Il diossido di carbonio (l'anidride carbonica CO2)

Il diossido di carbonio (comunemente chiamato anidride carbonica, CO2) fu scoperto da Joseph Black, un chimico scozzese nel 1750.A temperatura ambiente (intorno ai 20°C) si presenta come un gas inodore, incolore e non infiammabile. L'anidride carbonica è una molecola avente CO2 come formula molecolare,la cui molecola è caratterizzata dall'avere un atomo di carbonio doppiamente legato a due atomi di ossigeno (O=C=O). Principalmente è presente sotto forma gassosa ma può avere forma liquida o solida quando, in quest'ultimo caso, raggiunge la temperatura inferiore ai -78°C. Il biossido di carbonio viene prodotto principalmente da 6 processi:

1. Come prodotto secondario da impianti di produzione di ammoniaca e idrogeno;
2. Da combustione di carburanti carboniosi;
3. Come sottoprodotto della fermentazione;
4. Da decomposizione termica di CaCO3;
5. Come sottoprodotto della produzione di fosfato di sodio;
6. Direttamente dai pozzi naturali di biossido di carbonio.

Nonostante il biossido di carbonio sia presente in una piccolissima parte nell'atmosfera è comunque un componente fondamentale di essa perché, insieme al vapore acqueo ed al metano, intrappola la radiazione infrarossa della luce solare riflettendola nuovamente verso la superficie terrestre (il cosiddetto effetto serra) impedendo alla Terra di raffreddare fino a temperature impossibili per lo sviluppo di molte forme di vita.È inoltre una sostanza fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali.E' opportuno considerare che è una sostanza che esiste da sempre nella nostra atmosfera, infatti nel momento in cui si è andato a formare il nostro pianeta i vulcani hanno contribuito per primi a rilasciare CO2 e grazie ad essa si è potuto instaurare un clima favorevole allo sviluppo della vita. Tuttavia oggi i vulcani contribuiscono per una quantità di CO2 pari a meno l'1% della quantità di biossido di carbonio, mentre il totale liberata della CO2 rilasciata in atmosfera dalle attività umane è pari a 27 miliardi di tonnellate all'anno (per avere un'idea sono 50.000 tonnellate al minuto), e già da questo si capisce come gli effetti sul clima non possono essere certo positivi per l'ambiente.Recentemente si è rilevato un valore di CO2 nell'atmosfera di circa 381 ppm (parti per milione) e grazie al lavoro di studiosi si è potuto stimare che la concentrazione atmosferica di biossido di carbonio prima della rivoluzione industriale fosse 280 ppm, e che quindi sia aumentata del 35% dai tempi della rivoluzione industriale e del 20% dal 1958. Cause principali di questo aumento inesorabile sono la combustione dei combustibili fossili (carbone, petrolio) che incidono con una percentuale del 64%, e la deforestazione con il 34%. Come è riportato dal grafico successivo


si nota come l'aumento della CO2 non abbia un andamento rettilineo crescente ma oscillatorio. Si noti inoltre come all'incremento del diossido di carbonio corrisponda anche un incremento delle temperature. Il motivo dell'andamento oscillante è dovuto al fatto che osservando la massa terrestre della Terra solo poca di essa è a sud dell'equatore, e di conseguenza la maggior parte della vegetazione è presente nell'emisfero nord e quando tale emisfero è inclinato verso il sole, cioè quando alle nostre latitudini è primavera ed estate, aumenta la vegetazione e si ha consumo di anidride carbonica attraverso la respirazione delle piante con conseguente sua diminuzione nell'atmosfera. Ma quando l'emisfero nord è inclinato in direzione opposta rispetto al sole, cioè da noi è autunno ed inverno, le foglie cadono ed esalano CO2 provocandone il suo aumento in atmosfera. Oltre al biossido di carbonio presente in atmosfera anche gli oceani ne possiedono una grande quantità (molto maggiore a quella presente in atmosfera), però sotto forma di ioni bicarbonato e carbonato. Tuttavia l'aumento della concentrazione della CO2 in atmosfera aumenta la quantità di ioni idrogenocarbonati prodotti nelle acque marine (ioni che derivano dall'azione del biossido di carbonio libero sulle rocce calcaree). Questi ioni provocano di conseguenza l'abbassamento del pH (è il fenomeno dell'acidificazione degli oceani), e si ritiene che questo incremento di acidità combinato con gli incrementi di temperatura sia la causa principale della scomparsa negli ultimi di molte barriere coralline nelle zone tropicali del pianeta.