Απομόνωση άνθρακα, η μακροχρόνια αποθήκευση άνθρακα σε φυτά, εδάφη, γεωλογικούς σχηματισμούς και στον ωκεανό. Η δέσμευση άνθρακα συμβαίνει τόσο φυσικά όσο και ως αποτέλεσμα ανθρωπογενών δραστηριοτήτων και συνήθως αναφέρεται στην αποθήκευση άνθρακα που έχει την άμεση δυνατότητα να γίνει αέριο διοξείδιο του άνθρακα. Σε απάντηση στις αυξανόμενες ανησυχίες σχετικά με την αλλαγή του κλίματος που οφείλονται σε αυξημένες συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, έχει προκύψει σημαντικό ενδιαφέρον για τη δυνατότητα αύξησης του ρυθμού δέσμευσης άνθρακα μέσω αλλαγών στη χρήση γης και τη δασοκομία και επίσης μέσω τεχνικών γεωμηχανικής, όπως η δέσμευση άνθρακα και αποθήκευση.
έλεγχος της ατμοσφαιρικής ρύπανσης: Απομόνωση άνθρακα
Πηγές άνθρακα και καταβόθρα άνθρακα
Οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες, όπως η καύση ορυκτών καυσίμων, έχουν απελευθερώσει άνθρακα από τη μακροπρόθεσμη γεωλογική αποθήκευσή του ως άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο και το έχουν παραδώσει στην ατμόσφαιρα ως αέριο διοξείδιο του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται επίσης φυσικά, μέσω της αποσύνθεσης φυτών και ζώων. Η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί από την αρχή της βιομηχανικής εποχής και αυτή η αύξηση οφείλεται κυρίως στην καύση ορυκτών καυσίμων. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα πολύ αποτελεσματικό αέριο θερμοκηπίου - δηλαδή, ένα αέριο που απορροφά την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από την επιφάνεια της Γης. Καθώς οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα αυξάνονται στην ατμόσφαιρα, διατηρείται περισσότερη υπέρυθρη ακτινοβολία και η μέση θερμοκρασία της χαμηλότερης ατμόσφαιρας της Γης αυξάνεται. Αυτή η διαδικασία αναφέρεται ως υπερθέρμανση του πλανήτη.
Οι δεξαμενές που συγκρατούν τον άνθρακα και τον εμποδίζουν να εισέλθει στην ατμόσφαιρα της Γης είναι γνωστές ως καταβόθρα άνθρακα. Για παράδειγμα, η αποψίλωση των δασών αποτελεί πηγή εκπομπών άνθρακα στην ατμόσφαιρα, αλλά η αναγέννηση των δασών είναι μια μορφή δέσμευσης άνθρακα, με τα ίδια τα δάση να χρησιμεύουν ως καταβόθρες άνθρακα. Ο άνθρακας μεταφέρεται φυσικά από την ατμόσφαιρα στους χερσαίους άνθρακες μέσω της φωτοσύνθεσης. Μπορεί να αποθηκευτεί σε υπεράνω βιομάζα, καθώς και σε εδάφη. Πέρα από τη φυσική ανάπτυξη των φυτών, άλλες επίγειες διεργασίες που δεσμεύουν τον άνθρακα περιλαμβάνουν την ανάπτυξη βλάστησης αντικατάστασης σε εκκαθαρισμένη γη, πρακτικές διαχείρισης γης που απορροφούν άνθρακα (βλ. Παρακάτω τη δέσμευση άνθρακα και τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής) και την αυξημένη ανάπτυξη λόγω των αυξημένων ατμοσφαιρικών επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα και βελτιωμένη εναπόθεση αζώτου. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο άνθρακας που αποσπάται σε εδάφη και βλάστηση από το έδαφος μπορεί να απελευθερωθεί ξανά στην ατμόσφαιρα μέσω της χρήσης γης ή κλιματικών αλλαγών. Για παράδειγμα, η καύση (που προκαλείται από πυρκαγιές) ή η αποσύνθεση (που προκύπτει από τη δραστηριότητα μικροβίων) μπορεί να προκαλέσει την απελευθέρωση άνθρακα που είναι αποθηκευμένη στα δάση στην ατμόσφαιρα. Και οι δύο διαδικασίες συνδέουν οξυγόνο στον αέρα με άνθρακα αποθηκευμένο σε φυτικούς ιστούς για την παραγωγή αερίου διοξειδίου του άνθρακα.
Εάν ο επίγειος νεροχύτης γίνει σημαντική πηγή άνθρακα μέσω αυξημένης καύσης και αποσύνθεσης, έχει τη δυνατότητα να προσθέσει μεγάλες ποσότητες άνθρακα στην ατμόσφαιρα και τους ωκεανούς. Σε παγκόσμιο επίπεδο, η συνολική ποσότητα άνθρακα στη βλάστηση, το έδαφος και τα υπολείμματα είναι περίπου 2.200 gigatons (1 gigaton = 1 δισεκατομμύριο τόνοι) και εκτιμάται ότι η ποσότητα του άνθρακα που δέχεται ετησίως από επίγεια οικοσυστήματα είναι περίπου 2,6 gigatons. Οι ίδιοι οι ωκεανοί συσσωρεύουν επίσης άνθρακα, και η ποσότητα που βρίσκεται ακριβώς κάτω από την επιφάνεια είναι περίπου 920 gigatons. Η ποσότητα του άνθρακα που αποθηκεύεται στον ωκεανό νεροχύτη υπερβαίνει την ποσότητα στην ατμόσφαιρα (περίπου 760 gigatons). Από τον άνθρακα που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα από ανθρώπινες δραστηριότητες, μόνο το 45% παραμένει στην ατμόσφαιρα. περίπου το 30% απορροφάται από τους ωκεανούς και το υπόλοιπο ενσωματώνεται στα χερσαία οικοσυστήματα.
Απομόνωση άνθρακα και μετριασμός της κλιματικής αλλαγής
Το Πρωτόκολλο του Κιότο βάσει της Σύμβασης-πλαισίου των Ηνωμένων Εθνών για την αλλαγή του κλίματος επιτρέπει στις χώρες να λαμβάνουν πιστώσεις για τις δραστηριότητες απομόνωσης άνθρακα στον τομέα της χρήσης γης, της αλλαγής χρήσης γης και της δασοκομίας ως μέρος των υποχρεώσεών τους βάσει του πρωτοκόλλου. Τέτοιες δραστηριότητες θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν αναδάσωση (μετατροπή μη δασικών εκτάσεων σε δάσος), αναδάσωση (μετατροπή παλαιότερων δασικών εκτάσεων σε δάσος), βελτιωμένες δασικές ή γεωργικές πρακτικές και αναζωογόνηση. Σύμφωνα με τη Διακυβερνητική Ομάδα για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC), οι βελτιωμένες γεωργικές πρακτικές και οι δραστηριότητες άμβλυνσης που σχετίζονται με τα δάση μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στην απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα με σχετικά χαμηλό κόστος. Αυτές οι δραστηριότητες θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν βελτιωμένη διαχείριση καλλιεργειών και βοσκοτόπων - για παράδειγμα, πιο αποτελεσματική χρήση λιπασμάτων για την πρόληψη της έκπλυσης των αχρησιμοποίητων νιτρικών, πρακτικές άροσης που ελαχιστοποιούν τη διάβρωση του εδάφους, την αποκατάσταση οργανικών εδαφών και την αποκατάσταση υποβαθμισμένων εδαφών. Επιπλέον, η διατήρηση των υπαρχόντων δασών, ειδικά των τροπικών δασών του Αμαζονίου και αλλού, είναι σημαντική για τη συνεχιζόμενη απομόνωση του άνθρακα σε αυτούς τους βασικούς χερσαίους νεροχύτες.
