105 106 107 108 109 110 111

Jak krąży węgiel?

Jak krąży węgiel w przyrodzie? Nasza emisja ze spalania paliw kopalnych to tylko 4% naturalnych, w czym więc jest problem? Węgiel od dawna krążył pomiędzy atmosferą, biosferą, glebą i oceanami. Do tego kręgu dopływało trochę dwutlenku węgla z wulkanów, ale podobna ilość węgla była usuwana przez plankton i wietrzenie skał. Wszystko było w równowadze do momentu, aż sięgnęliśmy do ... .

Źródło: www.ziemianarozdrożu.pl

Kategoria: Zmiany klimatu - wprowadzenie

Cykl węglowy w przyrodzie

Jak krąży węgiel w przyrodzie? Nasza emisja ze spalania paliw kopalnych to tylko 4% naturalnych, w czym więc jest problem?

Węgiel od dawna krążył pomiędzy atmosferą, biosferą, glebą i oceanami. Do tego kręgu dopływało trochę dwutlenku węgla z wulkanów, ale podobna ilość węgla była usuwana przez plankton i wietrzenie skał. Wszystko było w równowadze do momentu, aż sięgnęliśmy do wielkiego, powstałego przed dziesiątkami milionów lat rezerwuaru paliw kopalnych. Rok po roku, pochodzący ze spalania nadmiar dwutlenku węgla zaczął kumulować się w atmosferze oraz w oceanach, zakwaszając je. To tak, jakby do rachunku, na który wpływa 5000 miesięcznie i z którego co miesiąc jest wypłacana taka sama kwota podłączył się haker, wypłacając sobie miesięcznie tylko 4% - 200 złotych miesięcznie. Po dwóch latach z konta znikną wszystkie pieniądze.
4% - prawie nic. Cóż... Prawie robi dużą różnicę.

Hydraty metanu

Widziałeś kiedyś hydraty metanu?

Hydraty metanu to krystaliczna forma wody i metanu - cząsteczki metanu są uwięzione w "klatkach" z cząsteczek wody. Hydraty wyglądają jak lód, a w dotyku mają konsystencję styropianu. Hydraty metanu są stabilne w warunkach wysokiego ciśnienia i niskiej temperatury. I dlatego mało kto je widział - ich pokłady są zgromadzone w stokach oceanicznych, a w większości przypadków przykryte warstwą osadów. Co by się stało, gdyby temperatura wzrosła? Będące w stanie stabilności (nasycenia) pokłady hydratów metanu pod wpływem rosnącej temperatury mogą stać się niestabilne, prowadząc do odtlenienia oceanów, stworzenia warunków dla produkujących toksyczny siarkowodór bakterii siarkowych, a po wyzwoleniu do atmosfery gwałtownego dalszego podniesienia temperatury planety. Naukowcy uważają, że wyzwolenie się hydratów metanu było istotnym elementem szeregu tzw. Wielkich Wymierań w historii Ziemi.

Odtlenienie oceanów i zagłada życia

Odtlenienie oceanów, czyli jak bakterie siarkowe mogą zabić życie tlenowe

Jak może dojść do zagłady życia poprzez nagromadzenie w atmosferze wielkich ilości siarkowodoru w wyniku wzrostu temperatury planety? Naukowcy są zdania, że może to nastąpić w wyniku namnożenia się fotosyntetyzujących bakterii siarkowych, które produkują wielkie ilości tego gazu, oraz, że zjawiska takie miały już miejsce kilkukrotnie w historii Ziemi. W każdym z okresów wielkich wymierań - z wyjątkiem końca kredy - oceany co najmniej raz osiągały stan anoksji (skrajnego zubożenia wody w tlen). Bakterie te żyją w środowiskach beztlenowych, a związane z destabilizacją hydratów metanu odtlenienie oceanów może stworzyć doskonałe warunki dla ich rozwoju. Środowisko siarkowe rozszerza się od dna do powierzchni oceanu, zabijając życie tlenowe. Produkowany przez bakterie siarkowodór trafia do atmosfery i zabija życie lądowe oraz niszczy powłokę ozonową. Ginie większość gatunków.

Modelowanie klimatu

Klimat planety - to bardzo skomplikowany układ. Jak przewidzieć przyszłość?

Możemy stworzyć modele klimatu, bazujące na podstawowych prawach fizyki, z uwzględnieniem mechanizmów chemicznych i biologicznych. Dodajemy czynniki zewnętrzne, np. zmiany mocy Słońca i wybuchy wulkanów. Dzielimy powierzchnię Ziemi na małe elementy i wyliczamy, co się w nich zdarzy krok po kroku. Dobry model powinien odtwarzać pomiary - zmiany temperatury, opady, wiatry itp. Jeśli udaje się to wszystko poprawnie odtworzyć, dodajemy dodatkowe czynniki, np. zwiększenie ilości gazów cieplarnianych w atmosferze i badamy, jak będzie zmieniać się klimat. Badania wskazują, że nie można wytłumaczyć obserwowanych zmian klimatu jedynie wpływem czynników naturalnych - to nasza emisja gazów cieplarnianych wyraźnie zmienia klimat planety.

Sprzężenia zwrotne

Czynniki wymuszające zmiany temperatury to np. aktywność Słońca lub wzrost ilości gazów cieplarnianych. Ale to tylko wyzwalacze zmian, o tym, co się dalej zdarzy, decydują sprzężenia zwrotne.

Sprzężenia zwrotne kształtują klimat w skali planetarnej. To właśnie ich wzajemne interakcje decydują czy planeta jest w stanie epoki lodowcowej lub jego ciepłej odwrotności. Czy jest przyjazną ludziom Gają, jak nasza obecna Ziemia, czy też Ziemią - Śnieżką lub przypominającą wnętrze piekarnika Ziemią-Wenus. Jakie sprzężenia zwrotne mogą zadziałać, nasilając efekt cieplarniany? Na przykład rozpad lodów Arktyki, zanik roślinności związany z szybkim przesuwaniem się stref klimatycznych, szybsza respiracja dwutlenku węgla z gleby, brak możliwości absorpcji dwutlenku węgla przez rozgrzane i zakwaszone oceany, większa ilość pary wodnej w atmosferze czy wyzwolenie metanu z wiecznej zmarzliny i hydratów metanu.