Em formação

Algas e efeito estufa


Apenas um pensamento: o CO2 a concentração está aumentando. Devido a um fenômeno diferente, mas possivelmente relacionado, a proliferação de algas está aumentando. Nós, humanos, queremos controlar ambos. Mas as algas são a principal fonte de O2. O aumento da proliferação de algas na concentração crescente de CO pode estar relacionado2 ? Eu queria saber se isso acabaria por ser vantajoso para o meio ambiente, mesmo que a proliferação de algas possa ser prejudicial para algumas espécies e direta ou indiretamente para os humanos também.


Na maioria das situações, a falta de CO2 suficiente não é o que limita o crescimento das algas. Em geral, os limites para o crescimento são determinados pela disponibilidade de nutrientes como ferro, nitrogênio e sílica. Eles realmente tocam nisso no jornal. Por exemplo, remover a limitação de ferro tem um impacto muito mais dramático no crescimento ou proliferação de algas do que aumentar o CO2 em alguns pontos percentuais (veja aqui). Isso também explica por que há mais florescimento de algas, o aumento do uso de fertilizantes resulta em mais alimento para as algas crescerem e em todas as coisas ruins (veja aqui).

Talvez algumas algas se beneficiem, pois não terão que investir muita energia / nitrogênio na criação de mecanismos de concentração de carbono. No entanto, várias espécies de algas usam cálcio para suas paredes celulares e estas realmente sofreriam com o aumento das concentrações de CO2, pois isso leva à acidificação do oceano (por exemplo, coccolitóforos). Levando em consideração que essas são algas pesadas que se afundam, que levam muito carbono com elas para o fundo do oceano, você verá que a acidificação do oceano provavelmente não será uma coisa boa.


Efeito estufa

O aquecimento global descreve o atual aumento da temperatura média do ar e dos oceanos da Terra. O aquecimento global é frequentemente descrito como o exemplo mais recente de mudança climática.

Ciências da Terra, Meteorologia, Geografia

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O aquecimento global descreve o atual aumento da temperatura média do ar e dos oceanos da Terra. O aquecimento global é frequentemente descrito como o exemplo mais recente de mudança climática.

O clima da Terra mudou muitas vezes. Nosso planeta passou por várias eras glaciais, nas quais mantos de gelo e geleiras cobriram grandes porções da Terra. Também passou por períodos quentes, quando as temperaturas eram mais altas do que hoje.

Mudanças anteriores na temperatura da Terra aconteceram muito lentamente, ao longo de centenas de milhares de anos. No entanto, a tendência recente de aquecimento está acontecendo muito mais rápido do que nunca. Ciclos naturais de aquecimento e resfriamento não são suficientes para explicar a quantidade de aquecimento que experimentamos em tão pouco tempo - somente as atividades humanas podem ser responsáveis ​​por isso. Os cientistas temem que o clima esteja mudando mais rápido do que alguns seres vivos podem se adaptar a ele.

Em 1988, a Organização Meteorológica Mundial e o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente estabeleceram um comitê de climatologistas, meteorologistas, geógrafos e outros cientistas de todo o mundo. Este Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) inclui milhares de cientistas que revisam as pesquisas mais atualizadas disponíveis relacionadas ao aquecimento global e às mudanças climáticas. O IPCC avalia o risco de mudanças climáticas causadas por atividades humanas.

De acordo com o relatório mais recente do IPCC & rsquos (em 2007), as temperaturas médias da superfície da Terra & rsquos aumentaram cerca de 0,74 graus Celsius (1,33 graus Fahrenheit) durante os últimos 100 anos. O aumento é maior nas latitudes do norte. O IPCC também descobriu que as regiões terrestres estão aquecendo mais rápido do que os oceanos. O IPCC afirma que a maior parte do aumento da temperatura desde meados do século 20 é provavelmente devido às atividades humanas.

O efeito estufa

As atividades humanas contribuem para o aquecimento global, aumentando o efeito estufa. O efeito estufa ocorre quando certos gases, conhecidos como gases do efeito estufa, se acumulam na atmosfera terrestre. Esses gases, que ocorrem naturalmente na atmosfera, incluem dióxido de carbono, metano, óxido de nitrogênio e gases fluorados, às vezes conhecidos como clorofluorcarbonos (CFCs).

Os gases de efeito estufa permitem que a luz do sol brilhe na superfície da Terra, mas eles prendem o calor que é refletido de volta para a atmosfera. Dessa forma, eles agem como as paredes de vidro isolante de uma estufa. O efeito estufa mantém o clima da Terra confortável. Sem ele, as temperaturas da superfície seriam mais baixas em cerca de 33 graus Celsius (60 graus Fahrenheit), e muitas formas de vida congelariam.

Desde a Revolução Industrial no final dos anos 1700 e início dos anos 1800, as pessoas têm liberado grandes quantidades de gases de efeito estufa na atmosfera. Essa quantidade disparou no século passado. As emissões de gases de efeito estufa aumentaram 70% entre 1970 e 2004. As emissões de dióxido de carbono, o gás de efeito estufa mais importante, aumentaram cerca de 80% durante esse período. A quantidade de dióxido de carbono na atmosfera hoje excede em muito a faixa natural observada nos últimos 650.000 anos.

A maior parte do dióxido de carbono que as pessoas colocam na atmosfera vem da queima de combustíveis fósseis como petróleo, carvão e gás natural. Carros, caminhões, trens e aviões queimam combustíveis fósseis. Muitas usinas de energia elétrica também queimam combustíveis fósseis.

Outra forma de as pessoas liberarem dióxido de carbono na atmosfera é derrubando florestas. Isso acontece por dois motivos. O material vegetal em decomposição, incluindo árvores, libera toneladas de dióxido de carbono na atmosfera. Árvores vivas absorvem dióxido de carbono. Ao diminuir o número de árvores para absorver o dióxido de carbono, o gás permanece na atmosfera.

A maior parte do metano na atmosfera vem da pecuária, aterros sanitários e da produção de combustível fóssil, como mineração de carvão e processamento de gás natural. O óxido nitroso vem da tecnologia agrícola e da queima de combustível fóssil.

Os gases fluorados incluem clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos e hidrofluorocarbonos. Esses gases de efeito estufa são usados ​​em latas de aerossol e refrigeração.

Todas essas atividades humanas adicionam gases de efeito estufa à atmosfera, retendo mais calor do que o normal e contribuindo para o aquecimento global.

Efeitos do aquecimento global

Mesmo pequenos aumentos nas temperaturas globais médias podem ter efeitos enormes. Talvez o maior e mais óbvio efeito seja que as geleiras e calotas polares derretam mais rápido do que o normal. A água do degelo é drenada para os oceanos, fazendo com que o nível do mar suba e os oceanos se tornem menos salgados.

Os mantos de gelo e as geleiras avançam e recuam naturalmente. À medida que a temperatura da Terra mudou, as camadas de gelo aumentaram e diminuíram, e os níveis do mar diminuíram e aumentaram. Corais antigos encontrados em terra na Flórida, Bermudas e Bahamas mostram que o nível do mar deve ter sido 5 a 6 metros (16-20 pés) mais alto 130.000 anos atrás do que é hoje. A Terra não precisa ficar quente como um forno para derreter as geleiras. Os verões do norte eram apenas 3 a 5 graus Celsius (5 a 9 graus Fahrenheit) mais quentes durante a época desses fósseis antigos do que são hoje.

No entanto, a velocidade com que o aquecimento global está ocorrendo não tem precedentes. Os efeitos são desconhecidos.

As geleiras e calotas polares cobrem cerca de 10% da massa terrestre mundial hoje. Eles detêm cerca de 75 por cento da água doce do mundo. Se todo esse gelo derretesse, o nível do mar subiria cerca de 70 metros (230 pés). O IPCC relatou que o nível do mar global aumentou cerca de 1,8 milímetros (0,07 polegadas) por ano de 1961 a 1993, e 3,1 milímetros (0,12 polegadas) por ano desde 1993.

O aumento do nível do mar pode inundar as comunidades costeiras, deslocando milhões de pessoas em áreas como Bangladesh, Holanda e o estado americano da Flórida. A migração forçada afetaria não apenas essas áreas, mas também as regiões para as quais os & ldquoclimáticos refugiados & rdquo fogem. Outros milhões de pessoas em países como Bolívia, Peru e Índia dependem do degelo glacial para beber, irrigação e energia hidrelétrica. A perda rápida dessas geleiras devastaria esses países.

O derretimento glacial já elevou ligeiramente o nível global do mar. No entanto, os cientistas estão descobrindo maneiras de o nível do mar aumentar ainda mais rápido. Por exemplo, o derretimento da geleira Chacaltaya na Bolívia expôs rochas escuras abaixo dela. As rochas absorvem o calor do sol, acelerando o processo de derretimento.

Muitos cientistas usam o termo "mudança do clima" em vez de "aquecimento global". Isso ocorre porque as emissões de gases de efeito estufa afetam mais do que apenas a temperatura. Outro efeito envolve mudanças na precipitação, como chuva e neve. Os padrões de precipitação podem mudar ou se tornar mais extremos. Ao longo do século 20, a precipitação aumentou nas partes orientais da América do Norte e do Sul, no norte da Europa e no norte e centro da Ásia. No entanto, diminuiu em partes da África, no Mediterrâneo e em partes do sul da Ásia.

Mudanças Futuras

Ninguém pode olhar para uma bola de cristal e prever o futuro com certeza. No entanto, os cientistas podem fazer estimativas sobre o crescimento futuro da população, as emissões de gases de efeito estufa e outros fatores que afetam o clima. Eles podem inserir essas estimativas em modelos de computador para descobrir os efeitos mais prováveis ​​do aquecimento global.

O IPCC prevê que as emissões de gases de efeito estufa continuarão a aumentar nas próximas décadas. Como resultado, eles preveem que a temperatura média global aumentará cerca de 0,2 graus Celsius (0,36 graus Fahrenheit) por década. Mesmo se reduzirmos as emissões de gases de efeito estufa e aerossóis para seus níveis de 2.000, ainda podemos esperar um aquecimento de cerca de 0,1 grau Celsius (0,18 graus Fahrenheit) por década.

O painel também prevê que o aquecimento global contribuirá para algumas mudanças sérias no abastecimento de água em todo o mundo. Em meados do século 21, prevê o IPCC, o escoamento do rio e a disponibilidade de água provavelmente aumentarão em altas latitudes e em algumas áreas tropicais. No entanto, muitas regiões secas nas latitudes médias e trópicos sofrerão uma diminuição nos recursos hídricos.

Como resultado, milhões de pessoas podem ficar expostas à escassez de água. A escassez de água diminui a quantidade de água disponível para beber, eletricidade e higiene. A escassez também reduz o uso de água para irrigação. A produção agrícola diminuiria e os preços dos alimentos subiriam. Anos consistentes de seca nas Grandes Planícies dos Estados Unidos e Canadá teriam esse efeito.

Os dados do IPCC também sugerem que a frequência das ondas de calor e da precipitação extrema aumentará. Os padrões climáticos, como tempestades e ciclones tropicais, se tornarão mais intensos. As próprias tempestades podem ser mais fortes, mais frequentes e mais duradouras. Eles seriam seguidos por ondas de tempestade mais fortes, o aumento imediato do nível do mar após as tempestades. As ondas de tempestade são particularmente prejudiciais às áreas costeiras porque seus efeitos (inundações, erosão, danos a edifícios e plantações) são duradouros.

O que podemos fazer

Reduzir nossas emissões de gases de efeito estufa é uma etapa crítica para desacelerar a tendência ao aquecimento global. Muitos governos em todo o mundo estão trabalhando para atingir esse objetivo.

O maior esforço até agora foi o Protocolo de Kyoto, que foi adotado em 1997 e entrou em vigor em 2005. No final de 2009, 187 países haviam assinado e ratificado o acordo. De acordo com o protocolo, 37 países industrializados e a União Europeia se comprometeram a reduzir suas emissões de gases de efeito estufa.

Existem várias maneiras de governos, indústrias e indivíduos reduzirem os gases do efeito estufa. Podemos melhorar a eficiência energética em residências e empresas. Podemos melhorar a eficiência de combustível de carros e outros veículos. Também podemos apoiar o desenvolvimento de fontes alternativas de energia, como energia solar e biocombustíveis, que não envolvem a queima de combustíveis fósseis.

Alguns cientistas estão trabalhando para capturar o dióxido de carbono e armazená-lo no subsolo, em vez de deixá-lo ir para a atmosfera. Este processo é denominado sequestro de carbono.

Árvores e outras plantas absorvem dióxido de carbono à medida que crescem. Proteger as florestas existentes e plantar novas pode ajudar a equilibrar os gases de efeito estufa na atmosfera.

Mudanças nas práticas agrícolas também podem reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Por exemplo, as fazendas usam grandes quantidades de fertilizantes à base de nitrogênio, que aumentam as emissões de óxido de nitrogênio do solo. A redução do uso desses fertilizantes reduziria a quantidade desse gás de efeito estufa na atmosfera.

A maneira como os fazendeiros manipulam o estrume animal também pode ter um efeito no aquecimento global. Quando o estrume é armazenado como líquido ou lama em lagoas ou tanques, ele libera metano. Quando seca como um sólido, no entanto, isso não acontece.

Reduzir as emissões de gases de efeito estufa é de vital importância. No entanto, a temperatura global já mudou e provavelmente continuará a mudar nos próximos anos. O IPCC sugere que as pessoas explorem maneiras de se adaptar ao aquecimento global, bem como tentem retardá-lo ou interrompê-lo. Algumas das sugestões de adaptação incluem:

  • Expandir o abastecimento de água por meio da captação, conservação, reutilização e dessalinização da chuva.
  • Ajustando locais de colheita, variedade e datas de plantio.
  • Construir paredões e barreiras contra tempestades e criar pântanos e pântanos como barreiras contra a elevação do nível do mar.
  • Criação de planos de ação de saúde térmica, impulsionando os serviços médicos de emergência e melhorando a vigilância e o controle de doenças.
  • Diversificar os atrativos turísticos, pois atrativos existentes como estações de esqui e recifes de coral podem desaparecer.
  • Planejamento de estradas e linhas ferroviárias para lidar com o aquecimento e / ou inundações.
  • Fortalecimento da infraestrutura energética, melhoria da eficiência energética e redução da dependência de fontes únicas de energia.

Fotografia de Bjorn Anders Nymoen, MyShot

Trauma pós guerra
Um aumento repentino na quantidade de dióxido de carbono na atmosfera faz mais do que alterar a temperatura da Terra. Grande parte do dióxido de carbono do ar se dissolve na água do mar. Lá, ele forma ácido carbônico em um processo chamado acidificação dos oceanos. A acidificação do oceano está dificultando a construção de conchas e estruturas esqueléticas para algumas criaturas marinhas. Isso pode alterar o equilíbrio ecológico dos oceanos e causar problemas para as indústrias de pesca e turismo.

Barking Up the Wrong Tree
Os besouros da casca do abeto no Alasca tiveram um boom populacional graças a 20 anos de verões mais quentes do que a média. Os insetos conseguiram roer 1,6 milhão de hectares (4 milhões de acres) de abetos.

Pinguins desaparecidos
Os pinguins-imperador causaram impacto no showbiz no filme de 2005 Marcha dos pinguins. Infelizmente, seu encore pode incluir um ato de desaparecimento. Na década de 1970, um período de calor anormalmente longo fez com que a população dessas aves da Antártica diminuísse em 50 por cento. Alguns cientistas temem que o aquecimento global continuado leve as criaturas à extinção, mudando seu habitat e suprimento de alimentos.


Algas para capturar CO2

Crédito: Shutterstock

Os efeitos do aquecimento global podem ser vistos em todo o mundo, e muitos especialistas acreditam que só vai piorar à medida que as emissões de CO2 continuarem a aumentar. O aquecimento global é causado pela emissão de gases de efeito estufa. 72% dos gases de efeito estufa totalmente emitidos são dióxido de carbono (CO2), 18% metano e 9% óxido nitroso (NOx). As emissões de dióxido de carbono, portanto, são a causa mais importante do aquecimento global. O CO2 é inevitavelmente criado pela queima de combustíveis como, e. petróleo, gás natural, diesel, diesel orgânico, gasolina, gasolina orgânica, etanol. Essa é a má notícia. A boa notícia é que os pesquisadores descobriram que as algas não são apenas uma ótima fonte alternativa de bioenergia natural, mas também têm a capacidade de capturar CO2.

As microalgas são geralmente reconhecidas como a solução mais promissora tanto para a produção de biocombustível quanto para a captura industrial do CO2 emitido. A capacidade desses microrganismos fotossintéticos de converter dióxido de carbono em lipídios ricos em carbono (a apenas uma ou duas etapas do biodiesel) excede em muito a das oleaginosas agrícolas, sem competir por terras aráveis.

O potencial das microalgas foi investigado por vários programas da UE dedicados à redução de CO2 e outras emissões de gases de efeito estufa. O número de iniciativas europeias e globais tem aumentado de forma constante neste domínio desde que a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre as Alterações Climáticas (UNFCCC) foi assinada em 1992.

Com tanto foco nas possibilidades que as microalgas podem oferecer, vários métodos industriais foram desenvolvidos para sua produção. No entanto, a maioria atualmente não é economicamente viável, especialmente em grande escala. As limitações a esses sistemas incluem: produtividade abaixo do ideal, instalação cara, grande pegada (área de superfície), alta demanda de água e a necessidade de um usuário final altamente treinado. O projeto ALDADISK, financiado pela UE, foi criado para enfrentar esses desafios, criando uma unidade de produção escalável, capaz de fornecer biomassa e produtos à base de algas de alto valor, ao mesmo tempo que reduz as emissões de CO2.

As tecnologias de algas comerciais atuais usam algas plantônicas em solução de água em biorreatores verticais (VB) ou fazendas de algas com grandes lagoas. No entanto, existem várias desvantagens. Os processos precisam de muita água durante a produção, o CO2 é liberado por borbulhamento na fase líquida e a colheita é difícil, demorada e ineficiente. Além disso, a operação é difícil de aumentar e deixa uma grande pegada.

O processo proposto pela ALDADISK é baseado na tecnologia de biofilme usando um sistema de reator de disco rotativo semelhante aos reatores rotativos de última geração usados ​​em outras partes da indústria biológica. Nesse sistema, as algas podem ser cultivadas em superfícies biocompatíveis indiferentes e, assim, o CO2 seria capturado diretamente da fase gasosa ou da fase líquida após o borbulhamento. Este método aumenta drasticamente a eficiência e diminui a quantidade de água necessária para o processo. A colheita automática e contínua também pode ser projetada e implementada. Aumentar a escala é fácil e o footprint seria muito menor do que o usado atualmente. O projeto ALDADISK visa desenvolver um pequeno reator automático de biofilme, com baixos custos de operação e instalação, que seja capaz de capturar uma quantidade considerável de CO2. O resultado pretendido seriam produtos orgânicos com um rendimento suficientemente elevado.

O objetivo do projeto é satisfazer a necessidade de unidades de produção de pequena escala que desejam produzir produtos de biomassa de algas, mas enfrentam dificuldades em obter a tecnologia para o fazer.

Neste mercado, estudos realizados pelo consórcio do projeto têm demonstrado que faltam reatores universais eficientes e informações insuficientes sobre a sustentabilidade e viabilidade da produção de algas. Eles também identificaram a necessidade de uma unidade de produção de algas escalável e economicamente viável, capaz de fornecer produtos à base de algas de alto valor (nutrientes animais e humanos, biofertilizante), bem como biomassa (precursores de biodiesel).

Além disso, as PMEs que participam do consórcio do projeto estão particularmente interessadas em um sistema que continue lucrativo com instalações de pequena escala e ocupe um espaço mínimo. Além da tecnologia de produção, também é necessária uma base de conhecimento organizada e integrada. Muitos dos participantes do projeto estão interessados ​​na produção de algas, mas não possuem as ferramentas necessárias para calcular a viabilidade econômica e determinar qual sistema melhor atende às suas necessidades. Um dos objetivos do projeto, portanto, é preencher a lacuna de conhecimento entre as atividades de pesquisa e as necessidades do usuário final.

Será fornecido um software de design que, com base na entrada do usuário, irá sugerir parâmetros de instalação, realizar análises de custo / benefício para calcular a viabilidade econômica e fazer previsões sobre a sustentabilidade ambiental do sistema. O sistema proposto será elaborado especificamente para atender às necessidades das PME.

Testes de laboratório, sistema em escala piloto e projetos mecânicos e eletrônicos estão sendo realizados. Isso será seguido por um sistema de reator protótipo que será instalado em uma instalação do usuário final. A intenção é que o primeiro reator ALGADISK seja operado e testado no verão de 2014.


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A new index to assess chemicals increasing the greenhouse effect based on their toxicity to algae

CO2, as the typical greenhouse gas causing the greenhouse effect, is a major global environmental problem and has attracted increasing attention from governments. Using algae to eliminate CO2, which has been proposed as an effective way to reduce the greenhouse effect in the past decades, can be disturbed by a growing number of artificial chemicals. Thus, seven types of chemicals and Selenastrum capricornutum (algae) were examined in this study, and the good consistency between the toxicity of artificial chemicals to algae and the disturbance of carbon fixation by the chemicals was revealed. This consistency showed that the disturbance of an increasing number of artificial chemicals to the carbon fixation of algae might be a "malware" worsening the global greenhouse effect. Therefore, this study proposes an original, promising index to assess the risk of deepening the greenhouse effect by artificial chemicals before they are produced and marketed.

Palavras-chave: Artificial chemicals Carbon fixation Disturbance Greenhouse effect Growth inhibition Selenastrum capricornutum.


Cleaning Containers

Plant pathogens such as Pythium, Rhizoctonia e Thielaviopsis can survive in root debris or soil particles on greenhouse surfaces. If a crop had a disease problem, then avoid re-using containers. It is also a good idea to avoid planting crops that are prone to Thielaviopsis problems, such as pansies, in containers that have been previously used. Research has shown that Thielaviopsis spores are capable of surviving on recycled plug trays and infecting new crops.

Containers to be reused should be washed thoroughly to remove soil particles and plant debris before being treated with a disinfectant, even if there is no evidence of disease in the crop. Debris and organic matter can protect pathogens from coming in contact with the disinfectant solution.


Carbon dioxide gas and the greenhouse effect

The greenhouse effect is important to keep the planet warm and allow life on Earth. Look this infographic that shows what is the greenhouse effect:

However, the emission of fossil fuels, pollution and other human activities increase the gases like methane and carbon dioxide, changing the temperature of the planet and contributing to the global warming and climate change.


Algae and greenhouse effect - Biology

Physical and Biological Carbon Pumps

The ocean surface serves as a bottleneck for the transfer of CO2 among other gases into the ocean. This exchange between the ocean and atmospheric gases is a significant global climatic factor. There are three main ways that this exchange takes place, through the 1.) Physical carbon pump, 2.) Biological carbon pump, and 3.) Lime carbon pump. For discussion purposes on global warming, we will only be discussing the first two of these processes.

The physical carbon pump is most efficient in colder sea water. This is because the colder water can absorb more CO2 and because it is denser than warmer water. The solute CO2 is pulled into the ocean depths along with the sinking surface water, and stays sunk until the deeper water naturally returns to the surface in the future.

The biological pump is similar to the physical carbon pump in that the CO2 sinks to the ocean depths. However, in the biological pump, the CO2 is consumed by algae and is bound in their cells when the algae die. The algae die when there is an overabundance of them in a certain area, therefore limiting the nutrient supply and therefore starving to death. This biological process only cares for a small amount of organic carbon however, it is very significant for the fact that it keeps the carbon out of circulation for hundreds to thousands of years.

There are many effects of global warming on these natural exchange processes. The warming of the earth s oceans would reduce the ocean s efficiency for capturing CO2. The physical pump suffers consequences due to the lower salt content due to melting glaciers, causing the surface waters to become too light and warm. This disables the CO2 from sinking down to the ocean depths and storing it away for years to come. And in the biological pump, rising ocean temperatures reduce the mixing of nutrients from deep to surface waters, therefore limiting the algae s food supply and slowing down the pump.

1.) The greenhouse effect and the oceans

2 pages, accessed 10/18/02, available online

2.) Boyd, Philip, and Scott Nodder

What grows up must fall down: the potential impact of climate change on plankton and carbon export.:


Ocean Plankton Reducing Greenhouse Gases By Using More Carbon Dioxide

Microscopically tiny marine organisms known as plankton increase their carbon uptake in response to increased concentrations of dissolved CO2 and thereby contribute to a dampening of the greenhouse effect on a global scale. An international group of scientists led by the Leibniz Institute of Marine Sciences in Kiel, Germany documented this biological mechanism in a natural plankton community for the first time.

In simulations of the future ocean, they measured an increased CO2 uptake of up to 39%. The unexpected positive effect for the global climate system harbours at the same time considerable risks for the oceans and their ecosystems.

The study points to three major areas of concern: increased CO2 uptake by plankton will accelerate the rate of ocean acidification in deeper layers, lead to a decrease in oxygen concentrations in the deeper ocean, and will negatively influence the nutritional quality of plankton. The latter development can have consequences for entire food webs in the ocean.

The world oceans are by far the largest sink of anthropogenic CO2 on our planet. Until now, they have swallowed almost half of the CO2 emitted through the burning of fossil fuels. However, can the oceans continue to alleviate the steady rise in atmospheric CO2 in the future? Current models for the development of the global climate system do not incorporate the reaction of marine organisms nor the processes that they influence.

Professor Ulf Riebesell, marine biologist at IFM-GEOMAR in Kiel and the first author of the study, gives insight into the motivation for the research: &ldquoWe need to learn a lot more about the biology of the oceans, because the organisms play a decisive role in the carbon cycle. How do they affect the chemical balance and what are their responses to the enormous environmental changes we are currently experiencing?&rdquo The Nature publication provides new insights into these effects and their dimension.

To investigate the biological processes and their potential changes with time, the scientists made use of an unusual experimental set up in the Raunefjord in Norway. Here, a series of nine mesocosms, enclosures manufactured from a specialized synthetic material and measuring 10 meters in depth, were used to isolate 27 cubic meters of natural fjord water. In the experimental design, Ulf Riebesell and his team maintained three enclosures at current CO2 conditions as a control, while they infused CO2 in the remaining mesocosms to simulate predicted concentrations for the year 2100 and the year 2150.

The critters in the mesocosms responded quickly to the extra serving of CO2. The higher the concentration of dissolved carbon dioxide, the faster the microalgae incorporated the greenhouse gas via photosynthesis. Can CO2 act as a fertilizer in the ocean? The scientists measured an increased uptake of up to 39% compared to current rates.

Ulf Riebesell describes the reaction of his team: &ldquoWe expected the organisms to show distinct reactions to changing CO2 conditions. What really surprised us, however, was the dimension of this effect. Basically, we can now say that the biology in the oceans is significantly affecting the global climate system.&rdquo In the final step of the experiment, the scientists wanted to find out what happens with the rapidly proliferating biomass. Again the experiments in the Raunefjord provided insights: the extra CO2 bound in organic matter sank to depth after the peak of the algal bloom.

The CO2 fertilization of marine plankton can have a positive effect on climate change in the future. The greenhouse gas consumed by plankton and removed from the surface ocean when the dying cells sink to depth makes way for the uptake of more CO2. In a way, the tiny organisms act as a biological conveyer belt for the transport of carbon dioxide out of the surface and into the deep ocean.

What appears to be a blessing for the atmospheric greenhouse effect may prove to be a curse for deep ocean ecosystems. Decomposition of the increased biomass will consume more oxygen, a major problem for marine animals that occupy deep habitats. Another consequence of the biological conveyer belt is the accelerated rate of ocean acidification in the deep ocean due to more rapid transport of CO2 to depth. The authors also expect direct affects on marine organisms based on previous observations. Planktonic crustaceans that were fed with CO2-enriched microalgae displayed slower growth rates and were less proliferous.

Ulf Riebesell remarks on the consequences of the study: "Our results probably represent only the tip of the iceberg. I am certain that scientists will discover further biological feedback mechanisms in the near future. It is essential not only to identify and to understand these mechanisms, but also to quantify their effect on the global climate system, now and in the future. &ldquo

The experiments in Bergen were conducted in the framework of the research program CARBOOCEAN, funded by the European Union.

Journal reference: Enhanced biological carbon consumption in a high CO2 ocean. Ulf Riebesell1, Kai Schulz1, Richard Bellerby2,3, Mona Botros1, Peter Fritsche1, Michael Meyerhöfer1, Craig Neill2, Gisle Nondal2,3, Andreas Oschlies1, Julia Wohlers1 & Eckart Zöllner1.


Greenhouse Effect

What is Meant by Greenhouse Effect?
Greenhouse Effect is the process of heating of the surface of Earth till the troposphere. It happens because of higher concentration of carbon dioxide, water vapour, methane and other gases.
Sunlight heats up Earth’s surface, and subsequently, the energy is reflected back to space in the form of infrared radiation. In the greenhouse effect, the concentrated gases absorb the energy, thereby increasing the global temperature. Hence, greenhouse effect and global warming are correlated.
[Image: Greenhouse effect ]
Before proceeding with greenhouse effect causes and prevention, let us familiarise with different greenhouse gases.

Greenhouse Gases

The concentration of gases that lead to trapping of heat in the atmosphere is known as greenhouse gases. Greenhouse gases include –

Fluorinated gases like halons, hydrochlorofluorocarbons, chlorofluorocarbons, nitrogen trifluoride, sulphur hexafluoride etc.

However, the emission scale of these greenhouse gases varies, leading to differences in its concentration in atmosphere.
[Image: Overview of greenhouse gas emissions in 2018]
Você sabia?
In spite of the damage caused by greenhouse effect and global warming, in its absence, temperature of Earth may slide down to almost -18° Celsius.
Read on to know more about causes and effects of greenhouse effect.

What Causes the Greenhouse Effect?

When preparing a short note on greenhouse effect, make sure to have an understanding about factors causing greenhouse effect.

Coal, oil and natural gas are fossil fuel which is utilised for transportation and electricity generation among others. Burning of fossil fuels releases enormous amounts of carbon dioxide into the air.

Fertilisers used during farming releases greenhouse gas nitrous oxide. It is a major cause of global warming.

Rampant deforestation is a common cause of greenhouse effect owing to reduction of oxygen release and absorption of carbon dioxide by plants. Moreover, when wood is burnt, the stored carbon is further released into the environment.

Population explosion in different parts of the world has caused enormous pressure on existing resources, which is finite. Higher demand has caused a substantial increase in manufacturing, causing greater emission of harmful gases.

Landfill and industrial waste

Landfill of industrial produce and industrial waste emanating from coal mining activities, cement production, and oil extraction among others lead to the generation of harmful greenhouse gases.

Consequences of Greenhouse Effect

The major consequences of Greenhouse Effect are –

Prevention of Greenhouse Effect

Conservation of energy can substantially cut down emission of greenhouse gases. It is due to the fact that maximum industrial process and electricity production is dependent on consumption of fossil fuel. Increased usage of alternative or renewable energy will facilitate energy conservation.

Planned afforestation on a large scale will help in higher absorption of carbon dioxide from the atmosphere. Barring at night, green plants absorb carbon dioxide and release oxygen into air.

Close to 30% of greenhouse gases are emitted by various modes of transport. Developed public transportation system helps to reduce number of automobiles that run of regular basis, eventually cutting down harmful gases emission.

There is a greater need for policy intervention by government both in terms of framing appropriate regulations and enforcement. International cooperation is important to make such policies a success.

Teste-se

eu. How much does carbon dioxide contribute to global warming?
(a) 10% to 15%
(b) 20% to 25%
(c) 30% to 35%
(d) 40% to 45%
ii. Ozone layer lies in –
(a) Mesosphere
(b) Ionosphere
(c) Stratosphere
(d) Troposphere
[To check your answer, see the solution mentioned at the end of the article]