Įvairaus maisto – augalinio ir gyvulinio – pradžia yra žalieji augalai. Jų skiriamasis bruožas – fotosintezė, kurios metu neorganiniai junginiai virsta organiniais.Anglies dioksidą augalai ima iš oro (vandenyje gyvenantys augalai – iš vandens). Kad jis galėtų reaguoti su vandens molekule, reikia nemažai energijos, kurią suteikia saulė. Tačiau to neužtenka: svarbu, kad saulės spinduliai pasiektų augaluose esančią žaliąją medžiagą – chlorofilą. Po reakcijos susidaro cukrūs, kurie jau yra organiniai junginiai ir yra tinkamas maistas tiems, kurie neturi chlorofilo ir patys negali dalyvauti tokiose reakcijose.
Garrota yra ispanų išradimas – lankas, kurio pasmaugiamas pasmerktasis. Šiluminė garrota jau spaudžia civilizacijos kaklą.
Šiltnamio efektas švedų chemiko Svantės Arenijaus dėka buvo žinomas jau XIX a. pabaigoje. Gamtoje šis efektas vyksta visiškai natūraliai, jeigu jo nebūtų vidutinė temperatūra Žemėje būtų ne plius 15 oC kaip šiandien, o minus 18 oC. Jį sukelia tokios dujos, kaip ozonas, vandens garai, metanas, azoto oksidai ir anglies dvideginis. Šios dujos apsunkina planetoje susikaupusios šilumos išspinduliavimą į kosmosą. Kol jis vyko natūraliai, be žmogaus įsikišimo, infraraudonoji spinduliuotė be kliūčių iškeliaudavo į kosmosą; ją kiek pristabdydavo tik vandens garai ir anglies dvideginis, kurio ore yra 0,028 proc. Dėl žmonių suvartojamo didelio kuro kiekio dabar ši dalis išaugo iki 0,035 proc. ir didėja toliau.
Negalinti laisvai išeiti į kosmosą šiluma gali sukelti klimato katastrofą. Jos ženklus jau dabar jaučiame savo kailiu. Apie 2030 m. šiltnamio efektas sustiprės dvigubai ir visos neigiamos pasekmės pasidarys dar akivaizdesnės. Vidutinė temperatūra gali išaugti 5 laipsniais ir klimatas visai išprotės. Ištirps ašigalius dengiantys ledynai, vandens lygis jūrose pakils ir daug pakrančių sričių bus užlietos. Jau šiandien nyksta pirmosios salos Ramiajame vandenyne. Iš tokių miestų kaip Hamburgas, Venecija ar Londonas liks tik prisiminimai; tas pats įvyks ir su tokiomis šalimis, kaip Olandija.
Šiltnamio efektas
Taip vadinamas sustiprėjęs tam tikrų dujų (pavyzdžiui, anglies dioksido, fluorchlorangliavandenilių, metano, azoto dioksido) poveikis atmosferai. Saulės spinduliai gali prasiskverbti pro Žemės atmosferą, o nuo Žemės atsispindintis infraspinduliavimas absorbuojamas. Be šio šiltnamio efekto gyvybė Žemėje tokia, kokia yra, nebūtų galima: atmosferoje esantis anglies dioksidas ir vandens garai sušildo apatinius oro sluoksnius vidutiniškai nuo –18°C iki +15°C. Kita vertus, daugėjant atmosferoje anglies dioksido, šiltnamio efektas sustiprėja – padvigubėjus anglies dioksido koncentracijai temperatūra pakiltų nuo 1,5 iki 4,5°C (jei anglies dioksido ir toliau daugės tokiu pat tempu, to galima tikėtis maždaug 2050 metais). Rezultatai – smarkus klimato pasikeitimas, jūros lygio pakilimas ir kt.
Pagrindinė šiltnamio efekto priežastis – anglies dioksidas, kuris susidaro degimo procese. Propano, butano, fluorchlorangliavandenilių ir metano dujų nedideli kiekiai taip pat turi reikšmės.
Nors anglies dioksidas yra nenuodingas, jį galima priskirti prie atmosferą teršiančių medžiagų. CO2(d) kiekio padidėjimas atmosferoje gali sutrikdyti šiluminę pusiausvyrą Žemėje.
CO2 nėra vienintelės šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Metanas CH4, ozonas O3, diazoto oksidas N2O, kai kurie chlorinti ir fluorinti angliavandeniliai netgi geriau sugeria infraraudonuosius spindulius, nei CO2. Kol kas nėra vieningos nuomonės, kaip galima būtų užkirsti kelią klimato atšilimui. Apskritai daugelį aplinkos apsaugos problemų skirtingi mokslininkai vertina skirtingai. Šioje srityje laukia dar daug tyrimų ir diskusijų.
Anglies dioksidas atmosferoje ir klimatas
Pagrindinį vaidmenį susidarant šiltnamio efektui atlieka vandens garai ir anglies dioksido dujos atmosferoje. Jų įtaka Žemės klimatui – didžiulė. Jeigu atmosferoje nebūtų vandens garų ir anglies dioksido, kurie sulaiko planetos šilumos spinduliavimą, vidutinė atmosferos temperatūra būtų apie 30oC žemesnė negu dabar. Tai reiškia, kad net pusiaujo srityje vidutinė temperatūra būtų neigiama, o vandenynai būtų ledo dykumos.
Anglies apykaitos gamtoje schema visiems mums gerai žinoma. Veikiant saulės energijai, augaluose vyksta fotosintezės reakcija – anglies dioksido dujos suskaidomos. Anglis pereina į augalų žaliąją masę, o deguonis grąžinamas į atmosferą. Augalai nunyksta ar juos suėda gyvūnai, kurie taip pat nugaišta ar žūva. Susidariusi anglies masė rūgštėja ir vėl tampa anglies dioksidu. Tačiau tai tik grubi anglies ciklo schema. Tuo pat metu vyksta sudėtinga atmosferos anglies dioksido ir vandenyno tarpusavio sąveika. Vienu atveju vandenynas gali sugerti anglies dioksidą, o kitu – išskirti. Pagaliau tam tikra anglies dalis tampa palaidota ar kitaip pasitraukia iš apykaitos ciklo.
Taip pat ir fotosintezė įvairiose planetos vietose labai skirtinga – ji priklauso nuo vidutinės temperatūros, debesuotumo ir kitų veiksnių. Skirtingas ir anglies dioksido sugėrimas vandenyne, priklauso nuo geografinės platumos, temperatūros ir kitų veiksnių. Visam tam įvertinti reikia neįsivaizduojamai daug informacijos.
Be to, kalbėti apie klimato pasikeitimus reikia kažkaip jį aprašius. Būtina turėti tam tikras vidutines klimato charakteristikas, žinoti apie jų natūralų kitimą teritorijos ir laiko atžvilgiu. Vadinasi, apibrėžti, kas yra klimatas, ir jį aprašyti – nepaprastai sudėtinga. Tą puikiai žino klimatologai. Gerai, kad gamtoje esama neįtikėtinai stabilių reiškinių. Pavyzdžiui, vadinamosios vakarų pernašos, kurios reiškia, kad blogas oras Europoje visada ateina iš Atlanto pusės. Arba visą vasarą ciklonai juda aplink Antarktidą, atskirdami ledų kontinentą nuo viso pasaulio. Žinoma ir daugiau klimato situacijų, pasižyminčių pasikartojimo reguliarumu. Tai šitos stabilios klimato situacijos ir praverčia kaip testai tiriant klimato pasikeitimus.
Fotosinteze:
Fotosintezė, kuri vyksta chloroplastuose (gr. chloros-žalsvas + plastos-sudarantis), tai procesas, kurio metu saulės energija paverčiama chemine energija, kaupiama angliavandeniuose. Fotosintezę galima pavaizduoti tokia lygtimi: šviesos energija + anglies dioksidas + vanduo = angliavandenis + deguonisČia žodis energija reiški saulės energiją, pirminį gyvųjų organizmų energijos šaltinį. Tik augalai, dumbliai ir ciano bakterijos gali fotosintetinti nurodytu būdu.
vykstant fotosintezei, augalai ir dumbliai apsirūpina maistu ne tik patys, bet aprūpina jo ir visiems kitiems gyviesiems organizmams. Vandenynuose dumbliai, o sausumoje augalai yra maisto medžiagų gamintojai, kartu ir visų tipų mitybinių grandinių pirmoji grandis. Gyvūnai minta fotosintezę vykdančiais organizmais arba kitais gyvūnais, kurie savo ruožtu mito tais pačiais fotosintezės vykdytojais.Vykstant fotosintezei, sugeriamas anglies dioksidas ir išskiriamas deguonis. Deguonis būtinas visiems organizmams, kurie yra aerobai (kvėpuoja oru). Tai, kad vykstant fotosintezei sugeriamas anglies dioksidas, taip pat labai svarbu: jo perteklius atmosferoje nuodingas gyvūnams, be to, jis prisideda prie klimato globalaus atšilimo.Anglies dvideginio dujos (CO2). Fotosintezė augalams yra svarbiausias komponentas užtikrinantis gyvybę, todėl labai svarbu užtikrinti pakankamą kiekį anglies dvideginio šviesiu paros metu. Augalai dieną sugeria anglies dvideginį ir išskiria deguonį naudingą žuvims, naktį procesas atvirkštinis.