Gdzie ląduje węgiel?

Rys. 31.3. to wielkie uproszczenie. Ludzie tworzą dodatkowe strumienie nieujęte na diagramie – tylko wypalenie torfu i lasów na Borneo w 1997 roku uwolniło do atmosfery 0,7 Gt C. Incydentalne pożary pokładów węgla uwalniają około 0,25 Gt C rocznie.

Niemniej jednak ten rysunek pomoże nam zrozumieć, co może się wydarzyć w krótkiej i średniej perspektywie czasowej w ramach różnych strategii. Jeżeli zostawimy wszystko po staremu i w ciągu 50 najbliższych lat spalimy kolejne 500 Gt węgla, można oczekiwać, że węgiel nadal będzie sączył się do oceanu w tempie 2 Gt C rocznie.

Do roku 2055 co najmniej 100 Gt z tych 500 trafiłoby do wód powierzchniowych, a stężenie CO2 w atmosferze podwoiłoby się w stosunku do okresu przedprzemysłowego.

Gdybyśmy do lat 50. XXI wieku zaprzestali spalania paliw kopalnych, dwugigatonowy przepływ z atmosfery do oceanu zmniejszyłby się (wydawało mi się kiedyś, że ten przepływ do oceanu trwałby dziesiątki lat i tak by się działo, gdyby wody powierzchniowe i atmosfera były w nierównowadze; jednakże, jak już wspominałem, wody powierzchniowe i atmosfera wracają do równowagi w zaledwie kilka lat). Większość z tych 500 Gt, które wyplujemy do atmosfery, stopniowo wsączy się do oceanu na przestrzeni następnych kilku tysięcy lat, kiedy wody powierzchniowe przesuną się w głąb i ustąpią wodom z głębin.

Nasze perturbacje ze stężeniami węgla zostaną skorygowane, ale dopiero za tysiące lat. I to przy założeniu, że tak poważna perturbacja nie zmodyfikuje drastycznie ekosystemów. Jest możliwe, że zakwaszenie wód powierzchniowych oceanu może na tyle zniszczyć roślinność oceaniczną, że powstanie błędne koło – zakwaszenie oznacza wymieranie flory oceanicznej, która pobiera z oceanu mniej CO2, co zwiększa zakwaszenie oceanu. Zjawisko błędnego koła (co naukowcy nazywają dodatnim sprzężeniem zwrotnym) miało już miejsce na Ziemi – uważa się , że epoki lodowcowe kończyły się relatywnie szybko właśnie z powodu cyklów dodatnich sprzężeń zwrotnych, kiedy to rosnące temperatury prowadziły do topnienia śniegu i lodu powierzchniowego, co zmniejszało ilość promieniowania słonecznego odbitego od ziemi, przez co ziemia pochłaniała więcej ciepła, co finalnie prowadziło do wzrostu temperatur (woda pośniegowa jest znacznie ciemniejsza niż sam śnieg).

Co więcej, ogrzewające się oceany pozbywały się też dwutlenku węgla i metanu (również silnego gazu cieplarnianego), rosła też ilość pary wodnej (również gazu cieplarnianego) w atmosferze, co dodatkowo wpływało na wzrost temperatury. Wpływ obu mechanizmów – rosnącej koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze oraz odsłaniania ciemnej powierzchni w wyniku topnienia śniegu i lodu – był porównywalny.

Niepokojące dodatnie sprzężenie zwrotne może dotyczyć hydratów metanu, gigatonami zamrożonych na Syberii i setkami gigaton w szelfach kontynentalnych.

Ocieplenie większe niż o 1 °C może spowodować topnienie hydratów metanu, co uwolni do atmosfery metan, który przyczynia się do globalnego ocieplenia bardziej niż CO2.

To nie miejsce na szczegółowe dyskusje na temat obszarów niepewności związanych ze zmianami klimatu. Gorąco polecam lekturę książek Avoiding Dangerous Climate Change (Schellnhuber i in., 2006) i Global Climate Change (Dessler i Parson, 2006), jak również prace Hansena i innych (2007) oraz Charneya i innych (1979).

Tematem tego rozdziału jest „naprawianie” klimatu przez wychwyt dwutlenku węgla z powietrza. Teraz omówimy koszty energetyczne takiej operacji.