ist.
Bearbeiten: Ich habe das gerade auf Biology Stackexchange gefunden:
Davon abgesehen hängt die Antwort von einem anderen Konzept ab: CO2-Kompensationspunkt. Für eine C3-Anlage liegt der Kohlendioxid-Kompensationspunkt bei etwa 50 ppm (Tolbert, Benker und Beck, 1995).
Als grobe Schätzung können wir also sagen, dass der gewünschte Wert zwischen 50 ppm und 170 ppm liegt (wahrscheinlich näher an 170 ppm als an 50 ppm).
(Extra: die Pflanzenzellen haben eine Atmung )
Dies würde bedeuten, wenn Sie die CO2-Konzentration sofort unter diesen Punkt senken (und die Temperatur normal halten), würden die Pflanzen im Laufe des Tages langsam ersticken. Wahrscheinlich würden sie etwas CO2 produzieren, bis sie sterben, aber wahrscheinlich würde diese Rate nicht ausreichen, um den CO2-Gehalt für die meisten Pflanzen auf das Minimum zu bringen.
Ja, dies würde zu einem Aussterbeereignis führen (die Arten mit höheren Kompensationspunkten wären am stärksten betroffen), auch wenn man den Temperaturabfall nicht berücksichtigt.
Dies ist ein sehr guter Punkt, den man berücksichtigen sollte. Der Beton absorbierte CO2, was die Pflanzen daran hinderte, es zu verwenden, um Zucker zu produzieren und Sauerstoff wieder an die Atmosphäre abzugeben. Wenn also CO2 durch einen industriellen Prozess eingefangen und nie wieder freigesetzt wird, wird das Pflanzenwachstum gehemmt und die Tiere müssen um einen geringeren Anteil an Pflanzennahrung konkurrieren. Erstens wird die normale Biomasse abnehmen, da mehr Kohlenstoff aus dem System gesaugt wird und weniger Sauerstoff seinen Weg zurück in die Atmosphäre findet.
Die Erstickungsreaktion des Menschen wird durch einen hohen CO2-Gehalt und nicht durch einen niedrigen Sauerstoffgehalt ausgelöst. Dies hat dazu geführt, dass sich die Teilnehmer des Experiments nach unseren Maßstäben seltsam verhalten haben.
Auch wenn der Beton durch ein inerteres Material ersetzt wurde, gibt es ein weiteres Problem: Luftvolumen. Unsere atmosphärische Masse ist riesig, so dass biogene Faktoren, wie die Atmung, CO2 sehr langsam ansteigen lassen. Dadurch können Pflanzen wachsen, mehr CO2 absorbieren und schließlich mit dem Tempo des steigenden CO2 aufholen. Eine wenige Kilometer hohe Luftsäule über einem erdgroßen Planeten ist nicht dasselbe wie ein Aquarium voller Pflanzen und Tiere.
nzaman
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Justin Thymian
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