ArtykulyZmiany klimatu

Czy wzrost koncentracji CO2 w atmosferze jest naturalny

Naczelny sceptyk Rzeczypospolitej, radiolog medyczny prof. Zbigniew Jaworowski, nie przepuści żadnej okazji, żeby podkreślić, że nasze emisje to tylko 4-5% naturalnych.
W swoim ostatnim opracowaniu dołączyli do niego geolodzy z PANu zaprzeczający antropogenicznym zmianom klimatu, pisząc m.in.:
„Należy bezwzględnie zachować daleko idącą powściągliwość w przypisywaniu człowiekowi wyłącznej, czy choćby tylko dominującej, odpowiedzialności za zwiększoną emisję gazów cieplarnianych, gdyż prawdziwość takiego twierdzenia nie została udowodniona”.
Takim stwierdzeniem autorzy wbijają gwóźdź do trumny swojego opracowania i dokumentnie grzebią swoją wiarygodność.

O dowodach na to, że za wzrost stężenia CO2 w atmosferze odpowiada działalność człowieka związana ze spalaniem paliw kopalnych, piszemy w Encyklopedii w sekcji o zmianach ilości dwutlenku węgla.

Wypunktowaniem ostatniego opracowania geologów trafiło pod lupę w Doskonale Szare, opisując, dlaczego ich opracowanie jest niezgodne z faktami.

Fakt 1. Stężenie CO2 rośnie w bardzo szybkim tempie. Potwierdzają to nie tylko precyzyjne pomiary prowadzone od końca lat pięćdziesiątych, których wynikiem jest tzw. krzywa Keelinga (poniżej), ale i badania zawartości pęcherzyków powietrza zamkniętych w lodowcach Antarktydy.

emisje co2 noaa

Rys. Stężenie dwutlenku węgla (w ppm) zmierzone na Mauna Loa.
Źródło: Dr. Pieter Tans, NOAA/ESRL

Wykresy poniżej przedstawiają zmiany stężenia CO2 w perspektywie 200- i 1000-letniej, zarejestrowane w rdzeniach lodowych z Law Dome. Widać wyraźnie, że wzrost zaczął się po roku 1800, a znacznie przyspieszył w drugiej połowie XX wieku.

 D Metal

 D Metal

Źródło: Etheridge D M et al (1998), CDIAC.

Inne, dłuższe rdzenie lodowe – ze stacji Vostok i Dome C – umożliwiają zrekonstruowanie poziomów CO2 z odleglejszej przeszłości. Dzięki nim wiemy, że mechanizm odpowiedzialny za obserwowany wzrost nie tylko pojawił się dopiero 200 lat temu, ale i podniósł stężenie dwutlenku węgla do poziomów niespotykanych w ciągu ostatnich 800 tysięcy lat.

luthi 1

luthi 2

Dane z Dome C na podstawie Lüthi et al (2008).

Fakt 2. Węgiel wchodzący w skład cząsteczek CO2 może występować w trzech postaciach izotopowych: 12C, 13C i 14C.
14C jest radioaktywny, z okresem połowicznego rozpadu wynoszącym około 5700 lat, ale w atmosferze jego ilość jest ciągle odnawiana przez wysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego. Żywe organizmy powinny zawierać atomy węgla w bardzo zbliżonych proporcjach 14C do 12C co atmosfera (tj. 1 do biliona). Sytuacja zmienia się, gdy organizm umiera i przestaje odnawiać swój zasób radioaktywnego 14C, który następnie ulega rozpadowi.

W 1955 roku fizyk Hans Suess odkrył, że drewno pochodzące z pierścieni przyrostowych starszych drzew zawiera paradoksalnie więcej atomów 14C niż drzewa najmłodsze. Przyczyną okazała się być zwiększająca się ilość stabilnego węgla w atmosferze, która powodowała „rozcieńczanie” izotopu 14C. Zjawisko to nazwano efektem Suessa:

Stuiver

Źródło: Stuiver & Quay (1981).

Fakt 3. Podobne zjawisko zaobserwowano także dla stabilnego izotopu 13C. W jego przypadku wynika on nie z radioaktywnego rozpadu atomów, lecz preferencji żywych organizmów, nabytych na drodze ewolucji. Okazuje się, że większość roślin woli pobierać z powietrza cząsteczki CO2 zbudowane z lżejszego izotopu 12C, niż 13C. Oznacza to, że węgiel pochodzenia organicznego zawiera 10-30‰ mniej atomów 13C w stosunku do poziomu atmosferycznego. Paliwa kopalne, w szczególności węgiel, ropa i gaz są właśnie pochodzenia organicznego i występuje w nich niedobór węgla 13C.
Efekt Suessa dla 13C oznacza więc, że w atmosferze przybywa stabilnego węgla pochodzenia organicznego – i nie tylko w atmosferze, bo to samo obserwujemy także w oceanicznym rezerwuarze węgla.

keeling

Źródło: Keeling et al (2005).

Podsumowując: 200 lat na Ziemi pojawiło się nowe źródło węgla, które zmieniło stężenie CO2 w zakresie znacznie większym, niż miało to miejsce w ciągu ostatnich 800 tys. lat. Źródło to jest radiologicznie martwe, co oznacza że nie uczestniczyło w wymianie atmosferycznej przez co najmniej kilka okresów półrozpadu izotopu 14C. Co więcej, jest to źródło węgla organicznego, przez co w atmosferze i oceanach przybywa nie tylko cząsteczek CO2, ale i zwiększa się ilość atomów 12C w stosunku do 13C.

Nie trzeba być geniuszem, by skojarzyć wszystkie te obserwacje ze spalaniem węgla i ropy. Historyczne emisje CO2 (w milionach ton węgla) przedstawiają się następująco:

cdiac

Źródło: CDIAC.

Możemy teraz policzyć skutki tych emisji. Każde 7.8 mld ton CO2 dodanych do atmosfery daje wzrost stężenia cząsteczkowego o 1 ppm. W roku 2007 nasza cywilizacja wyemitowała 36 mld ton CO2 (w tym 31 Gt pochodziło z paliw kopalnych i produkcji cementu), z czego mniej więcej połowa została pochłonięta przez oceany i biosferę, a reszta pozostała w atmosferze. Taka ilość CO2 powinna zwiększyć jego stężenie o trochę ponad 2 ppm, co jest ilością jak najbardziej mierzalną. I faktycznie, w ciągu ostatniej dekady poziom CO2 rósł średnio właśnie w takim tempie. Korelację tę możemy dostrzec dla całego półwiecza:

cdiac

Źródło: CDIAC.

Osoby kwestionujące rolę naszej cywilizacji w pertubacji cyklu węglowego muszą więc wyjaśnić nie tylko to, skąd się bierze obserwowany wzrost stężenia CO2, ale także wyjaśnić zniknięcie 1500 gigaton antropogenicznego dwutlenku węgla, który wyemitowaliśmy w ciągu ostatnich 200 lat.

pl  więcej w doskonaleszare

Podobne wpisy

Więcej w Artykuly