معلومة

هل ستؤدي زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ظهور حشرات أكبر؟

هل ستؤدي زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ظهور حشرات أكبر؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

من وجهة نظري ، فإن الزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستزيد أيضًا من مستويات الأكسجين. هذا يجعلني أتساءل عما إذا كانت الحشرات ستنمو في المستقبل القريب أكبر مما هي عليه اليوم ، لأن حجمها الأقصى مقيد بمدى عمق الأكسجين الذي يمكن أن ينتشر في أجسامهم.


هناك نظرية مدعومة مفادها أن الحشرات كانت أكبر حجماً خلال فترة الباليوزويك بسبب زيادة محتوى الأكسجين في الهواء.

تضيف الدراسة دعمًا للنظرية القائلة بأن بعض الحشرات كانت أكبر بكثير خلال فترة العصر الباليوزوي المتأخر لأنها كانت تحتوي على أكسجين أكثر ثراءً.

كانت فترة الباليوزويك ، منذ حوالي 300 مليون سنة ، فترة حياة نباتية ضخمة وفيرة وحشرات كبيرة إلى حد ما - كان اليعسوب يمتلك أجنحة بطول قدمين ونصف ، على سبيل المثال. قال كايزر إن محتوى الأكسجين في الهواء كان 35٪ خلال هذه الفترة ، مقارنة بنسبة 21٪ نتنفسها الآن. توقع الباحثون أن ارتفاع تركيز الأكسجين سمح للحشرات بالنمو بشكل أكبر.

ذلك لأنه عندما يكون تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي مرتفعًا ، تحتاج الحشرة إلى كميات أقل من الهواء لتلبية متطلباتها من الأكسجين. وخلص كايزر إلى أن قطر القصبة الهوائية يمكن أن يكون أضيق ولا يزال يوفر ما يكفي من الأكسجين لحشرة أكبر بكثير.

هناك أوراق مماثلة تبحث في العلاقة بين الأكسجين و الحجم الأقصى المحتمل، مثل هذه المقالة المنشورة في طبيعة سجية (1999):

لم يتم تفسير ميل بعض الحيوانات لأن تكون أكبر في خطوط العرض العليا ("العملاقة القطبية") ، على الرغم من أنه غالبًا ما يُعزى إلى انخفاض درجة الحرارة والتمثيل الغذائي. [...] قمنا بتحليل بيانات الطول لـ 1،853 نوعًا من القشريات القاعية من 12 موقعًا في جميع أنحاء العالم ، من القطبية إلى الاستوائية والبحرية (الجرف القاري) إلى بيئات المياه العذبة. نجد أن الحجم الأقصى المحتمل (MPS) مقيد بتوافر الأكسجين.

نشرت ورقة أخرى في الإجراءات يدعم كذلك هذه النظرية:

[...] مجموعة متنوعة من النتائج التجريبية الحديثة تدعم وجود صلة بين الأكسجين وحجم الحشرات ، بما في ذلك: (1) معظم الحشرات تطور أحجام أجسام أصغر في حالة نقص الأكسجة ، وبعضها يتطور ويطور أحجامًا أكبر في حالة فرط التأكسج ؛ (2) تقلل الحشرات من الناحية التطورية والتطورية من استثمارها النسبي في نظام القصبة الهوائية عندما تعيش في مستوى أعلى من PO2 ، مما يشير إلى وجود تكاليف كبيرة مرتبطة بهيكل ووظيفة نظام القصبة الهوائية ؛ و (3) الحشرات الأكبر تستثمر المزيد من أجسامها في نظام القصبة الهوائية ، مما قد يؤدي إلى تأثيرات أكبر لـ PO2 على الحشرات الكبيرة.

السؤال الذي تقترحه مثير للاهتمام للغاية ، على الرغم من أنني متأكد من أن الأمر سيستغرق آلاف السنين حتى تتكيف هذه الحشرات مع هذا التغيير في مستوى الأكسجين (والذي في حد ذاته ، للوصول إلى مستويات ما قبل التاريخ ، سيستغرق وقتًا طويلاً) وبالتالي يصبح أكبر.

هذه المقالة على أساس الأصل APS الورق ، يبدو أنه يعتقد أن الحشرات الكبيرة يمكن أن تظهر في المستقبل إذا تمت إزالة العامل المحدد (في هذه الحالة انخفاض مستويات الأكسجين).

صورة من التفاعلات الحيوية تعدل تأثيرات الأكسجين على عملقة الحشرات (PNAS، تشون 2012).


كيف يؤثر ثاني أكسيد الكربون على البيئة؟

ثاني أكسيد الكربون ضروري لبقاء النباتات والحيوانات. ومع ذلك ، يمكن أن يتسبب الكثير جدًا في موت كل أشكال الحياة على الأرض. لا تحتاج النباتات والحيوانات فقط إلى تناول ثاني أكسيد الكربون ، ولكنها تعتمد أيضًا على الغاز لإبقائها دافئة ، حيث إنه عنصر أساسي في الغلاف الجوي للأرض.

TLDR (طويل جدًا لم تتم قراءته)

يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا رئيسيًا في الحياة النباتية ويساعد في الحفاظ على دفء الأرض. ومع ذلك ، فإن زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مرتبطة بالاحترار العالمي.


قد تسود الحشرات العملاقة إذا كان هناك المزيد من الأكسجين في الهواء فقط

فيرجينيا بيتش ، فيرجينيا (11 أكتوبر 2006) - خلصت دراسة جديدة إلى أن حشرة السيدة الرقيقة في حديقتك يمكن أن تكون كبيرة بشكل مخيف إذا كان هناك تركيز أكبر للأكسجين في الهواء. أضاف المؤلف الرئيسي للدراسة ألكسندر كايزر أن الدراسة تضيف دعمًا للنظرية القائلة بأن بعض الحشرات كانت أكبر بكثير خلال أواخر فترة الباليوزويك لأنها كانت تحتوي على أكسجين أكثر ثراءً.

الدراسة ، "لا يوجد عمالقة اليوم: إمداد أكسجين القصبة الهوائية للأرجل يحد من حجم الخنفساء" ، سيتم تقديمه في 10 و 11 أكتوبر في علم وظائف الأعضاء المقارن 2006: دمج التنوع. سيعقد المؤتمر في الفترة من 8 إلى 11 أكتوبر في فيرجينيا بيتش. أجرى البحث ألكساندر كايزر ومايكل سي كوينلان من جامعة ميدويسترن ، جلينديل ، أريزونا جيك سوشا ووات كيت لي ، مختبر أرجون الوطني ، أرغون ، إلينوي وجاكو كلوك وجون إف هاريسون ، جامعة ولاية أريزونا ، تيمبي ، أريزونا هاريسون هو الباحث الرئيسي.

كانت فترة الباليوزويك ، منذ حوالي 300 مليون سنة ، فترة حياة نباتية ضخمة وفيرة وحشرات كبيرة إلى حد ما - كان اليعسوب يمتلك أجنحة بطول قدمين ونصف ، على سبيل المثال. قال كايزر إن محتوى الأكسجين في الهواء كان 35٪ خلال هذه الفترة ، مقارنة بنسبة 21٪ نتنفسها الآن. توقع الباحثون أن ارتفاع تركيز الأكسجين سمح للحشرات بالنمو بشكل أكبر.

أولاً ، قليلاً من الخلفية: لا تتنفس الحشرات مثلما نتنفس ولا تستخدم الدم لنقل الأكسجين. يأخذون الأكسجين ويطردون ثاني أكسيد الكربون من خلال ثقوب في أجسامهم تسمى الفتحات التنفسية. وأوضح كايزر أن هذه الثقوب تتصل بأنابيب متفرعة ومترابطة ، تسمى القصبة الهوائية.

في حين أن البشر لديهم قصبة هوائية واحدة ، فإن الحشرات لديها نظام كامل للقصبة الهوائية ينقل الأكسجين إلى جميع مناطق أجسامهم ويزيل ثاني أكسيد الكربون. مع نمو الحشرة ، تطول أنابيب القصبة الهوائية لتصل إلى الأنسجة المركزية ، وتتسع أو تزيد عددها لتلبية متطلبات الأكسجين الإضافية لجسم أكبر.

يمكن للحشرات أن تحد من تدفق الأكسجين عن طريق إغلاق الفتحات التنفسية. في الواقع ، أحد الأسباب التي تجعل الحشرات شديدة الصلابة هو أنها تستطيع إغلاق الفتحات التنفسية والعيش على الأكسجين الموجود بالفعل في القصبة الهوائية. تذكر كايزر يرقة سقطت في دلو من الماء في مختبره. عندما تم اكتشاف المخلوق في اليوم التالي ، اعتقد عمال المختبر أنه قد غرق. لكن عندما أزالوا جسده الصغير الذي لا حياة له على ما يبدو من الماء ، فوجئوا برؤيته يزحف بعيدًا.

تنمو القصبة الهوائية بشكل غير متناسب

تم تصميم هذه التجربة لمعرفة:

  • مقدار المساحة التي يشغلها نظام القصبة الهوائية في أجسام الخنافس ذات الأحجام المختلفة
  • ما إذا كانت أبعاد القصبة الهوائية تزيد بشكل متناسب مع زيادة حجم الخنافس
  • ما إذا كان هناك حد لحجم الخنفساء التي يمكن أن تنمو في الغلاف الجوي الحالي

استخدم الباحثون صور الأشعة السينية لمقارنة أبعاد القصبة الهوائية لأربعة أنواع من الخنافس ، يتراوح حجمها من 3 مم (تريبوليوم كاستانوم ، حوالي عُشر البوصة) إلى حوالي 3.5 سم (إليودز الغامضة ، حوالي 1.5 بوصة). لم تكن الخنافس موجودة خلال فترة الباليوزويك ، لكن فريق كايزر استخدم الحشرة لأنها أسهل بكثير في الحفاظ عليها في المختبر من حشرات اليعسوب ، وهي صعبة للغاية.

ووجدت الدراسة أن القصبة الهوائية للخنافس الكبيرة تستهلك نسبة أكبر من أجسامها ، حوالي 20٪ أكثر ، مما تتوقع الزيادة في حجم أجسامها ، كما قال كايزر. وذلك لأن نظام القصبة الهوائية لا يصبح أطول فقط للوصول إلى الأطراف الأطول ، ولكن الأنابيب تزداد في القطر أو العدد لتستوعب المزيد من الهواء للتعامل مع متطلبات الأكسجين الإضافية.

ووجد الباحثون أن الزيادة غير المتناسبة في حجم القصبة الهوائية تصل إلى نقطة حرجة عند الفتحة حيث تلتقي الساق والجسم. يمكن أن تصبح هذه الفتحة كبيرة جدًا ، وتحد من حجم القصبة الهوائية التي تمر عبرها. وأوضح كايزر أنه عندما يكون حجم القصبة الهوائية محدودًا ، يكون كذلك إمداد الأكسجين وكذلك النمو.

باستخدام الزيادات غير المتناسبة التي لاحظوها بين الخنافس ، قدر الباحثون أن الخنافس لا يمكن أن تنمو أكبر من حوالي 15 سم. وهذا هو حجم أكبر خنفساء معروفة: خنفساء تيتانيك ذات القرون الطويلة ، Titanus giganteus ، من أمريكا الجنوبية ، والتي تنمو من 15 إلى 17 سم ، كما قال كايزر.

ولماذا لا تحد الفجوة بين الجسم والساق من حجم الحشرات في عصر الباليوزويك أيضًا؟ بعد كل شيء ، كان اليعسوب وبعض الحشرات الأخرى في ذلك الوقت تمتلك نفس بنية الجسم ، لكنها كانت أكبر بكثير.

ذلك لأنه عندما يكون تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي مرتفعًا ، تحتاج الحشرة إلى كميات أقل من الهواء لتلبية متطلباتها من الأكسجين. وخلص كايزر إلى أن قطر القصبة الهوائية يمكن أن يكون أضيق ولا يزال يوفر ما يكفي من الأكسجين لحشرة أكبر بكثير.

محظور حتى 11 أكتوبر 2006

تأسست الجمعية الفسيولوجية الأمريكية في عام 1887 لتعزيز العلوم الحيوية الأساسية والتطبيقية. يضم مجتمع بيثيسدا بولاية ماريلاند 10500 عضو وينشر 14 مجلة تمت مراجعتها من قبل الأقران تحتوي على ما يقرب من 4000 مقال سنويًا.

يوفر APS مجموعة واسعة من الأبحاث والدعم التربوي والوظيفي والبرمجة لزيادة مساهمات علم وظائف الأعضاء لفهم آليات الحالات المريضة والصحية. في عام 2004 ، حصلت APS على الجائزة الرئاسية للتميز في العلوم والرياضيات والإرشاد الهندسي.

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة إلى EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


سؤال من جانب "المحاسبة البسيطة":

أفترض أنه إذا قمنا بتعيين HE على 0 ، فإن NE-NA سينتج عنه دلتا C بقيمة 0 ، وهو ما يمثل توازن ما قبل الصناعة. هذا يحيرني: لماذا الطبيعة (المحيطات والنباتات والتربة) قادرة فجأة على امتصاص 15 مليار طن إضافي من ثاني أكسيد الكربون مع وجود جو

400 جزء في المليون ، على عكس توازن ما قبل الصناعة مع

إذا قلنا أنه كان هناك توازن ما قبل الصناعة مع 280 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون من حيث الحجم ، NE-NA = 0 ، لكن دورة الكربون الطبيعية لا تزال تعمل. NE = NA = 770 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا.

نحن الآن عند 400 جزء في المليون بعد أن ضخنا شيئًا مثل 2200 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مدار القرن الماضي أو نحو ذلك ، ورأينا ما يزيد قليلاً عن نصفه يتم امتصاصه بواسطة المحيطات والغلاف الحيوي ، إذا توقفنا عن الانبعاث غدًا (HE = 0) ، فإن التوازن لن يمكن تحقيقه لمدة ألف عام أو نحو ذلك. سيكون المستوى النهائي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في مكان ما بالقرب من 340 جزء في المليون.

عادة ما يُنظر إلى Archer et al 2009 على أنه دراسة نهائية حول هذا الموضوع.

Falkenherz ليضيف إلى ما قاله MA ROger بالفعل ، إذا كنت تريد آلية محددة ، فإن نقل ثاني أكسيد الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات السطحية يتناسب مع الاختلاف في الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون بين الهواء والمحيط. لذلك إذا قمنا بزيادة الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (على سبيل المثال عن طريق حرق الوقود الأحفوري) ، فإن هذا الاختلاف يزداد ، ويمر المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى المحيط أكثر من الاتجاه الآخر. يؤدي هذا إلى امتصاص المحيطات لمزيد من ثاني أكسيد الكربون حتى تتوازن الضغوط الجزئية مرة أخرى.

كتب ديفيد آرتشر كتابًا تمهيديًا جيدًا جدًا عن دورة الكربون ، وهو يستحق القراءة.

شكرًا على الإجابات وآسف على المنشور المزدوج ، ولا توجد فكرة عن كيفية حدوث ذلك.

[Dikran Marsupial] لا توجد مشكلة ، يمكن حلها بسهولة.

3) أو ربما الجشع: http://www.the-one-project.net/survival_of_human_beings_and_the_danger_of_economic_growth.htm

مراجعة محاسبية بسيطة "تكنولوجيا المعلومات والحيوانات"

إعادة محاسبة بسيطة "إنها الحيوانات"

إن الإثبات المحاسبي البسيط بأن زيادة ثاني أكسيد الكربون من صنع الإنسان هو محض هراء.
تنتج الحيوانات والنباتات أكثر من 220 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. دع & rsquos فقط نغير بضع كلمات. دع البشر يكونون جزءًا من مصطلح الطبيعة NE (كما نحن) ودع مجموعة من الأنواع الحيوانية A هي التي تنتج بعض ثاني أكسيد الكربون الإضافي بمقدار 30 طنًا (يمكننا بالتأكيد أن نلوم بعض الأنواع). ثم لدينا نفس النتيجة ،
NE-NA = -15
ولكن الآن يتم إلقاء اللوم على ثاني أكسيد الكربون المضاف على الحيوانات وليس البشر. لماذا يجب أن يتحمل البشر وحدهم مسؤولية إنتاج ثاني أكسيد الكربون المضاف إلى الغلاف الجوي؟ هل هذا نوع من المؤامرة ضد البشر؟ لماذا لا نشترك في اللوم بين جميع الأنواع والحيوانات والبشر؟

بأي شكل من الأشكال ، فإن شروط NE و NA سوف تتوازن في المستقبل (سيستقر ثاني أكسيد الكربون كما كان دائمًا في التاريخ) وسيستمر البشر والحيوانات في العيش. كما هو معروف جيدًا ، كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى بكثير في تاريخ الكوكب واستمرت الحياة في النمو على الرغم من ذلك. لقد سئمت من المثيرات للقلق والمتشككين الذين يهاجمون أولئك الذين لديهم منظور آخر حول هذا الموضوع برمته والذين ، ومن المفارقات ، هم أيضًا متشككون. المتشككون ضد المتشككين. إلى أي مدى يمكن أن تصبح أقبح؟

[TD] من فضلك لا تستخدم كل الحروف الكبيرة ، لأنها تعادل الصراخ على شبكة الإنترنت. بدلاً من ذلك ، استخدم عناصر التحكم في التنسيق الغامق والمائل.

كريس ، النباتات تزيل الكربون من الغلاف الجوي. الحيوانات تأكل النباتات. الحيوانات تتنفس ثاني أكسيد الكربون. بشكل عام ، الحيوانات محايدة كربونيًا ، تمامًا كما أن تنفس الإنسان محايد كربونيًا. ومع ذلك ، يقوم البشر أيضًا بحفر وحرق مليارات الأطنان من الكربون التي تم تخزينها في الأرض على مدى مئات الملايين من السنين. نحن نضيف كربون الماضي إلى الحاضر (والمستقبل).

أنت لا تقوم بالمحاسبة بشكل صحيح. لا يكفي مجرد إنتاج ثاني أكسيد الكربون2. يجب أن يكون لديك ملف صافي الصرف من خزان إلى آخر.

لذا ، لكي يعمل المثال الخاص بك ، يجب أن تتسبب الكائنات الحية المتنفسة في خسارة صافية لكربون النبات في الغلاف الجوي. لمطابقة الزيادة الملحوظة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2، يجب عليك نقل حوالي 250 بيتاغرام من الكربون من الغلاف الحيوي الأرضي إلى الغلاف الجوي (تيار - ثاني أكسيد الكربون قبل الصناعي = 850 Pg - 600 Pg).

هذا هو 40-60٪ من الكتلة الحيوية النباتية الحية الحالية (النبات الأرضي C

450-650 بكسل بيتاغرام C وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ.) ربما حدث حوالي 2/3 من هذا الحد في الكتلة الحيوية الأرضية منذ عام 1970. هناك قدر كبير من عدم اليقين حول تقديرات الكتلة الحيوية النباتية بالتأكيد ، لكنك تراهن أننا سنلاحظ مثل هذا الانخفاض الهائل خلال هذه الفترة القصيرة من الزمن.

كما هو مبين في المنشور ، فإن CO2 يتم استنفاد التراكم في الغلاف الجوي بدرجة كبيرة في 14 درجة مئوية ، ونحن نعلم أنه يبلغ من العمر عشرات الآلاف من السنين لأن هذا هو الوقت الذي يستغرقه 14 درجة مئوية حتى يتحلل تمامًا. هذا العصر يستبعد كل شيء باستثناء الوقود الأحفوري.

إنها محاسبة بسيطة في النهاية. حقًا ، العلماء ليسوا من الغباء أن يفوتوا شيئًا واضحًا جدًا. إذا كان هناك أفراد ، يمكنك المراهنة على أن منافسيهم سيأخذونهم إلى المهمة!

كريس 636: بالطبع سيستقر مستوى ثاني أكسيد الكربون في النهاية - عندما ينفد الوقود الأحفوري لدى البشر في النهاية ليحترق. تكمن المشكلة في أن الآثار السيئة لتلك المستويات المرتفعة من ثاني أكسيد الكربون ستزداد سوءًا كثيرًا لفترة طويلة جدًا جدًا في النطاق الزمني للحياة البشرية والحضارة وحتى الأنواع. انظر RealClimate لبضع من الوظائف ذات الصلة.

كتب Chris626 "إن الإثبات المحاسبي البسيط بأن زيادة ثاني أكسيد الكربون من صنع الإنسان هو محض هراء."

لذلك كل المتخصصين في دورة الكربون في العالم مخطئون ، فلا غطرسة هناك إذن! س)

"فليكن البشر جزءًا من مصطلح الطبيعة NE (كما نحن)"

هذا مجرد سخيف ، إذا حددت البشر كجزء من الطبيعة ، فليس لكلمة "بشري" و "اصطناعي" و "طبيعي" في النهاية أي معنى.

"دع مجموعة من الأنواع الحيوانية (أ) هي التي تنتج بعضًا إضافيًا من ثاني أكسيد الكربون بمقدار 30 طنًا"

الخلل في هذه الحجة واضح. إن ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه الحيوانات عن طريق التنفس هو بشكل مباشر (في حالة الحيوانات العاشبة) أو بشكل غير مباشر (في حالة الحيوانات آكلة اللحوم) مشتق من مادة نباتية ، والتي تتكون من ثاني أكسيد الكربون المأخوذ من الغلاف الجوي. وبالتالي ، فإن جميع الحيوانات تعيد فقط الكربون الذي تم أخذه منه عبر عملية التمثيل الضوئي إلى الغلاف الجوي ، وبالتالي فهي محايدة كربونياً بشكل أساسي. الآن إذا تمكنت من تحديد نوع حيواني ليس هذا هو الحال وزيادة كمية الكربون التي تتحرك خلال دورة الكربون ، من ثم قد يكون لديك بدايات الحجة.

"لماذا يجب أن يكون البشر وحدهم المسؤولون عن كل إنتاج ثاني أكسيد الكربون المضاف إلى الغلاف الجوي؟ هل هذا نوع من المؤامرة ضد البشر؟ لماذا لا نشترك في اللوم بين جميع الأنواع ، بما في ذلك الحيوانات والبشر؟"

لأن البشر هم الحيوانات الوحيدة التي تدخل الكربون الإضافي في دورة الكربون عن طريق استخراجه (في شكل وقود أحفوري) من الغلاف الصخري وحرقه ، مما يضعه في الغلاف الجوي.

بل من المفارقات أن تسأل ذلك ، نظرًا لأنك بدأت منشورك عن طريق وصف عمل العلماء البارزين بأنه "هراء".

من المحزن أن هناك متشككين لا يمكنهم حتى قبول أن الزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ترجع إلى انبعاثات بشرية المنشأ عندما يكون الدليل واضحًا ولا لبس فيه. إذا كانت البيئة الطبيعية (بما في ذلك جميع الحيوانات) مصدرًا صافيًا للكربون ، فإن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي سيرتفع بشكل أسرع من الانبعاثات البشرية ، حيث ستكون كل من الطبيعة والبشرية مصادر صافية. ومع ذلك فنحن نعلم على وجه اليقين أن الأمر ليس كذلك ، فالملاحظات تستبعد ذلك تمامًا.

لا أريد أن أتعثر ، لكن Chris626 ينظر فقط إلى أحد سطور الأدلة المقدمة (فهم المحاسبة بشكل خاطئ). إذا كانت "حماقة" فشرح الدليل النظيري وتحمض المحيطات.

في حين أن الكوكب ربما كان يحتوي على مستويات أعلى في الماضي (ولكن أيضًا مدخلات شمسية مختلفة) ، فإن المشكلة تكمن في معدل التغيير (لأن التكيف يستغرق وقتًا طويلاً) ، وليس درجة الحرارة النهائية.

الكل: الرجاء عدم تجميع أي تعليقات مستقبلية نشرها Chris626. الكلب غير ضروري وغير لائق. علاوة على ذلك ، فإنه محظور بموجب سياسة تعليقات SkS.

chris626: تم حذف التعليق الأول الذي نشرته على هذا الموضوع من قبلي لأنه لا يتوافق مع سياسة تعليقات SkS.

يرجى ملاحظة أن نشر التعليقات هنا في SkS هو امتياز وليس حق. يمكن إلغاء هذا الامتياز إذا تعامل الفرد الناشر مع الالتزام بسياسة التعليقات على أنه اختياري ، وليس شرطًا إلزاميًا للمشاركة في هذا المنتدى عبر الإنترنت.

يُرجى تخصيص الوقت الكافي لمراجعة السياسة والتأكد من أن التعليقات المستقبلية تتوافق تمامًا معها. شكرا لتفهمك وامتثالك في هذا الأمر.

آسف جون .. كونك متشككًا أمر جيد ولكن في هذه الحالة أنت غير صحيح .. أنا لا أقول أن البشرية فقط هي التي تساهم ولكني أقول ما يصنعونه ، لأن الثورة الصناعية ساهمت بشكل كبير .. كيف لا تستطيع ذلك ؟؟ راجع للشغل قمت بتدريس العديد من فصول كلية FYI المتطوعين في الليل منذ عدة سنوات إلى معظمهم من البالغين الذين ليس لديهم أي فكرة عما يدور حوله الأمر. إن قولي لمن يجب أن ينكروا دول مجلس التعاون الخليجي .. هو "حسنًا ، أعتقد أنه يتعين علينا فقط أن ننتظر ونرى" .. نعم ، إنها تتحرك بشكل أسرع مما كانت تفكر فيه الطبيعة الأم القديمة .. أتمنى لك يومًا مليئًا بالحيوية .. سعيد لأنني وجدت وانضممت إلى هذا الموقع..ciao

أوافق على أن CO2 و 13 C و 14 C يمكن أن يعزى إلى احتراق الوقود الأحفوري. لكن لم يتم ذكر نظائر الأكسجين في جزيء ثاني أكسيد الكربون في التفسيرات.

هل يمكن لأي شخص أن يشرح لماذا تتبع نظائر CO2 و 13 C و 14 C اتجاهًا بينما لا تظهر نظائر 18O من CO2 اتجاهًا واضحًا؟

[RH] عرض صورة ثابت. يرجى الاحتفاظ بالصور حتى 500 بكسل.

jlfqam @ 16 ، يظهر إجمالي محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي اتجاهًا ، كما هو موضح في هذا الرسم البياني من تقرير التقييم الثالث لعام 2001 الصادر عن IPCC:

ستلاحظ أن الاتجاه هو أجزاء في المليون. الرسم البياني الذي تعرضه لنظير d 18 O هو أجزاء لكل مطحنة ، أي أجزاء لكل ألف. التخفيض بمقدار 30 جزء في المليون على مدى 10 سنوات (كما هو موضح أعلاه) ، أي ثلاثة أجزاء لكل مائة من المقياس ، لن يتم تسجيله في رسم بياني مقسّم إلى أجزاء لكل ألف.

شكرا على رقم تطور تركيز O2 في الغلاف الجوي.

يمكن رؤية مقارنة التباين المتزامن O2 (atm) مع CO2 (atm) في المخططات من قياسات Scripps

أنا آسف ، لم أشرح الأرقام بشكل صحيح ، المؤامرة الرابعة تشير إلى تركيبة نظائر الأكسجين لذرة O في جزيء ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ،

النسبة النظيرية 18O / 16O ، في هذا الجزيء تشير إلى نسبة 12C18O16O + 12C18O2 (أقل وفرة) على 12C16O2 ، على سبيل المثال.

وفقًا لمصدرين محتملين لثاني أكسيد الكربون ، أو حرق الكتلة الحيوية / الوقود الأحفوري أو مصادر المحيط: (المعادلات ليست متكافئة)

في الحالة الأولى ، الاحتراق ، يكون مصدر الأكسجين هو الأكسجين الجوي (O2) ، والذي يتم إنتاجه عن طريق التمثيل الضوئي ، وفي النهاية يحمل التركيب النظيري للماء المستخدم

بواسطة الكائنات التركيبية الضوئية أثناء تفاعل التحلل الضوئي للماء: H2O = & gtO2 + (2H - & gtsugars (CnH2nO))

الاحتراق #CnH (2n + x) + * O2 = & gt # C * O2 + H2 * O

# C لديه التوقيع النظري للكربون العضوي للوقود ، ويتم قياسه في مؤامرات 13C و 14 C في النشر السابق.

* O هو التوقيع النظري لـ O2 المستخدم في الاحتراق ، ويتم تمثيله في مخطط 18O من قياسات Scripps CO2 (atm).

الحالة الثانية ، المصدر البحري لثاني أكسيد الكربون ، لها أيضًا توقيعات نظيرية

إعادة تمعدن المواد العضوية من الرواسب الغنية العضوية في قاع المحيط $ CnH (2n + x) + ^ O2 = & gt $ C ^ O2 + H2 ^ O

يحتوي $ C على بصمة نظيرية للكتلة الحيوية البحرية المعاد تمعدنها ، نظرًا لأنه من أصل حيوي ينضب في 13 درجة مئوية ، ولأنه قديم ، فقد استنفد في الغالب في 14 درجة مئوية ، وبالتالي من الصعب من حيث المبدأ التمييز بين كربون الوقود الأحفوري

^ O هو التوقيع النظري لمياه المحيط ، سواء كانت عميقة أو ضحلة ، حيث يتوازن البيكربونات أو ثاني أكسيد الكربون المذاب بسرعة مع الماء.

من حيث المبدأ ، يجب أن يخبرنا قياس النسبة النظيرية 18O في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أي من المصدرين هو المسيطر.

أي من المصدرين يمكنه شرح المؤامرات في التدوين السابق 16.jlfqam

jlfqam @ 18 ، تم استنفاد الوقود الأحفوري تمامًا في C14. أي أن هناك & Delta 14 C = -1000 لكل مطحنة ، وفقًا لهذا الرسم البياني:

في المقابل ، يبلغ متوسط ​​ u200b u200b دلتا 14 درجة مئوية لمياه المحيطات السحيقة حوالي -160 لكل مطحنة ، مع قيم دنيا تبلغ حوالي -240 لكل مطحنة (انظر الشكل 1 هنا). بأخذ هذه القيم الدنيا ، سوف تحتاج إلى زيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بمقدار 4.2 مرة أكبر مما لوحظ للحصول على انخفاض مكافئ في C14 في الجو إلى ما تم ملاحظته نتيجة احتراق الوقود الأحفوري. لذلك فإن دليل C14 في حد ذاته كافٍ لإثبات أن المصدر الأساسي لزيادة ثاني أكسيد الكربون يأتي من احتراق الوقود الأحفوري.

ومع ذلك ، فإن الاعتماد على مؤشر واحد في اتخاذ هذه الأنواع من القرارات يعد ممارسة سيئة. في الواقع ، هناك ما لا يقل عن 10 سطور مختلفة من الأدلة التي تساعدنا في تحديد مصدر الزيادة في الغلاف الجوي C14. تقدم بعض الأسطر دليلاً فقط فيما يتعلق بمصدر واحد محتمل ، بينما يقدم البعض أدلة ذات صلة لجميع النظريات "الرئيسية" الأربع. بشكل عام ، فقط مصدر الوقود الأحفوري لا يتعارض مع أي دليل. علاوة على ذلك ، فهو مدعوم بقوة بخمسة من أسطر الأدلة العشرة ، ويعطى دعمًا معتدلًا من خلال اثنين آخرين. تمت مناقشة هذه الأدلة هنا وتلخيصها في هذا المخطط:

لم أجد مناقشة حول & Delta 18 O في هذا الصدد ، ولكن نظرًا لقوة الأدلة من مصادر أخرى ، سأكون مندهشًا إذا أظهر أي شيء مختلف.

سوف أنشر الجواب في صفحة المنتدى المقابلة. أنا آسف لأنني لم أجدها أولاً.

في رسالتك (29 نوفمبر 2016 ، رقم 19 أعلاه) كتبت:

ومع ذلك ، فإن الاعتماد على مؤشر واحد في اتخاذ هذه الأنواع من القرارات يعد ممارسة سيئة. في الواقع ، هناك ما لا يقل عن 10 سطور مختلفة من الأدلة التي تساعدنا في تحديد مصدر الزيادة في الغلاف الجوي C14.

كنت أفهم أن مستويات (أو النسبة الفعلية) لـ C14 كانت تتناقص لأنها تأتي من مصدر أحفوري. هل أنا مخطئ ، أو ربما كنت تقصد ثاني أكسيد الكربون؟

KalleH @ 21 ، أنت محق تمامًا في أنني أنوي كتابة ". تحديد مصدر [النقص] في C14 في الغلاف الجوي". شكرا لالتقاط خطأي.

بشكل عام ، أعتقد أن أشياء كثيرة تحدث بشكل طبيعي. لكن بطبيعة الحال ، تسبب قدرًا ضئيلًا جدًا من التأثير إذا ما قورنا بالأنشطة البشرية. ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون هو غاز عديم اللون يتكون من الكربون والأكسجين. يحدث بشكل طبيعي في الغلاف الجوي. تستخدمها النباتات وتنتجها الحيوانات أيضًا في عملية التنفس. إنه غاز دفيئة رئيسي ينبعث من احتراق الوقود الأحفوري. إن حرق الوقود الأحفوري هو أحد الأسباب التي تزيد من ثاني أكسيد الكربون ، لذلك لا يمكننا القول أن iCO2 يأتي من الطبيعة لأن الإنسان هو الذي يتحكم في كل شيء حتى يمكننا التحكم في ما نريد أن يكون عليه عالمنا في الخمسين عامًا القادمة. يقول الباحث العلمي إن البشر ينبعثون من ثاني أكسيد الكربون بمعدل ضعف سرعة الزيادة في الغلاف الجوي (تمتص الأحواض الطبيعية النصف الآخر) ، وتمتص الطبيعة ثاني أكسيد الكربون أكثر مما تنبعث منه. لذا ، فإن النسبة المئوية لزيادة ثاني أكسيد الكربون في عالمنا اليوم ناتجة عن الأنشطة البشرية سواء بطريقة مباشرة أو غير مباشرة. له تأثير أكثر من الطبيعي.

سؤالي هو: نظرًا لأن الكمية السنوية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون قد زادت على أساس سنوي ، فإن كمية ثاني أكسيد الكربون من الأرض تستمر في الارتفاع أيضًا. لقد رأيت تقارير تفيد بأن "ثاني أكسيد الكربون" الخاص بنا يتم امتصاصه بمعدل 55٪. هذا هو باستمرار كل عام. إذا تم امتصاص كل ثاني أكسيد الكربون الموجود على الأرض ، كما يفترض البعض ، بكميات أكبر من أي وقت مضى ، فكيف يتم دائمًا ترك 45٪ لدينا؟

الـ 45٪ ليست مكتوبة بالحجر. باستخدام بيانات MLO لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتقديرات الانبعاثات من مشروع الكربون العالمي ، ظلت قيمة 45 ٪ إلى حد كبير القيمة متعددة العقود منذ عام 1990. خلال الفترة 1960-90 ، كان الجزء المحمول جواً يتزايد ببطء من القيمة المبكرة 35٪.

هناك الكثير من الاهتزازات على طول الطريق. على مدار الفترة منذ عام 1959 ، تفاوتت نسبة الكسور المحمولة جواً من 20٪ وصولاً إلى 80٪. يعد النينو أحد العوامل الرئيسية في هذه الاهتزازات ، وكذلك البراكين الاستوائية الكبيرة. بأخذ متوسطات متعددة السنوات ، فإن النسبة المئوية لا تزال هزيلة بعض الشيء. بعد الصعود إلى عام 1990 ، كان هناك انخفاض حاد قصير بسبب ثوران بركان بيناتوبو في أوائل التسعينيات ، وارتفع في العقد الأول من القرن الحالي بسبب ارتفاع معدل النينوس ثم تراجع في عام 2010 بسبب كل لا نيناس.

أين يذهب الجزء المحمول جواً في السنوات القادمة؟ إذا بدأنا في تقليل تسارع انبعاثاتنا ، فيجب أن تبدأ في الانخفاض ، وتنخفض بشكل أسرع إذا بدأت انبعاثاتنا في الانخفاض. ضع في اعتبارك أن كل الاهتزازات ستمنع رؤية أي انخفاض من هذا القبيل لبعض الوقت.

أواجه صعوبة صغيرة في الحصول على بعض الرياضيات للخروج بشكل صحيح. يرتفع تركيز ثاني أكسيد الكربون بمقدار 2 جزء من المليون في السنة. يُعطى التدفق الصافي على أنه 15 جيجا طن / سنة.

بالنسبة لمساحة سطح الأرض ، آخذ نصف قطر 6.4e6 مترًا للحصول على مساحة 171e12 م 2. أقوم بتحويل 14.7 رطل / في 2 من الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر إلى قيمة مترية تبلغ 10.35e3 كجم / م 2 أو 10.35 طن / م 2. عندما أضاعف هؤلاء معًا ، يصبح الوزن الإجمالي للغلاف الجوي 1.771e15 طنًا. يزن جزء في المليون من ذلك 1.771e9 طنًا أو 1.771 جيجا طن.

الغلاف الجوي هو النيتروجين الجزيئي في المقام الأول. كل جزيء له وزن 28. وزن ثاني أكسيد الكربون 44. وهذا يجعل وزن جزء في المليون من الحجم يصل إلى 2.78 جيجا طن. زيادة التركيز الواردة في المقالة ، 2ppmv / year ستمثل وزن 5.56 جيجا طن. هذا منخفض بمقدار ثلاثة أضعاف تقريبًا من قيمة 15 الواردة في المقالة.

منطقة خاطئة. يجب ان يكون بي مرات 4 ، لا بي ضرب 4/3.

شكرا لك. لقد مرت سنوات قليلة. كنت أخلط بين صيغ المنطقة والحجم.

الحجج المقدمة مفيدة وشاملة إلى حد ما ، لكنني فوجئت بأن المؤلف ، dana1981 ، لم يتطرق إلى ما هو ، في رأيي ، أهم منشور علمي حول هذا الموضوع: & ldquo علاقة الطور بين ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودرجة الحرارة العالمية rdquo بواسطة Ole Humlum ، Kjell Stordahl and Jan-Erik Solheim in Global and Planetary Change 100: 51-69، 2013. أظهر هؤلاء المؤلفون ، باستخدام السلاسل الزمنية لدرجات الحرارة المنشورة من مصادر متعددة وبيانات CO2 العالمية وبيانات CO2 البشرية المنشأ ، للأعوام 1980 إلى 2011:

1. كان هناك ارتباط زمني جيد بين ثاني أكسيد الكربون العالمي ودرجة حرارة المحيطات ، ودرجة حرارة الأرض ، ودرجة الحرارة العالمية ودرجة حرارة التروبوسفير السفلى ، لكن ثاني أكسيد الكربون العالمي اتبع درجة حرارة المحيط ، ثم درجة حرارة الأرض ، ثم درجة حرارة التروبوسفير السفلى ، بهذا الترتيب ، مع تأخر 9-12 شهرًا.

2. وعلى النقيض من ذلك ، كان هناك ارتباط زمني ضعيف بين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ وكلا من ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة العالمية.

3 - بينما انبعث ثاني أكسيد الكربون البشري المنشأ بشكل ساحق من نصف الكرة الشمالي ، بدأ التسلسل الزمني لتغير درجة حرارة المحيط في نصف الكرة الجنوبي ، بالقرب من خط الاستواء ، ثم انتشر شمالًا وجنوبيًا إلى القطبين ، متقدمًا دائمًا التسلسل الزمني العالمي لثاني أكسيد الكربون.

تشير هذه التتابعات والترابطات الزمنية المحددة بعناية ، المستندة بشكل مباشر إلى درجة الحرارة المنشورة وبيانات ثاني أكسيد الكربون ، بوضوح إلى تسلسل سببي تتسبب فيه تغيرات درجة الحرارة العالمية في حدوث تغيرات عالمية في ثاني أكسيد الكربون بمقدار 9-12 شهرًا ، بدءًا من التغيرات في درجة حرارة سطح المحيط ، ثم الأرض درجة الحرارة ، ثم درجة حرارة التروبوسفير المنخفضة. هذه الملاحظات هي المقابلة الكاملة لما ينبغي توقعه إذا كانت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية المنشأ تقود كلا من مستويات ثاني أكسيد الكربون العالمية ثم تتسبب في زيادة ثانوية في درجات الحرارة.

لذلك ، بينما أقدر توازن الطاقة والحجج الأخرى المقدمة أعلاه ، تتطلب السببية تسلسلًا زمنيًا واضحًا للتغييرات التي لا تدعمها البيانات التي أصفها هنا. سأكون مهتمًا جدًا بشرحكم لهذه الملاحظات.

[TD] Humlum خطأ. اكتب "Humlum" في حقل البحث أعلى يسار هذه (أو أي صفحة) من صفحات SkepticalScience.

mkrichew: تواجه صعوبة في فهم كيفية تغير 2.4 جزء في المليون سنويًا (أو 19 مليار طن) من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يترجم إلى دلتا كاتم = 18 مليار طن.

أود أن أقول إنه من التراخي قليلاً استبدال 18 بـ 19 داخل OP ولكن بالنظر إلى الموقف الذي يصفه OP ، فإنه لا يحدث فرقًا في الحجة المقدمة. ال "19 مليار طن" يوصف الرقم في البروتوكول الاختياري بأنه "بقسوة" مطلوب & DeltaCatm لإعطاء + 2.4 جزء في المليون (v) زيادة والتي تعطى مع زيادة معدل CO2 "حديثا."

يمكننا أن نكون أكثر دقة ونقول أن زيادة + 2.4 جزء في المليون تتطلب & DeltaCatm = 18.7 Gt (CO2) ، ولكن بالنظر إلى التذبذب الناجم عن ENSO إلى الزيادة السنوية في CO2 في الغلاف الجوي ، فمن المستحيل أن تكون دقيقًا بشأن ذلك. تمت كتابة OP في عام 2012 ومصدر بيانات MLO CO2 التي استشهد بها ESRL يعطي قيمة للزيادة السنوية لعام 2012 في MLO CO2 كـ + 2.61 جزء في المليون = 20.4 جيغا طن (CO2) على الرغم من استخدام متوسط ​​الزيادات لمدة 12 شهرًا حتى عام 2012 لحساب قيمة تكون النتيجة + 2.20 جزء في المليون. أو إذا كان ESRL عالمي يتم استخدام البيانات بدلاً من بيانات MLO ، وتم إعطاء DeltaCatm لعام 2012 بواسطة ESRL على أنه + 2.39 جزء في المليون بينما ينتج متوسط ​​الأشهر + 2.00 جزء في المليون = 15.6 جيجا طن (ثاني أكسيد الكربون). أو قد يكون المصدر البديل للقيمة هو مشروع الكربون العالمي 2012 & DeltaCatm 5.07Gt (C) = 18.6Gt (CO2) (لاحظ تمامًا أن انبعاثات LOC لعام 2012 بعيدة جدًا عن الصفر وهو الافتراض الوارد في OP) .

شكرا لك على الرد الكريمة. كما قد تكون خمنت ، أنا مؤلف نظرية مايك كريشو حول ما يسبب العصور الجليدية التي كتبتها في وقت ما بعد أن أصدر آل غور فيلمه الوثائقي "حقيقة مزعجة" ورد عناصر محافظة كما فعل الرئيس ترامب ، مشيرة إلى وجود مؤامرة. في ذلك الوقت ، اقترحت أن ذيل المذنب الذي يعكس ضوء الشمس قد يكون مسؤولاً عن التشمس المتزايد الذي من شأنه أن يسخن المحيطات مما يؤدي إلى زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي وزيادة ارتفاع درجة حرارة المحيطات. في ذلك الوقت لم أكن مؤمنًا كثيرًا بنظرية دورات ميلانكوفيتش. ومع ذلك ، خطر لي في اليوم الآخر أنه إذا كانت الأرض بالفعل سبيرويد مفلطح أو إهليلجي الشكل ، فقد يكون من الممكن للأرض أن تقدم مناطق مقطعية مختلفة الحجم للشمس أثناء الدورة. هذا من شأنه أن يؤدي إلى تشميس مختلفة. قد يُظهر شخص لديه موهبة في الرياضيات مناطق المقطع العرضي المختلفة إذا لم يتم القيام بذلك بالفعل. قد يقوم شخص آخر مهتم بالعلوم السماوية بحساب مكان الحد الأدنى والحد الأقصى للمقطع العرضي ورسمها على الرسم البياني الجيبي قليلاً لتغير المناخ بمرور الوقت. إذا كان هناك أي ارتباط ، فيجب أن يكون من الممكن بعد ذلك حساب ونمذجة التشوه المتزايد الذي يحدث أثناء الدورة. إذا كان هذا قد تم بالفعل ، فسيكون من الجيد الإشارة.

[TD] يرجى نسخ تعليقك ولصقه في سلسلة رسائل ذات صلة تجدها عن طريق كتابة Milankovich في حقل البحث أعلى يسار الصفحة - على سبيل المثال ، هذا.

لقد أجبت على مكريشو في المكان المناسب.


تحث المستويات المرتفعة من ثاني أكسيد الكربون على المزيد من نمو النبات ، مع تقليل المغذيات

كولومبوس ، أوهايو - قد يبدو أن هناك جانبًا إيجابيًا لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. تنمو النباتات بشكل أسرع.

ومع ذلك ، في العديد من أنواع النباتات ، الكمية ليست نوعية. قال جيمس ميتزجر ، الأستاذ ورئيس قسم البستنة وعلوم المحاصيل في كلية الأغذية والزراعة بجامعة ولاية أوهايو ، إن معظم النباتات تنمو بشكل أسرع ، لكنها تحتوي في المتوسط ​​على المزيد من النشا ، وأقل بروتينًا ، وعددًا أقل من الفيتامينات الأساسية. والعلوم البيئية (CFAES).

يحدث هذا التغيير لأن المستوى الحالي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو 400 جزء في المليون ، أي ضعف ما كان عليه في منتصف القرن الثامن عشر ، بداية الثورة الصناعية. وتستمر في الارتفاع ، مدفوعة بحرق الوقود.

عند تناول ثاني أكسيد الكربون والضوء ، يشكل النبات السكريات والنشويات أولاً ، ثم العناصر الغذائية الأخرى بما في ذلك البروتين والدهون ومضادات الأكسدة. على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون ضروري للنباتات لتعيش ، إلا أن الكثير من ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يقلل من كمية العناصر الغذائية القيمة التي ينتجها النبات بما في ذلك الحديد والزنك وفيتامين سي.

قال ميتزجر: "إن فقدان العناصر الغذائية ، وخاصة البروتين ، أمر خطير". "هذا لا يساعد في الجهود التي يبذلها الناس لتناول وجبات أكثر توازنا وزيادة تغذيتهم."

تعتبر لحوم الحيوانات ومنتجات الألبان مصدرًا مهمًا للبروتين للبشر. لذلك ، إذا لم تحصل الحيوانات على البروتين الكافي من النباتات ، فسيؤثر ذلك على ما يمكن أن تنتجه كغذاء.

ما يحدث هو أن ارتفاع مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يقلل من كمية التنفس الضوئي التي تحدث في النباتات. أثناء التنفس الضوئي ، تأخذ النباتات الأكسجين من البيئة ، وتطلق ثاني أكسيد الكربون وتنتج نفايات ، بما في ذلك حمض الجليكوليك ، الذي لا يمكن للنبات استخدامه. لكي يحول النبات حمض الجليكوليك إلى منتج يمكنه استخدامه ، يتعين على النبات القيام بالمزيد من التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي تستخدم من خلالها النباتات ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الجلوكوز ، وهو شكل من أشكال السكر الذي تحتاجه النباتات للبقاء على قيد الحياة .

ترتبط معدلات التنفس الضوئية المنخفضة ، الناتجة عن الكميات العالية من ثاني أكسيد الكربون ، بانخفاض مستويات الإجهاد في النباتات ، وهو أمر مثير للسخرية ليس بالأمر الجيد. وذلك لأن النباتات المجهدة تستجيب من خلال إنتاج مضادات الأكسدة مثل فيتامينات C و E ، بالإضافة إلى مستويات بروتين أعلى. لذلك ، مع ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، يقل التنفس الضوئي وبالتالي يقل الضغط على النباتات. ويعني انخفاض الإجهاد زيادة النمو ، ولكن بتكلفة ، انخفاض في الجودة الغذائية للنباتات.

قال ميتزجر: "لقد لوحظ هذا في العديد من الأنواع المختلفة من النباتات".

وقال ميتزجر إنه إذا كان النبات لا ينتج ما يكفي من مضادات الأكسدة ، فهذا ليس فقط أقل صحة للأشخاص الذين يأكلون النبات لاحقًا ، ولكن أيضًا لقدرة النبات على درء الأمراض. يمكن أن تصبح النباتات أكثر عرضة للأمراض وكذلك الحشرات. مع وجود عدد أقل من العناصر الغذائية في النباتات ، يتعين على الحشرات أن تلتهم المزيد منها للحصول على نفس القيمة الغذائية.

لا تتفاعل جميع النباتات مع ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون بنفس الطريقة. بعض المحاصيل ، بما في ذلك الذرة وقصب السكر ، لا تنخفض قيمتها الغذائية في خضم ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون. وذلك لأن عملية التمثيل الضوئي الخاصة بهم تختلف عن تلك الخاصة بمعظم النباتات الأخرى.

درجة الحرارة هي أيضا عامل. اعتمادًا على درجة الحرارة ، يمكن للنباتات أن تتفاعل بطرق مختلفة مع ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون. قالت كاترينا كورنيش ، باحثة أبحاث أوهايو والكرسي الممنوح في المواد الناشئة الحيوية باستخدام CFAES ، إن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون التي تؤدي إلى مزيد من التمثيل الضوئي يمكن أن يعيق نمو بعض النباتات المزروعة في درجات حرارة تقل عن 59 درجة فهرنهايت ، مثل القمح الشتوي.

يمكن أيضًا إعاقة النباتات التي تنمو في ظروف الطقس الحار بسبب ارتفاع ثاني أكسيد الكربون. في درجات الحرارة المرتفعة ، تظل العديد من النباتات باردة من خلال فتح المسام على الجانب السفلي من أوراقها. ولكن في جو به نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون ، لا تفتح المسام على اتساعها ، لذا لا تستطيع النباتات الحفاظ على برودة نفسها ، كما قال كورنيش. وقالت إن هذا يمكن أن يتسبب في "أن تصبح النباتات مخلوقات مقرمشة وتموت ، عندما تكون على ما يرام عند مستويات منخفضة من ثاني أكسيد الكربون".

تحتاج النباتات إلى وقت للتكيف مع الزيادة في مستويات ثاني أكسيد الكربون. وهذه الزيادة تحدث بسرعة كبيرة ، ولن تتاح الفرصة للنباتات للتكيف ".

على المدى القصير ، قد يؤدي التمثيل الضوئي الإضافي الناتج عن ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى تحقيق مكاسب صغيرة في كمية الأوراق والسيقان والبراعم التي ينتجها المحصول ولكن ليس بالضرورة في جزء المحصول الذي يمكن حصاده. وقال كورنيش إنه على المدى الطويل ، سيلحق ضررًا بالنباتات أكثر من نفعه.

قال كورنيش: "ستكون هناك نقطة تحول ، وستكون نقطة التحول تلك مختلفة لكل محصول".

بالفعل ، ثبت أن نباتات الأرز المزروعة في نسبة مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون تنتج المزيد من الحراثة ، والتي تشمل سيقان وأوراق النبات ، ولكن عددًا أقل وأصغر من الحبوب.

وأشار ميتزجر إلى أن إحدى الطرق لمنع ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون من التأثير على نمو النبات والمحصول هي من خلال التهجين والتلاعب بالجينات. كلاهما يمكن أن يؤدي إلى إنشاء أنواع مختلفة من النباتات التي سيكون نموها ومستوياتها الغذائية أقل تأثراً بالكميات العالية من ثاني أكسيد الكربون في البيئة.

قال ميتزجر إن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة كيف ينتج النبات مضادات الأكسدة.

"أعتقد أنه من المهم أن نبذل بعض الجهد لفهم كيفية التحكم في هذه المسارات البيوكيميائية وكيف يمكننا التلاعب بها دون أي آثار ضارة على النبات."


ما مدى تسبب ثاني أكسيد الكربون في ظاهرة الاحتباس الحراري؟

"You Asked" هي سلسلة يتعامل فيها خبراء معهد الأرض مع أسئلة القراء حول العلم والاستدامة. خلال السنوات القليلة الماضية ، تلقينا الكثير من الأسئلة حول ثاني أكسيد الكربون - كيف يحبس الحرارة ، وكيف يمكن أن يكون له مثل هذا التأثير الكبير إذا كان يشكل فقط نسبة ضئيلة من الغلاف الجوي ، وأكثر من ذلك. بمساعدة جيسون سميردون ، عالم المناخ في مرصد لامونت دوهرتي الأرضي بجامعة كولومبيا ، نجيب على العديد من هذه الأسئلة هنا.

كيف يحبس ثاني أكسيد الكربون الحرارة؟

ربما تكون قد قرأت بالفعل أن ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى تعمل مثل غطاء أو غطاء ، حيث تحبس بعض الحرارة التي ربما تشعها الأرض في الفضاء. هذه هي الإجابة البسيطة. ولكن كيف تحبس جزيئات معينة الحرارة بالضبط؟ الجواب هناك يتطلب الغوص في الفيزياء والكيمياء.

رسم تخطيطي مبسط يوضح كيف تقوم الأرض بتحويل ضوء الشمس إلى طاقة الأشعة تحت الحمراء. تمتص غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان طاقة الأشعة تحت الحمراء ، وتعيد بعضاً منها نحو الأرض ويخرج بعضها إلى الفضاء. الائتمان: ربطة عنق فضفاضة على ويكيميديا ​​كومنز

عندما يصل ضوء الشمس إلى الأرض ، يمتص السطح بعضًا من طاقة الضوء ويعيد إشعاعها على شكل موجات الأشعة تحت الحمراء ، والتي نشعر بها على أنها حرارة. (ضع يدك فوق صخرة داكنة في يوم مشمس دافئ ويمكنك أن تشعر بهذه الظاهرة بنفسك.) تنتقل موجات الأشعة تحت الحمراء هذه إلى الغلاف الجوي وستهرب مرة أخرى إلى الفضاء إذا لم يتم إعاقتها.

لا يتداخل الأكسجين والنيتروجين مع موجات الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي. وأوضح سميردون أن ذلك لأن الجزيئات انتقائية بشأن نطاق الأطوال الموجية التي تتفاعل معها. على سبيل المثال ، يمتص الأكسجين والنيتروجين الطاقة التي تحتوي على أطوال موجية معبأة بإحكام تبلغ حوالي 200 نانومتر أو أقل ، بينما تنتقل طاقة الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية أوسع وأكثر كسولًا من 700 إلى 1000000 نانومتر. هذه النطاقات لا تتداخل ، لذا بالنسبة للأكسجين والنيتروجين ، يبدو الأمر كما لو أن موجات الأشعة تحت الحمراء غير موجودة حتى أنها تسمح للأمواج (والحرارة) بالمرور بحرية عبر الغلاف الجوي.

رسم بياني يوضح الأطوال الموجية لأنواع مختلفة من الطاقة. تصل الطاقة من الشمس إلى الأرض كضوء مرئي في الغالب. تقوم الأرض بإعادة إشعاع تلك الطاقة كطاقة الأشعة تحت الحمراء ، والتي لها طول موجي أطول وأبطأ. في حين أن الأكسجين والنيتروجين لا يستجيبان لموجات الأشعة تحت الحمراء ، فإن غازات الدفيئة لا تستجيب. الائتمان: ناسا

مع ثاني أكسيد الكربون وغيره من غازات الدفيئة ، الأمر مختلف. ثاني أكسيد الكربون ، على سبيل المثال ، يمتص الطاقة في مجموعة متنوعة من الأطوال الموجية بين 2000 و 15000 نانومتر - وهو نطاق يتداخل مع نطاق طاقة الأشعة تحت الحمراء. عندما يمتص ثاني أكسيد الكربون طاقة الأشعة تحت الحمراء ، فإنه يهتز ويعيد إصدار طاقة الأشعة تحت الحمراء في جميع الاتجاهات. يذهب حوالي نصف هذه الطاقة إلى الفضاء ، ويعود نصفها تقريبًا إلى الأرض كحرارة ، مما يساهم في "تأثير الاحتباس الحراري".

من خلال قياس الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء التي تصل إلى السطح ، يعرف العلماء أن ثاني أكسيد الكربون والأوزون والميثان يساهمون بشكل كبير في ارتفاع درجات الحرارة العالمية. الائتمان: إيفانز 2006 عبر علم الشك

يقول سميردون إن سبب امتصاص بعض الجزيئات لموجات الأشعة تحت الحمراء والبعض الآخر لا "يعتمد على هندستها وتكوينها". وأوضح أن جزيئات الأكسجين والنيتروجين بسيطة - تتكون كل منهما من ذرتين فقط من نفس العنصر - مما يضيق حركتها وتنوع الأطوال الموجية التي يمكن أن تتفاعل معها. لكن غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان تتكون من ثلاث ذرات أو أكثر ، مما يمنحها مجموعة متنوعة من الطرق للتمدد والانحناء والالتواء. هذا يعني أنها تستطيع امتصاص نطاق أوسع من الأطوال الموجية - بما في ذلك موجات الأشعة تحت الحمراء.

كيف يمكنني أن أرى بنفسي أن ثاني أكسيد الكربون يمتص الحرارة؟

كتجربة يمكن إجراؤها في المنزل أو الفصل الدراسي ، يوصي Smerdon بملء زجاجة صودا واحدة بثاني أكسيد الكربون (ربما من آلة صودا) وملء زجاجة ثانية بالهواء المحيط. يقول: "إذا قمت بتعريضهما لمصباح حراري ، فإن زجاجة ثاني أكسيد الكربون سوف تسخن بدرجة أكبر بكثير من الزجاجة مع الهواء المحيط فقط". ويوصي بفحص درجة حرارة الزجاجة باستخدام مقياس حرارة يعمل بالأشعة تحت الحمراء. ستحتاج أيضًا إلى التأكد من استخدام نفس نمط الزجاجة لكل منهما ، وأن الزجاجتين تتلقى نفس القدر من الضوء من المصباح.

تتضمن التجربة الأكثر تحديًا من الناحية اللوجستية التي يوصي بها سميردون وضع كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء وشمعة على طرفي نقيض من أنبوب مغلق. عندما يمتلئ الأنبوب بالهواء المحيط ، تلتقط الكاميرا حرارة الأشعة تحت الحمراء من الشمعة بوضوح. ولكن بمجرد ملء الأنبوب بثاني أكسيد الكربون ، تختفي صورة اللهب بالأشعة تحت الحمراء ، لأن ثاني أكسيد الكربون الموجود في الأنبوب يمتص ويشتت الحرارة من الشمعة في جميع الاتجاهات ، وبالتالي يطمس صورة الشمعة. هناك عدة مقاطع فيديو للتجربة على الإنترنت ، بما في ذلك هذا الفيديو:

لماذا يدخل ثاني أكسيد الكربون الحرارة ، لكن لا يسمح لها بالخروج؟

تدخل الطاقة الغلاف الجوي لدينا كضوء مرئي ، في حين أنها تحاول أن تترك كطاقة الأشعة تحت الحمراء. بعبارة أخرى ، "تأتي الطاقة القادمة إلى كوكبنا من الشمس كعملة واحدة ، وتترك بعملة أخرى ،" قال سميردون.

لا تتفاعل جزيئات ثاني أكسيد الكربون مع الأطوال الموجية لأشعة الشمس. فقط بعد أن تمتص الأرض ضوء الشمس وتعيد إرسال الطاقة لأن موجات الأشعة تحت الحمراء يمكن لثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى أن تمتص الطاقة.

كيف يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يحبس الكثير من الحرارة إذا كان يشكل 0.04٪ فقط من الغلاف الجوي؟ أليست الجزيئات متباعدة جدًا؟

قبل أن يبدأ البشر في حرق الوقود الأحفوري ، ساعدت الغازات الدفيئة التي تحدث بشكل طبيعي في جعل مناخ الأرض صالحًا للسكن. بدونها ، سيكون متوسط ​​درجة حرارة الكوكب أقل من درجة التجمد. لذلك نحن نعلم أنه حتى المستويات الطبيعية المنخفضة جدًا من ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا في مناخ الأرض.

اليوم ، مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى مما كانت عليه في 3 ملايين سنة على الأقل. وعلى الرغم من أنها لا تزال تمثل 0.04٪ فقط من الغلاف الجوي ، إلا أن هذا لا يزال يضيف إلى مليارات الأطنان من الغازات المسببة للاحتباس الحراري. على سبيل المثال ، في عام 2019 وحده ، ألقى البشر 36.44 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، حيث سيستمر لمئات السنين. لذلك هناك الكثير من جزيئات ثاني أكسيد الكربون لتوفير غطاء يحبس الحرارة عبر الغلاف الجوي بأكمله.

بالإضافة إلى ذلك ، "يمكن أن يكون للكميات النزرة من مادة ما تأثير كبير على النظام" ، كما يوضح سميردون. باقتراض تشبيه من أستاذ الأرصاد الجوية في ولاية بنسلفانيا ديفيد تيتلي ، قال سميردون: "إذا شرب شخص ما بمقاس اثنين من البيرة ، فإن نسبة الكحول في دمي ستكون حوالي 0.04 في المائة. هذا صحيح عندما يبدأ جسم الإنسان في الشعور بآثار الكحول ". يمكن إدانة السائقين التجاريين الذين تحتوي نسبة الكحول في الدم لديهم بنسبة 0.04 ٪ على القيادة تحت تأثير الكحول.

ويضيف سميردون: "بالمثل ، لا يتطلب الأمر الكثير من السيانيد لتسميم شخص ما". "يتعلق الأمر بكيفية تفاعل تلك المادة المحددة مع النظام الأكبر وما تفعله للتأثير على هذا النظام."

في حالة غازات الاحتباس الحراري ، تعتبر درجة حرارة الكوكب بمثابة توازن بين كمية الطاقة التي تأتي مقابل كمية الطاقة الخارجة. في النهاية ، فإن أي زيادة في كمية الاحتباس الحراري تعني أن سطح الأرض يصبح أكثر سخونة. (لمزيد من المناقشة المتقدمة للديناميكا الحرارية المعنية ، راجع صفحة ناسا هذه.)

إذا كان هناك ماء أكثر من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، فكيف نعرف أن المياه ليست مسؤولة عن تغير المناخ؟

الماء هو بالفعل أحد غازات الدفيئة. يمتص الأشعة تحت الحمراء ويعيد إصدارها ، وبالتالي يجعل الكوكب أكثر دفئًا. ومع ذلك ، يقول سميردون إن كمية بخار الماء في الغلاف الجوي هي نتيجة للاحترار وليست قوة دافعة ، لأن الهواء الأكثر دفئًا يحمل المزيد من الماء.

"نحن نعرف هذا على المستوى الموسمي" ، يشرح. "يكون الجو أكثر جفافًا بشكل عام في الشتاء عندما يكون الجو المحلي أكثر برودة ، ويكون الجو أكثر رطوبة في الصيف عندما يكون الجو أكثر دفئًا."

مع تسخين ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة الأخرى للكوكب ، يتبخر المزيد من الماء في الغلاف الجوي ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة درجة الحرارة. ومع ذلك ، لن يتمكن الشرير الافتراضي من تفاقم تغير المناخ من خلال محاولة ضخ المزيد من بخار الماء في الغلاف الجوي ، كما يقول سميردون. "ستمطر كلها لأن درجة الحرارة تحدد مقدار الرطوبة التي يمكن أن يحتفظ بها الغلاف الجوي بالفعل."

وبالمثل ، ليس من المنطقي محاولة إزالة بخار الماء من الغلاف الجوي ، لأن التبخر الطبيعي الناتج عن درجات الحرارة من النباتات والمسطحات المائية سيحل محله على الفور. لتقليل بخار الماء في الغلاف الجوي ، يجب علينا خفض درجات الحرارة العالمية عن طريق تقليل غازات الدفيئة الأخرى.

إذا كان غلاف كوكب الزهرة يحتوي على 95٪ من ثاني أكسيد الكربون ، ألا يجب أن يكون أكثر سخونة من الأرض؟

تحيط سحب كثيفة من حامض الكبريتيك بكوكب الزهرة وتمنع 75٪ من ضوء الشمس من الوصول إلى سطح الكوكب. بدون هذه الغيوم ، سيكون كوكب الزهرة أكثر سخونة مما هو عليه بالفعل. الائتمان: ناسا

تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة أعلى بحوالي 2400 مرة من تركيزه في الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك ، فإن متوسط ​​درجة حرارة كوكب الزهرة أعلى بحوالي 15 مرة فقط. ما يعطي؟

ومن المثير للاهتمام أن جزءًا من الإجابة يتعلق ببخار الماء. وفقًا لسميردون ، يعتقد العلماء أنه منذ فترة طويلة ، عانت كوكب الزهرة من تأثير الاحتباس الحراري الجامح الذي أدى إلى غليان كل مياه الكوكب تقريبًا - وتذكر أن بخار الماء هو أيضًا غاز يحتجز الحرارة.

يقول سميردون: "لا يوجد بخار ماء في غلافه الجوي ، وهو عامل مهم". "ومن ثم فإن العامل المهم الآخر هو أن كوكب الزهرة يحتوي على كل هذه السحب المجنونة لحمض الكبريتيك."

وأوضح أنه في مكان مرتفع في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، تحجب سحب حامض الكبريتيك حوالي 75٪ من ضوء الشمس القادم. وهذا يعني أن الغالبية العظمى من ضوء الشمس لا تحصل أبدًا على فرصة للوصول إلى سطح الكوكب ، والعودة إلى الغلاف الجوي كطاقة الأشعة تحت الحمراء ، والالتفاف حول كل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي.

ألن تمتص النباتات والمحيطات والتربة كل فائض ثاني أكسيد الكربون؟

في النهاية ... في عدة آلاف من السنين أو نحو ذلك.

النباتات والمحيطات والتربة هي أحواض الكربون الطبيعية - فهي تزيل بعض ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتخزنه تحت الأرض أو تحت الماء أو في الجذور وجذوع الأشجار. بدون نشاط بشري ، لكانت الكميات الهائلة من الكربون في رواسب الفحم والنفط والغاز الطبيعي مخزنة تحت الأرض ومنفصلة في الغالب عن بقية دورة الكربون. ولكن من خلال حرق هذا الوقود الأحفوري ، يضيف البشر الكثير من الكربون إلى الغلاف الجوي والمحيطات ، ولا تعمل أحواض الكربون بالسرعة الكافية لتنظيف الفوضى.

مخطط مبسط يوضح دورة الكربون. الائتمان: جاك كوك / مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات

إنه مثل سقي حديقتك بخرطوم إطفاء. على الرغم من أن النباتات تمتص الماء ، إلا أنها لا تستطيع فعل ذلك إلا بمعدل محدد ، وإذا واصلت تشغيل خرطوم الإطفاء ، فإن حديقتك ستغرق. في الوقت الحالي ، يغمر الغلاف الجوي والمحيطات بغاز ثاني أكسيد الكربون ، ويمكننا أن نرى أن مصارف الكربون لا يمكنها مواكبة ذلك لأن تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والمحيطات ترتفع بسرعة.

زادت كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (خط التوت) جنبًا إلى جنب مع الانبعاثات البشرية (الخط الأزرق) منذ بداية الثورة الصناعية في عام 1750. الائتمان: NOAA Climate.gov

لسوء الحظ ، ليس لدينا آلاف السنين لانتظار الطبيعة لامتصاص فيضان ثاني أكسيد الكربون. بحلول ذلك الوقت ، كان سيعاني مليارات البشر ويموتون من آثار تغير المناخ ، وستحدث انقراضات جماعية ، وسيصبح كوكبنا الجميل غير معروف. يمكننا تجنب الكثير من هذا الضرر والمعاناة من خلال مزيج من إزالة الكربون من إمدادات الطاقة لدينا ، وسحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، وتطوير طرق أكثر استدامة للازدهار.


الجنادب الجائعة؟ كيف يمكن لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون أن يعزز "نهاية العالم للحشرات"

قد تؤدي السعرات الحرارية الفارغة إلى سقوط الجراد. تتناقص أعداد كبيرة من الحشرات ، وتشير فرضية جديدة مثيرة للجدل إلى أن إحدى المشكلات تتمثل في ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي (CO).2) تجعل النباتات أقل تغذية. يمكن أن يسبب ذلك مشكلة ليس فقط للحشرات ، ولكن لأكلة النباتات من جميع الأحجام.

على مدى السنوات الخمس الماضية ، وثقت العديد من الدراسات تضاؤل ​​أعداد الحشرات ، مما أدى إلى ظهور عناوين رئيسية بعنوان "نهاية العالم للحشرات" ودعوات إلى زيادة جهود الحفظ. لم يكن الجميع مقتنعًا بإمكانية حدوث طفرات وانفجار لمجموعات الحشرات ، وقد تختلف الاتجاهات اعتمادًا على الأنواع. في الأسبوع الماضي فقط ، على سبيل المثال ، وجد تحليل تلوي لـ 166 مجموعة من الحشرات أنه على الرغم من انخفاض الأنواع البرية بالفعل بشكل عام ، يبدو أن الحشرات المائية تعمل بشكل جيد. لكن دراسة أجريت على مرج كانساس أقنعت مايكل كاسباري ، عالم البيئة في جامعة أوكلاهوما ، بأن الانخفاض حقيقي - وأن "تخفيف المغذيات" في النباتات يمكن أن يكون مشكلة كبيرة.

يقول تشيلسي براذر ، عالِم بيولوجيا الحفظ في جامعة دايتون: "لم تختبر أوراق تراجع الحشرات حتى الآن آليات معينة للانخفاضات التي تزعم إظهارها ، لذا فإن هذه الآلية المقترحة ببيانات ملموسة قوية للغاية". يضيف رويل فان كلينك ، عالم الحشرات في المركز الألماني لأبحاث التنوع البيولوجي التكاملي ، الذي أجرى فريقه تحليلًا لاتجاهات الحشرات الأسبوع الماضي ، إن تخفيف المغذيات "قد يكون مشكلة عالمية".

كانت إلين ويلتي ، باحثة ما بعد الدكتوراة في كاسباري ، تحلل بيانات 44 نوعًا من الجنادب في محطة كونزا بريري البيولوجية ، وهي محمية من العشب طويل القامة تبلغ مساحتها 3487 هكتارًا في شمال شرق كانساس والتي تعد موقعًا لبرنامج بحث بيئي طويل المدى (LTER). لقد تتبعت اتجاهات السكان في مسحين لوفرة الجراد ، أحدهما تم إجراؤه في موائل غير مضطربة من عام 1996 إلى عام 2017 والآخر تم إجراؤه من عام 2002 إلى عام 2017 حيث كان البيسون يرعى. تزامنت فترات الازدهار والانهيار السكاني مع الأحداث المناخية الكبرى ، مثل النينيو ، وهو اضطراب في المحيط الهادئ يغير درجة الحرارة وهطول الأمطار. ولكن عندما أخذت Welti هذه الأحداث في الحسبان ، أصبح من الواضح لها ولكاسباري أن الجنادب آخذ في الانخفاض على المدى الطويل ، بنسبة 30٪ على مدار عقدين. يتذكر ويلتي قائلاً: "لقد فوجئت حقًا".

افترضت هي وباحثون آخرون أن فقدان الموائل والمبيدات الحشرية يكمن وراء معظم الانخفاضات المبلغ عنها في أعداد الحشرات. لكن لا يُعتقد أن هذه العوامل تلعب دورًا في Konza Prairie.

تساءل كاسباري وويلتي عما إذا كان هناك اتجاه عالمي آخر يمكن أن يكون مسؤولاً. زيادة ثاني أكسيد الكربون2 تركيزات سرعة الهواء في نمو النبات. ولكن كما أوضح عالم صحة الكواكب بجامعة هارفارد صمويل مايرز وزملاؤه في عام 2014 ، فإن النباتات بما في ذلك القمح والذرة والأرز ومحاصيل رئيسية أخرى تزرع في ظل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المتوقعة في المستقبل.2 تتراكم المستويات أقل من النيتروجين والفوسفور والصوديوم والزنك والعناصر المغذية الأخرى مقارنة بما يحدث في ظل ثاني أكسيد الكربون الحالي2 المستويات. التفكير هو أن الجذور لا يمكنها مواكبة النمو الذي يحفزه الكربون الإضافي وبالتالي لا توفر الإمدادات الكافية من العناصر الأخرى.

منذ ذلك الحين ، تركز معظم القلق بشأن تخفيف المغذيات على صحة الإنسان. بالنظر إلى الارتفاع المتوقع في ثاني أكسيد الكربون2يمكن للنباتات "المخففة" أن تزيد عدد الأشخاص في جميع أنحاء العالم الذين لا يحصلون على ما يكفي من العناصر الغذائية في نظامهم الغذائي - بالفعل مليار أو نحو ذلك - بمئات الملايين ، كما يقول مايرز.

لكنه تساءل هو وآخرون عن التأثير البيئي الأوسع. يقول مايرز إنه "سؤال مهم للغاية". "كبشر لدينا الكثير من الخيارات حول ما نأكله ، ولكن هناك الكثير من الحيوانات التي تأكل فقط ما تأكله."

في Kansas LTER ، قام باحثون آخرون بجمع وتخزين عينات من أنواع العشب المختلفة كل عام. لذلك ، حدد Welti تركيزات 30 عنصرًا في تلك العينات. تضاعفت الكتلة الحيوية للأعشاب خلال الثلاثين عامًا الماضية ، لكن محتوى النيتروجين في النباتات انخفض بنحو 42٪ ، والفوسفور بنسبة 58٪ ، والبوتاسيوم بنسبة 54٪ ، والصوديوم بنسبة 90٪ ، وفقًا لما أفاد به فريق كاسباري مؤخرًا في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. تقول عالمة الأحياء أريان سيس في جامعة ولاية أريزونا في تيمبي: "تعد هذه الورقة علامة حمراء جيدة للمجتمع العلمي".

يحذر سيباستيان سيبولد ، عالم أحياء الحفظ في الجامعة التقنية في ميونيخ والذي كان يدرس انخفاض الحشرات على مدار السنوات العشر الماضية ، من أن الفكرة بحاجة إلى اختبار في أنظمة بيئية مختلفة. يقول: "لا يمكننا استخلاص استنتاجات عامة منه". يضيف فولفجانج ويجيل ، خبير التصنيف في متحف أبحاث الحيوان ألكسندر كونيغ: "في المناظر الطبيعية الألمانية ، لا يوجد دليل على نقص المغذيات".

ومع ذلك ، يشك آخرون في أن العمل يشير إلى تغيير جذري. يقول لارس كروغمان Lars Krogmann ، عالم الحشرات المنتظم في جامعة هوهنهايم: "توضح الدراسة جيدًا كيف يضيف تغير المناخ إلى مشكلة تدهور الحشرات العالمية ، حتى في المناطق التي يُفترض أنها لم تتعرض للاضطراب".

يتوقع كاسباري أنه بينما يحلل المحققون مجموعات البيانات التي جمعتها فان كلينك في دراسة الأسبوع الماضي ، سيجدون أن أكلة النبات هي من بين الأنواع الأكثر تضررًا في هذا الانخفاض. في Konza Prairie ، يأمل Welti في تعزيز الفرضية من خلال البحث عن انخفاض في العناصر الغذائية في أنسجة الجنادب نفسها. يقول براذر إن أكلة النباتات الأكبر حجمًا ، مثل الفيلة والباندا والأيائل ، قد تكون أيضًا في خطر. "إذا كان تخفيف المغذيات منتشرًا على نطاق واسع ، فسيكون لذلك آثار هائلة على الكائنات العاشبة في كل مكان."


هل سيؤدي ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى تعزيز نمو النبات حقًا؟

الائتمان: شترستوك

أصبحت النباتات موضوعًا غير مرجح للنقاش السياسي.تشير العديد من التوقعات إلى أن حرق الوقود الأحفوري والتغير المناخي الناتج سيجعل من الصعب زراعة ما يكفي من الغذاء للجميع في العقود القادمة. لكن بعض المجموعات التي تعارض الحد من انبعاثاتنا تزعم أن المستويات الأعلى من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) ستعزز عملية التمثيل الضوئي للنباتات وبالتالي تزيد من إنتاج الغذاء.

تم نشر بحث جديد في علم يشير إلى أن التنبؤ بآثار زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون على نمو النبات قد يكون في الواقع أكثر تعقيدًا مما توقعه أي شخص.

لفهم ما اكتشفه الباحثون يتطلب القليل من المعلومات الأساسية حول التمثيل الضوئي. هذه هي العملية التي تستخدم الطاقة الضوئية لتشغيل تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سكريات تغذي نمو النبات وتوفر في النهاية الغذاء الذي نعتمد عليه. لسوء الحظ ، فإن عملية التمثيل الضوئي معيبة.

جزيئات CO₂ والأكسجين هي أشكال متشابهة والآلية الرئيسية التي تحصد CO₂ ، وهو إنزيم يحمل الاسم الجذاب RuBisCO ، وأحيانًا يخطئ جزيء الأكسجين في جزيء CO₂. لم تكن هذه مشكلة عندما تطورت RuBisCO لأول مرة. ولكن منذ حوالي 30 مليون سنة ، انخفضت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى أقل من ثلث ما كانت عليه. مع انخفاض ثاني أكسيد الكربون حولها ، بدأت النباتات تحاول عن طريق الخطأ حصاد جزيئات الأكسجين في كثير من الأحيان. اليوم ، غالبًا ما يكون هذا استنزافًا كبيرًا لطاقة وموارد المصنع.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، تصبح RuBisCO أكثر عرضة للأخطاء. يتبخر الماء أيضًا بشكل أسرع ، مما يجبر النباتات على اتخاذ تدابير لتجنب الجفاف. لسوء الحظ ، فإن إيقاف الماء من أوراقها يمنع أيضًا دخول CO₂ ، وبما أن RuBisCO يصبح جائعًا من CO2 ، فإنه يهدر المزيد والمزيد من موارد النبات باستخدام الأكسجين بدلاً من ذلك. عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ، يمكن أن يستهلك هذا ربع ما ينتجه النبات - وتصبح المشكلة أكثر خطورة مع ارتفاع درجات الحرارة أكثر.

ومع ذلك ، طورت بعض النباتات طريقة لتجنب المشكلة عن طريق ضخ ثاني أكسيد الكربون إلى الخلايا حيث يوجد RuBisCO لتفعيل عملية التمثيل الضوئي. تُعرف هذه النباتات باسم C4 ، على عكس نباتات C3 العادية التي لا يمكنها القيام بذلك. يمكن أن تكون مصانع C4 أكثر إنتاجية ، خاصة في ظل الظروف الحارة والجافة. لقد جاؤوا للسيطرة على الأراضي العشبية الاستوائية على الأرض منذ 5 إلى 10 ملايين سنة ، ربما لأن العالم أصبح أكثر جفافاً في هذا الوقت واستخدامهم للمياه أكثر كفاءة.

تعتبر الذرة (الذرة) وقصب السكر من نباتات C4 ولكن معظم المحاصيل ليست كذلك ، على الرغم من أن مشروعًا تم تمويله في البداية من قبل مؤسسة Bill and Melinda Gates Foundation كان يسعى إلى تحسين غلات الأرز عن طريق إضافة آلات C4 إليه.

افترضت معظم النماذج المتعلقة بكيفية تأثر نمو النبات وإنتاج المحاصيل بثاني أكسيد الكربون المنبعث من حرق الوقود الأحفوري أن نباتات C3 العادية قد تؤدي بشكل أفضل. وفي الوقت نفسه ، تحصل مصانع RuBisCO في C4 بالفعل على ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون وبالتالي يجب أن يكون للزيادات تأثير ضئيل عليها. وقد تم دعم ذلك من خلال الدراسات قصيرة المدى السابقة.

الجديد علم تقارير ورقية بيانات من مشروع كان يقارن C3 ومصانع C4 على مدى السنوات ال 20 الماضية. النتائج التي توصلوا إليها مثيرة للدهشة. كما كان متوقعًا ، خلال السنوات العشر الأولى ، كان أداء أعشاب C3 المزروعة في ظل زيادة ثاني أكسيد الكربون أفضل - لكن نظائرها من C4 لم تفعل ذلك. ومع ذلك ، في العقد الثاني من التجربة ، انعكس الوضع ، حيث أنتجت مصانع C3 كتلة حيوية أقل في ظل مستويات أعلى من CO2 ومصانع C4 تنتج المزيد.

يبدو أن هذه النتيجة المحيرة قد تكون لأنه مع مرور الوقت ، كان يتوفر القليل من النيتروجين لتخصيب نمو النباتات في قطع الأراضي C3 وأكثر في قطع C4. لذا لم يكن التأثير ناتجًا عن النباتات نفسها فحسب ، بل كان أيضًا بسبب تفاعلها مع كيمياء التربة وميكروباتها.

تشير هذه النتائج إلى أن الطريقة التي تؤثر بها التغييرات في ثاني أكسيد الكربون على النظم البيئية القائمة من المرجح أن تكون معقدة ويصعب التنبؤ بها. قد يلمحون إلى أنه مع زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، يمكن أن تمتص الأراضي العشبية المدارية C4 كمية أكبر من الكربون أكثر مما هو متوقع ، وقد تمتص الغابات ، التي تتكون في الغالب من C3 ، كمية أقل. لكن من المرجح أن تعتمد الصورة الدقيقة على الظروف المحلية.

قد يكون ما يعنيه هذا لإنتاج الغذاء أكثر وضوحًا وأقل راحة مما يبدو للوهلة الأولى. هذه النتائج من الأعشاب التي تعيش وتستمر في النمو عامًا بعد عام. لكن محاصيل الحبوب الحالية هي "نباتات سنوية" تموت بعد موسم واحد ويجب إعادة زراعتها.

نتيجة لذلك ، ليس لديهم الفرصة لبناء تفاعلات التربة التي يبدو أنها عززت نمو نباتات C4 في التجربة. لا يمكننا أن نتوقع أن مشاكل الأمن الغذائي سيتم حلها عن طريق زيادة غلة المحاصيل C4 استجابةً لثاني أكسيد الكربون كما فعلوا في التجربة. وبالمثل ، لا ينبغي أن يحدث الانخفاض النهائي في الكتلة الحيوية التي شوهدت في مؤامرات C3 في المحاصيل السنوية C3.

ولكن ، كما نعلم ، تهدر نباتات C3 الكثير من الموارد في درجات حرارة أعلى ، لذا فإن أي زيادة في التمثيل الضوئي من ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون يبدو من المرجح أن يتم إلغاؤها على الأقل بسبب تأثيرات الاحتباس الحراري التي ستسببها. وذلك دون مراعاة التغيرات في أنماط هطول الأمطار مثل حالات الجفاف المتكررة. الحلول التي تبدو جيدة جدًا لدرجة يصعب تصديقها بشكل عام هي - وفي الوقت الحالي ، يبدو أن هذا هو الحال بالنسبة لفكرة أن غلات المحاصيل المحسّنة من ثاني أكسيد الكربون ستغذي العالم.


مراجع

Zheutlin، A.R، Adar، S.D & amp Park، S.K. انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والتغير في انتشار السمنة ومرض السكري في الولايات المتحدة: دراسة بيئية. بيئة. كثافة العمليات 73, 111–116 (2014).

زابولا ، د. الإجهاد البيئي ، والاختلالات في خلايا الدم الحمراء ، والالتهاب ، ومتلازمة التمثيل الغذائي: التكيفات مع ثاني أكسيد الكربون2 يزيد؟ J. Cardiometab. سيندر. 3, 30–34 (2008).

كوستيلو ، إيه وآخرون. إدارة الآثار الصحية لتغير المناخ. لانسيت 373, 1693–1733 (2009).

مورا ، سي وآخرون. المخاطر العالمية للحرارة القاتلة. نات. كليم. يتغيرون 7, 501–506 (2017).

شبنجلر ، جيه وآخرون. في تغير المناخ والبيئة الداخلية والصحة (محرران شبنجلر ، جيه وآخرون). 4 (مطبعة الأكاديميات الوطنية ، 2011).

Hönisch ، B. ، Hemming ، N.G ، Archer ، D. ، Siddall ، M. & amp McManus ، J.F. تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عبر انتقال منتصف العصر الجليدي. علم 324, 1551–1554 (2009).

Hayhoe ، K. et al. في التقرير الخاص بعلوم المناخ: التقييم الوطني الرابع للمناخ (محرران Wuebbles، D.J et al.) 133-160 (برنامج أبحاث التغيير العالمي في الولايات المتحدة ، 2017).

Gall، E.، Cheung، T.، Luhung، I.، Schiavon، S. & amp Nazaroff، W. المراقبة في الوقت الحقيقي للتعرض الشخصي لثاني أكسيد الكربون. يبني. بيئة. 104, 59–67 (2016).

Kriebel، D. et al. المبدأ الوقائي في علم البيئة. بيئة. منظور الصحة. 109, 871–876 (2001).

كرامب ، د. تغير المناخ - الآثار الصحية بسبب التغيرات في البيئة الداخلية (معهد البيئة والصحة ، 2011).

كليبيس ، إن إي وآخرون. المسح الوطني لأنماط النشاط البشري (NHAPS): مورد لتقييم التعرض للملوثات البيئية. J. اكسبو. شرجي. بيئة. إبيديميول. 11, 231–252 (2001).

شفايتزر ، سي وآخرون. الوقت الداخلي - البيئة المكروية - أنماط النشاط في سبع مناطق في أوروبا. J. اكسبو. علوم. بيئة. إبيديميول. 17, 170–181 (2007).

المعيار 62. 1 - 2013 التهوية للحصول على جودة هواء داخلية مقبولة (ANSI / ASHRAE ، 2013).

بيرسيلي ، أ. التحديات في تطوير معايير التهوية وجودة الهواء الداخلي: قصة معيار ASHRAE 62. يبني. بيئة. 91, 61–69 (2015).

Erdmann، C.A، Steiner، K.C & amp Apte، M.G. تركيزات ثاني أكسيد الكربون الداخلية وأعراض متلازمة المبنى المريضة في دراسة BASE تمت إعادة النظر فيه: تحليل مجموعة بيانات المبنى المائة. بروك. هواء داخلي 2002 3, 443–448 (2002).

نزاروف ، دبليو دبليو استكشاف عواقب تغير المناخ على جودة الهواء الداخلي. بيئة. الدقة. بادئة رسالة. 8, 015022 (2013).

عبد السلام م. م. تحقيق رئيس الوزراء2.5 ومستويات ثاني أكسيد الكربون في المنازل الحضرية. J. Air Waste Manag. مساعد. 65, 930–936 (2015).

Seppänen، O. A.، Fisk، W. J. & amp Mendell، M. J. Association of ventilation rate and CO2 التركيزات مع الاستجابات الصحية وغيرها في المباني التجارية والمؤسسية. هواء داخلي 9, 226–252 (1999).

فيسك ، دبليو جيه مشكلة التهوية في المدارس: مراجعة الأدبيات. هواء داخلي 27, 1039–1051 (2017).

نيوسهام ، جي آر وآخرون. هل المباني "الخضراء" بها بيئات داخلية أفضل؟ دليل جديد. يبني. الدقة. المشاة. 41, 415–434 (2013).

ليانغ ، هـ. وآخرون. إرضاء الساكنين تجاه جودة البيئة الداخلية لمباني المكاتب الخضراء المعتمدة في تايوان. يبني. بيئة. 72, 232–242 (2014).

كولتون ، إم دي وآخرون. جودة الهواء الداخلي في المساكن الخضراء مقابل المساكن التقليدية لذوي الدخل المنخفض. بيئة. علوم. تكنول. 48, 7833–7841 (2014).

Persily، A. & amp de Jonge، L. معدلات توليد ثاني أكسيد الكربون لشاغلي المبنى. هواء داخلي 27, 868–879 (2017).

Becerra، M.، Jerez، A.، Valenzuela، M.، Garces، H. & amp Demarco، R. تفاوت جودة الحياة: تحليل فجوات الراحة الداخلية للأسر التشيلية. سياسة الطاقة 121, 190–201 (2018).

Mendell، M.J & amp Heath، G. A. هل تؤثر الملوثات الداخلية والظروف الحرارية في المدارس على أداء الطلاب؟ استعراض نقدي للأدب. هواء داخلي 15, 27–52 (2005).

Boor، B. E.، Spilak، M. P.، Laverge، J.، Novoselac، A. & amp Xu، Y. التعرض البشري لملوثات الهواء الداخلية في بيئات النوم الدقيقة: مراجعة الأدبيات. يبني. بيئة. 125, 528–555 (2017).

Strøm-Tejsen، P.، Zukowska، D.، Wargocki، P. & amp Wyon، D. P. تأثيرات جودة هواء غرفة النوم على النوم والأداء في اليوم التالي. هواء داخلي 26, 679–686 (2016).

Mishra ، A. K. ، van Ruitenbeek ، A. M. ، Loomans ، M.G. هواء داخلي 28, 339–351 (2018).

Balvis، E.، Sampedro، O.، Zaragoza، S.، Paredes، A. & amp Michinel، H. نموذج بسيط للتحليل الآلي وتشخيص الراحة الحرارية البيئية في المباني الموفرة للطاقة. تطبيق طاقة 177, 60–70 (2016).

قهرماني ، أ. وآخرون. شركة الشخصية2 فقاعة: اختلافات تعتمد على السياق وإمكانية استخدام أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء. J. بناء. م. 22, 295–304 (2019).

لو ، جيه ، واتكينز ، إس آند ألكساندر ، د. التعرض لثاني أكسيد الكربون أثناء الطيران والأعراض ذات الصلة: الارتباط ، والحساسية ، والآثار التشغيلية (ناسا مركز جونسون للفضاء ، 2010).

ريتشاردسون ، إي تي وآخرون. الإزالة القسرية المتمثلة في السل. شركة علوم. ميد. 161, 13–18 (2016).

Hudda، N. & amp Fruin، S. A. تراكم ثاني أكسيد الكربون داخل المركبات: تأثير التهوية وظروف القيادة. علوم. مجموع البيئة. 610–611, 1448–1456 (2018).

كونستانتين ، دي ، مازيليسكو ، سي- إيه ، ناجي ، إم ، دراغيسي ، إيه آند ميهارتيسكو ، إيه- إيه. تصور جودة هواء المقصورة بين السائقين والركاب. الاستدامة 8, 852 (2016).

كاو ، إكس وآخرون. تركيزات ثاني أكسيد الكربون على متن الطائرة وأداء التهوية في كبائن الركاب للرحلات الداخلية الأمريكية. بيئة داخلية مبنية. 28, 761–771 (2019).

جاكوبسون ، م.ز.تعزيز تلوث الهواء المحلي بواسطة ثاني أكسيد الكربون في المناطق الحضرية2 القباب. بيئة. علوم. تكنول. 44, 2497–2502 (2010).

Velasco، E. & amp Roth، M. المدن كمصادر صافية لثاني أكسيد الكربون2: استعراض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 التبادل في البيئات الحضرية المقاسة بتقنية التباين الدوامي. Geogr. بوصلة 4, 1238–1259 (2010).

وارد ، إتش سي وآخرون. تأثيرات الكثافة الحضرية على تبادل ثاني أكسيد الكربون: ملاحظات المناطق الحضرية والضواحي والغابات الكثيفة في جنوب إنجلترا. بيئة. بولوت. 198, 186–200 (2015).

Bergeron، O. & amp Strachan، I. B. CO2 المصادر والمصارف في المناطق الحضرية والضواحي لمدينة شمال خط العرض الأوسط. أتموس. بيئة. 45, 1564–1573 (2011).

Idso، C.D، Idso، S.B & amp Balling، R.C Jr دراسة مكثفة لمدة أسبوعين حول CO في المناطق الحضرية2 قبة في فينيكس ، أريزونا ، الولايات المتحدة الأمريكية. أتموس. بيئة. 35, 995–1000 (2001).

Idso، C. D.، Idos، S.B & amp Balling، R.C Jr The Urban CO2 قبة فينيكس ، أريزونا. فيز. Geogr. 19, 95–108 (1998).

وانج ، ب. وآخرون. خصائص انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في شيان ، الصين بناءً على قياسات ثاني أكسيد الكربون2 التركيز ، Δ 14 درجة مئوية و 13 درجة مئوية. علوم. مجموع البيئة. 619–620, 1163–1169 (2018).

دبليو آفاق التحضر أورلد: مراجعة 2018 (الشؤون الاقتصادية والاجتماعية ، الأمم المتحدة ، 2018).

George، K.، Ziska، L.H، Bunce، J.A & amp Quebedeaux، B.2 التركيز ودرجة الحرارة عبر قطاع المناطق الحضرية والريفية. أتموس. بيئة. 41, 7654–7665 (2007).

Esquivel-Hernandez، G. et al. بالقرب من ثاني أكسيد الكربون والميثان في المناطق الحضرية في كوستاريكا. افتح J. Air Pollut. 4, 208–223 (2015).

Briber، B.، Hutyra، L.، Dunn، A.، Raciti، S. & amp Munger، J.W. الاختلافات في الغلاف الجوي CO2 نسب الاختلاط عبر التدرج الحضري إلى الريفي في بوسطن ، ماساتشوستس. الأرض 3, 304–327 (2013).

Lee، J.K، Christen، A.، Ketler، R. & amp Nesic، Z. شبكة مستشعرات متنقلة لرسم خرائط لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في البيئات الحضرية. أتموس. القياس. تقنية. 10, 645–665 (2017).

Sahay، S. & amp Ghosh، C. رصد التباين في تركيز غازات الاحتباس الحراري في البيئة الحضرية لدلهي. بيئة. مراقبة. يقيم. 185, 123–142 (2013).

Majumdar، D.، Rao، P. & amp Maske، N. التوزيع الموسمي والمكاني لغازات الاحتباس الحراري على مستوى الأرض (CO2، CH4، ن2س) فوق ناجبور في الهند وخريطة طريق إدارتهم. بيئة. مراقبة. يقيم. 189, 121 (2017).

Gratani، L. & amp Varone، L. اختلافات تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في روما: العلاقة مع مستوى حركة المرور وحجم المنتزه الحضري. Ecosyst الحضري. 17, 501–511 (2014).

بيرسيلي ، أ. تقييم IAQ المبنى والتهوية بثاني أكسيد الكربون. ASHRAE Trans. 103, 193–204 (1997).

يستطيع Keun Kim و M. & amp Choi و J. زيادة ثاني أكسيد الكربون في الهواء الطلق2 تأثير التركيزات على التهوية والطاقة في المباني؟ دراسة حالة في شنغهاي ، الصين. أتموس. بيئة. 210, 220–230 (2019).

Okobia، L. E.، Hassan، S. M. & amp Peter، A. زيادة في ثاني أكسيد الكربون الخارجي وتأثيراته على البيئة وصحة الإنسان في Kuje FCT Nigeria. بيئة. القس الصحة. 60, 104–112 (2017).

Arceo، E.، Hanna، R. & amp Oliva، P. هل يختلف تأثير التلوث على وفيات الرضع بين البلدان النامية والمتقدمة؟ دليل من مكسيكو سيتي. اقتصاد. ج. 126, 257–280 (2016).

Lu، R. & amp Turco، R. P. نقل ملوثات الهواء في بيئة ساحلية. الجزء الأول: محاكاة ثنائية الأبعاد لتأثيرات نسيم البحر والجبال. J. أتموس. علوم. 51, 2285–2308 (1994).

Bell، M.L & amp Davis، D.L. إعادة تقييم ضباب لندن المميت عام 1952: مؤشرات جديدة للعواقب الحادة والمزمنة للتعرض الحاد لتلوث الهواء. بيئة. منظور الصحة. 109, 389–394 (2001).

Rendon، A. M.، Salazar، J.F & amp Palacio، C. A. آثار التحضر على الانعكاس في درجة الحرارة في وادي جبلي مع انعكاسات على جودة الهواء. J. أبل. ميتيورول. كلايماتول. 53, 840–858 (2014).

Gago، E.J، Roldan، J.، Pacheco-Torres، R. & amp Ordonez، J. المدينة وجزر الحرارة الحضرية: مراجعة لاستراتيجيات التخفيف من الآثار الضارة. تجديد. الحفاظ. القس الطاقة. 25, 749–758 (2013).

Lietzke، B. & amp Vogt، R.2 التركيزات والتدفقات في وفوق وادي شارع حضري. أتموس. بيئة. 74, 60–72 (2013).

فيلاسكو ، إي وآخرون. مصادر ومصارف ثاني أكسيد الكربون في أحد أحياء مكسيكو سيتي. أتموس. بيئة. 97, 226–238 (2014).

روبرتسون ، دي.س.ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتأثيراته على صحة الإنسان. ميد. الفرضيات 56, 513–518 (2001).

Spengler ، J.D. تغير المناخ ، والبيئات الداخلية ، والصحة. هواء داخلي 22, 89–95 (2012).

Lowe، R. J.، Huebner، G. M. & amp Oreszczyn، T. الآثار المستقبلية المحتملة لمستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 على الأداء الإدراكي البشري وتصميم وتشغيل أنظمة التهوية في المباني. يبني. سيرف. م. الدقة. تكنول. 39, 698–711 (2018).

كارلتون ، إي جيه وآخرون. العلاقات بين معدلات التهوية المنزلية وصحة الجهاز التنفسي في دراسة كولورادو لكفاءة الطاقة المنزلية وصحة الجهاز التنفسي (CHEER). بيئة. الدقة. 169, 297–307 (2019).

Chen، J.، Brager، G. S.، Augenbroe، G. & amp Song، X. تأثير جودة الهواء الخارجي على استخدام التهوية الطبيعية للمباني التجارية في الولايات المتحدة. تطبيق طاقة 235, 673–684 (2019).

شروبسول ، سي وآخرون. سد الفجوة: الحاجة إلى نهج تفكير النظم في فهم ومعالجة الطاقة والأداء البيئي في المباني. بيئة داخلية مبنية. 28, 100–117 (2019).

فاردولاكيس ، إس وآخرون. تأثير تغير المناخ على البيئة الداخلية الداخلية والمخاطر الصحية المرتبطة بها في المملكة المتحدة. بيئة. كثافة العمليات 85, 299–313 (2015).

Steinemann، A.، Wargocki، P. & amp Rismanchi، B. عشرة أسئلة تتعلق بالمباني الخضراء وجودة الهواء الداخلي. يبني. بيئة. 112, 351–358 (2016).

زابولا ، د تلوث الهواء - المصادر والوقاية والآثار الصحية (محرر سيثي ، ر.) الفصل. 16 (نوفا ساينس ، 2013).

Leung، D. Y.C. تلوث الهواء الداخلي والخارجي في البيئة الحضرية: التحديات والفرص. أمام. بيئة. علوم. 2, 69 (2015).

نظائر مناخية معاصرة لـ 540 منطقة حضرية بأمريكا الشمالية في أواخر القرن الحادي والعشرين. نات. كومون. 10, 614 (2019).

King، A. D. & amp Harrington، L.J. عدم المساواة في تغير المناخ من 1.5 إلى 2 درجة مئوية من الاحتباس الحراري. الجيوفيز. الدقة. بادئة رسالة. 45, 5030–5033 (2018).

Zhang، X.، Wargocki، P. & amp Lian، Z. الاستجابات الفسيولوجية أثناء التعرض لثاني أكسيد الكربون والنفايات الحيوية عند المستويات التي تحدث عادة في الداخل. هواء داخلي 27, 65–77 (2017).

Zhang، X.، Wargocki، P.، Lian، Z. & amp Thyregod، C. آثار التعرض لثاني أكسيد الكربون والنفايات الحيوية على جودة الهواء المدركة ، والأعراض الصحية الحادة التي يتم تقييمها ذاتيًا ، والأداء المعرفي. هواء داخلي 27, 47–64 (2017).

Zhang، X.، Wargocki، P. & amp Lian، Z. الاستجابات البشرية لثاني أكسيد الكربون ، دراسة متابعة عند حدود التعرض الموصى بها في البيئات غير الصناعية. يبني. بيئة. 100, 162–171 (2016).

Shiraram، S.، Ramamurthy، K. & amp Ramakrishnan، S.2 التركيز والنفايات الحيوية في علم وظائف الأعضاء البشرية باستخدام اختبار قياس التنفس. يبني. بيئة. 149, 58–67 (2019).

فيفيلينن ، ت. وآخرون. ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في الأماكن المغلقة2 التركيزات في بيئة مكتبية تزيد من ثاني أكسيد الكربون عبر الجلد2 المستوى والنعاس أثناء العمل المعرفي. J. احتلال. بيئة. هيغ. 13, 19–29 (2016).

Hughson ، R.L ، Yee ، N.J & amp Greaves ، D.K. ارتفاع نهاية المد والجزر PCO2 خلال الرحلات الفضائية الطويلة. ايروسب. ميد. همم. نفذ. 87, 894–897 (2016).

لو ، جيه وآخرون. العلاقة بين مستويات ثاني أكسيد الكربون والصداع المبلغ عنه في محطة الفضاء الدولية. J. احتلال. بيئة. ميد. 56, 477–483 (2014).

Thom، S.R، Bhopale، V. M.، Hu، J. & amp Yang، M. الاستجابات الالتهابية للارتفاعات الحادة لثاني أكسيد الكربون في الفئران. J. أبل. فيسيول. 123, 297–302 (2017).

Thom، S.R، Bhopale، V. M.، Hu، J. & amp Yang، M. تحفز مستويات ثاني أكسيد الكربون المتزايدة العدلات لإنتاج الجسيمات الدقيقة وتنشيط الجسيم الملتهب المرتبط بالنيوكليوتيدات 3. راديك مجاني. بيول. ميد. 106, 406–416 (2017).

Schneberger، D.، DeVasure، J.M، Bailey، K. L.، Romberger، D.J & amp Wyatt، T.A Effect of low-level CO2 على استجابة البروتين الالتهابي الفطري للغبار العضوي من حظائر حبس الخنازير. J. احتلال. ميد. توكسيكول. 12, 9 (2017).

هوتر ، هـ.ب.آخرون. المركبات شبه المتطايرة في المدارس وتأثيرها على الأداء المعرفي للأطفال. كثافة العمليات J. احتلال. ميد. بيئة. الصحة 26, 628–635 (2013).

Azuma، K.، Kagi، N.، Yanagi، U. & amp Osawa، H. بيئة. كثافة العمليات 121, 51–56 (2018).

Kajtar، L. & amp Herczeg، L.تأثير تركيز ثاني أكسيد الكربون على رفاهية الإنسان وكثافة العمل الذهني. إيدوجاراس 116, 145–169 (2012).

ساتيش ، يو وآخرون. هل CO2 ملوث داخلي؟ التأثيرات المباشرة لثاني أكسيد الكربون المنخفض إلى المتوسط2 التركيز على أداء صنع القرار البشري. بيئة. منظور الصحة. 120, 1671–1677 (2012).

ألين ، جي جي وآخرون. ارتباطات درجات الوظائف المعرفية مع ثاني أكسيد الكربون والتهوية والتعرض للمركبات العضوية المتطايرة في موظفي المكاتب: دراسة التعرض للرقابة لبيئات المكاتب الخضراء والتقليدية. بيئة. منظور الصحة. 124, 805–812 (2016).

ألين ، جي جي وآخرون. أداء رحلة طيار الطائرة في 21 مناورة في جهاز محاكاة الطيران تحت تركيزات متفاوتة من ثاني أكسيد الكربون. J. اكسبو. علوم. بيئة. إبيديميول. 29, 457–468 (2019).

كاو ، إكس وآخرون. تقلب معدل ضربات القلب وأداء طياري الخطوط الجوية التجارية أثناء محاكاة الطيران. كثافة العمليات J. البيئة. الدقة. الصحة العامة 16, 237 (2019).

سنو وآخرون. استكشاف تأثيرات الأداء الفسيولوجي والفيزيولوجي العصبي والمعرفي لتركيزات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الداخل. يبني. بيئة. 156, 243–252 (2019).

Rodeheffer، C. D.، Chabal، S.، Clarke، J.M & amp Fothergill، D. M. التعرض الحاد لمستويات منخفضة إلى معتدلة من ثاني أكسيد الكربون واتخاذ قرارات الغواصات. ايروسب. ميد. همم. نفذ. 89, 520–525 (2018).

سنو وآخرون. استخدام مخطط كهربية الدماغ لوصف النعاس أثناء التعرض لفترة قصيرة لتركيزات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون في الأماكن المغلقة. ما قبل الطباعة في bioRxiv https://doi.org/10.1101/483750 (2018).

MacNaughton ، P. وآخرون. التصورات البيئية والصحية قبل وبعد الانتقال إلى مبنى أخضر. يبني. بيئة. 104, 138–144 (2016).

ميلر ، إيه إتش وأمبير رايسون ، سي إل. دور الالتهاب في الاكتئاب: من الضرورة التطورية إلى هدف العلاج الحديث. نات. القس إمونول. 16, 22–34 (2016).

كرونيم ، بي دي ، واتكينز ، إس آند ألكساندر ، دي جي. التعرض المزمن لثاني أكسيد الكربون المرتفع بشكل معتدل 2 أثناء رحلة الفضاء طويلة الأمد (مركز ناسا لمعلومات AeroSpace ، 2012).

Bloch-Salisbury، E.، Lansing، R. & amp Shea، S. A. التغيرات الحادة في مستويات ثاني أكسيد الكربون تغير مخطط كهربية الدماغ دون التأثير على الوظيفة الإدراكية. الفيزيولوجيا النفسية 37, 418–426 (2000).

Zouboules، S. M. & amp Day، T. A. العمل المرهق للتأقلم مع ثاني أكسيد الكربون المرتفع بشكل مزمن2. J. Physiol. 597, 1421–1423 (2019).

وانج ، د. ، توماس ، آر جيه ، يي ، بي جيه & أمبير جرونستين ، آر آر. فرط ثنائي أكسيد الكربون أكثر أهمية من نقص الأكسجة في النتائج العصبية للتنفس المضطرب أثناء النوم. J. أبل. فيسيول. 120, 1484–1486 (2016).

بورجراف ، ن.جيه وآخرون. استجابات فسيولوجية تهوية ومتكاملة لفرط ثنائي أكسيد الكربون المزمن في الماعز. J. Physiol. 596, 5343–5363 (2018).

ميلر ، جيه وآخرون. الاعتلال المشترك والالتهاب الجهازي والنتائج في مجموعة ECLIPSE. رد. ميد. 107, 1376–1384 (2013).

Beheshti، A.، Cekanaviciute، E.، Smith، D.J & amp Costes، S. V. يقترح التحليل الترانسكريبتومي العالمي أن ثاني أكسيد الكربون عامل ضغوط بيئي في رحلات الفضاء: دراسة حالة GeneLab في بيولوجيا الأنظمة. علوم. اعادة عد. 8, 4191 (2018).

شايفر ، ك.إ.آثار زيادة ثاني أكسيد الكربون المحيط2 مستويات على صحة الإنسان والحيوان. اكسبرينتيا 38, 1163–1168 (1982).

Schaefer، K. E.، Douglas، W.H.J، Messier، A. A.، Shea، M.L & amp Gohman، P. A. تأثير التعرض لفترات طويلة إلى 0.5٪ CO2 على تكلس الكلى والبنية التحتية للرئتين. بيوميد تحت البحر. الدقة. 6، S155 – S161 (1979).

Wade و C. E. و Wang و T. J. و Lang و K. C. و Corbin و B. J. & amp Steele و M.K.2 مكشوف. أفيات. بيئة الفضاء. ميد. 71, 599–609 (2000).

هاكويماند ، آر وآخرون. آثار ثاني أكسيد الكربون2 التعرض عن طريق الاستنشاق على الفئران المقيء ظهارة أنفية. خلية بيول. توكسيكول. 26, 309–317 (2010).

روبرتسون ، د.س. الآثار الصحية لزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. بالعملة. علوم. 90, 1607–1609 (2006).

روبرتسون ، D. S. Palaeo- الاختلافات في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والعلاقة بالانقراضات. المضاربة. علوم. تكنول. 21, 171–185 (1999).

Guais، A. et al. سمية ثاني أكسيد الكربون: مراجعة. تشيم. الدقة. توكسيكول. 24, 2061–2070 (2011).

كارنوبا ، R. A. ، Baptistella ، A. B. ، Paschoal ، V. & amp Hübscher ، G.H. الحماض الأيضي منخفض الدرجة الناجم عن النظام الغذائي والنتائج السريرية: مراجعة. العناصر الغذائية 9, 538 (2017).

Frassetto ، L. ، Banerjee ، T. ، Powe ، N. & amp Sebastian ، A. توازن الحمض ، حمولة الحمض الغذائي ، وتأثيرات العظام - موضوع مثير للجدل. العناصر الغذائية 10, 517 (2018).

Martrette ، J.M et al. آثار التعرض المطول لثاني أكسيد الكربون2 على السلوك وإفراز الهرمونات وعضلات الجهاز التنفسي في إناث الفئران الصغيرة. فيسيول. Behav. 177, 257–262 (2017).

كيراي ، إم وآخرون. آثار التعرض لثاني أكسيد الكربون على نمو الدماغ المبكر في الفئران. التكنولوجيا الحيوية. هيستوكيم. 89, 371–383 (2014).

Hersoug، L.G، Sjödin، A. & amp Astrup، A. دور محتمل مقترح لزيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 كمحفز لزيادة الوزن والسمنة. نوتر. داء السكري 2، e31 (2012).

كيكوتشي ، آر وآخرون. يسرع فرط ثنائي أكسيد الكربون في تكوين الشحوم: دور جديد لارتفاع ثاني أكسيد الكربون2 في تفاقم السمنة. أكون. J. Resp. خلية مول. بيول. 57, 570–580 (2017).

Medinas ، D. B. ، Cerchiaro ، G. ، Trindade ، D.F & amp Augusto ، O. جذور الكربونات والمواد المؤكسدة ذات الصلة المشتقة من عازلة البيكربونات. الحياة IUBMB 59, 255–262 (2007).

Ezraty، B.، Chabalier، M.، Ducret، A.، Maisonneuve، E. & amp Dukan، S. CO2 يفاقم سمية الأكسجين. ممثل EMBO. 12, 321–326 (2011).

Veselá، A. & amp Wilhelm، J. دور ثاني أكسيد الكربون في تفاعلات الجذور الحرة للكائن الحي. فيسيول. الدقة. 51, 335–339 (2002).

Zuj، K. A. et al. ضعف التنظيم الذاتي للدماغ والأوعية الدموية وانخفاض ثاني أكسيد الكربون2 التفاعلية بعد رحلة فضائية طويلة الأمد. أكون. J. Physiol. سيرك القلب. فيسيول. 302، H2592-H2598 (2012).

زوارت ، إس آر وآخرون. متلازمة رائد فضاء العيون. FASEB J. 31, 3746–3756 (2017).

مايكل ، إيه ب. وأمبير مارشال بومان ، ك. ارتفاع ضغط الدم داخل الجمجمة الناجم عن رحلات الفضاء. ايروسب. ميد. همم. نفذ. 86, 557–562 (2015).

لوري ، إس إس وآخرون. آثار فرط ثنائي أكسيد الكربون الخفيف قصير المدى أثناء إمالة الرأس لأسفل على الضغط داخل الجمجمة والتركيبات العينية في الأشخاص الأصحاء. فيسيول. اعادة عد. 5، e13302 (2017).

Faustman، E. M.، Silbernagel، S.M، Fenske، R.A، Burbacher، T.M & amp Ponce، R. A. الآليات الكامنة وراء تعرض الأطفال للمواد السامة البيئية. بيئة. منظور الصحة. 108, 13–21 (2000).

رايس ، س. أ. تقييم مخاطر الصحة البشرية لثاني أكسيد الكربون2: الناجون من التعرض الحاد عالي المستوى والسكان الذين يعانون من الحساسية للتعرض المنخفض المستوى لفترات طويلة. في المؤتمر السنوي الثالث لعزل الكربون (2004) https://go.nature.com/2J463QH

Glodzik ، L. ، Randall ، C. ، Rusinek ، H. & amp de Leon ، M. J. تفاعل الأوعية الدموية الدماغية لثاني أكسيد الكربون في مرض الزهايمر. J. ألزهايمرز ديس. 35, 427–440 (2013).

Holy، X.، Collombet، J.M، Labarthe، F.، Granger-Veyron، N. & amp Bégot، L. آثار نقص فيتامين د الموسمي والحماض التنفسي على علامات استقلاب العظام في أفراد طاقم الغواصة أثناء الدوريات الطويلة. J. أبل. فيسيول. 112, 587–596 (2012).

باتاغليا ، إم & أمبير خان ، دبليو يو إن المؤشرات الحيوية في الطب النفسي. الموضوعات الحالية في علوم الأعصاب السلوكية المجلد. 40 (محرران Pratt، J. & amp Hall، J.) 195-217 (Springer، 2018).

Kim، J.، Kong، M.، Hong، T.، Jeong، K. & amp Lee، M. الاستجابة الفسيولوجية لشاغلي المبنى بناءً على نشاطهم وتغيرات حالة جودة البيئة الداخلية. يبني. بيئة. 145, 96–103 (2018).

أندرسون ، د. إي. التأثيرات القلبية الكلوية للتثبيط السلوكي للتنفس. بيول. بسيتشول. 49, 151–163 (1998).

Anderson، D. E. & amp Chesney، M.A. الارتباط النوعي للإجهاد المدرك ونمط التنفس المانع. كثافة العمليات J. Behav. ميد. 9, 216–227 (2002).

شولز ، ل. وآخرون. مستشعر ثاني أكسيد الكربون المصغر منخفض التكلفة للأجهزة المحمولة. IEEE Sens. J. 17, 2889–2895 (2017).

ستينغون ، جيه إيه وآخرون. نحو تنفيذ أكبر لنموذج بحث العرض ضمن علم الأوبئة البيئية. Annu. القس الصحة العامة 38, 315–327 (2017).

Go ، Y.M ، Chandler ، J.D & amp Jones ، D.P. بروتين السيستين. راديك مجاني. بيول. ميد. 84, 227–245 (2015).

Ghaffarianhoseini، A. et al. متلازمة البناء المريضة: هل نفعل ما يكفي؟ العمارة. علوم. القس. 61, 99–121 (2018).

Heidari، L.، Younger، M.، Chandler، G.، Gooch، J. & amp Schramm، P. دمج الصحة في مباني المستقبل. ASME J. Sol. هندسة الطاقة. 139, 010802 (2017).

كارير ، ب وآخرون. حول تطوير مبادئ توجيهية للتهوية الصحية: المبادئ والإطار. كثافة العمليات J. البيئة. الدقة. الصحة العامة 15, 1360 (2018).

MacNaughton ، P. وآخرون. تأثير العمل في مبنى أخضر معتمد على الوظيفة الإدراكية والصحة. يبني. بيئة. 114, 178–186 (2017).

Shrubsole، C. التفكير المنظومي في البيئة المبنية: رؤية الصورة الأكبر ، فهم التفاصيل. بيئة داخلية مبنية. 27, 439–441 (2018).


شكر وتقدير

استخدم هذا العمل بيانات التباين المشترك التي حصل عليها مجتمع FLUXNET ومشاركتها ، بما في ذلك هذه الشبكات: AmeriFlux و AfriFlux و AsiaFlux و CarboAfrica و CarboEuropeIP و CarboItaly و CarboMont و ChinaFlux و Fluxnet-Canada و GreenGrass و ICOS و KoFlux و LBA و NECC و TERN و TCOS-Siberia و USCCC. تم تنفيذ معالجة ومواءمة بيانات التباين المشترك لـ FLUXNET بواسطة مجموعة قواعد بيانات التدفقات الأوروبية ، ومشروع إدارة AmeriFlux ، ومشروع Fluxdata الخاص بـ FLUXNET.

تم تقديم الدعم لهذا البحث من قبل إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا ، ووزارة الطاقة الأمريكية ، ومكتب العلوم والبحوث البيولوجية والبيئية ، ومنحة التآزر لمجلس البحوث الأوروبي ERC-SyG-2013-610028 IMBALANCE-P.

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


شاهد الفيديو: اخفاء نموذج الاجابة ومنع ظهور النتائج في اختبار فورمز بعد حل الطالب للأسئلة Microsoft Forms (شهر نوفمبر 2022).