De toename van het kooldioxide-gehalte in de atmosfeer is antropogeen – Deel 1

Een bewering die vaak wordt gedaan. Maar hoe weten we nu zo zeker dat dit inderdaad zo is? Er is onderzoek gedaan en er zijn allerlei metingen gedaan. Ongetwijfeld is dit het geval en daar heb ik ook nooit aan getwijfeld maar hoe kunnen we nu zo zeker zijn dat de toename van het kooldioxide-gehalte in de atmosfeer antropogeen is, dat wil zeggen door de mens veroorzaakt?

Het CO2-gehalte in de atmosfeer

Laten we ons eerst bezighouden met de vraag of het CO2-gehalte in de atmosfeer is gestegen? Onderstaand plaatje geeft antwoord op deze vraag.

Figuur 1. Het kooldioxide-gehalte in de atmosfeer.

Sinds het begin van de metingen in 1958 is het gehalte aan CO2 in de atmosfeer duidelijk gestegen. Het was ca. 315 parts per miljoen (ppm) en het opgelopen naar ca. 405 ppm. Dit is een stijging van maar liefst 29 %. Maar over de oorzaak van deze stijging kan het plaatje niets zeggen. Ook niet of dit ongekend veel of snel is. Het volgende plaatje kan ons iets meer zeggen over het laatste.

Plaatje 2 Het CO2-gehalte in de atmosfeer over de afgelopen 800.000 jaar

De stijging van het CO2-gehalte in de atmosfeer is ongekend. Het is in 800.000 jaar niet zo hoog geweest. Maar ook dit plaatje kan ons niets zeggen over de oorzaken. Misschien dat het volgende plaatje ons wel iets over de oorzaak van deze ongebruikelijke stijging van het CO2-gehalte kan zeggen.

Figuur 3.  Aanvullende informatie over CO2 in de atmosfeer.

Uit het bovenste deel van de grafiek blijkt uit metingen dat in dezelfde periode dat het kooldioxide-gehalte van de atmosfeer steeg het zuurstof-gehalte van de atmosfeer daalde. Dat komt overeen met het verbranden van koolstofhoudende materialen. De algemene formule luidt als volgt:

C + O2 -> CO2 + warmte

Dit is de essentie van verbranding van koolstof (C). Je neemt een molecuul zuurstof (O2) en vervangt het door een molecuul kooldioxide (CO2). Het gaat om de warmte. Met behulp van een machine kun je dit nuttig gebruiken voor elektriciteit, verwarming en transport. Dat is waar de meeste (fossiele) brandstof voor wordt gebruikt. We weten nu dat de ongekende stijging van het CO2-gehalte van de atmosfeer samenhangt met verbranding van koolstofhoudend materiaal. Dat kan fossiele brandstof zijn zoals kolen, aardgas en aardolieproducten als kerosine, benzine, diesel en stookolie. Overigens kan men in het bovenste deel van de grafiek nog iets anders zien en dat is dat het zuurstof gehalte veel sterker is gedaald dan het kooldioxide gehalte is gestegen. Tot voor kort wist ik niet wat hiervan de oorzaak was. Bob Brand van de blog Klimaatverandering gaf mij de oplossing van dit raadsel. Sinds het begin van de industriële revolutie is al weer de helft van de antropogene kooldioxide uit de atmosfeer verdwenen. Dit is voor een groot deel in de oceaan terecht gekomen. Deze verzuurt hierdoor. Verder bestaat de meeste fossiele brandstof uit koolwaterstoffen (Methaan, CH4 het hoofdbestanddeel van aardgas is de eenvoudigste vorm) en de verbranding hiervan ziet er iets anders uit:

CH4 + 2 O2  -> CO2 + 2 H2O + warmte.

Je ziet dat in dit geval 2 zuurstof moleculen omgezet worden in slechts 1 kooldioxide molecuul. Ook door dit proces verloopt de daling van zuurstof een stuk steiler dan de toename van kooldioxide. Mijn dank voor de instructie hierover.

Uit het onderste deel van de grafiek kun je aflezen dat het verbruik van fossiele brandstof in deze periode flink is toegenomen. Ook blijkt dat de verhouding tussen de koolstofisotopen koolstof 12 en koolstof 13 gewijzigd is. Ook dit wordt gezien als een indicatie dat het de mens is die verantwoordelijk is voor de toename van het CO2-gehalte in de atmosfeer.

Maar is de bewijsvoering nu rond? Voor de meeste klimaatwetenschappers vermoedelijk wel. Het is verbazend hoe groot de overeenstemming (consensus) is en was tussen klimaatwetenschappers. In de voorlichtingsfilm uitgebracht door Shell “”Climate of Corcern””bestond die consensus al en dat is alweer 30 jaar geleden. Met andere woorden dit is geen verzinsel van klimaatactivisten als Al Gore en Greenpeace. Hiermee wil ik dit eerste artikel afronden. In het volgende artikel wil ik een poging doen om aan te tonen dat het verbranden van fossiel brandstof ruim voldoende is. Hier toe ga ik proberen om de emissie van kooldioxide in tonnen om te zetten in equivalenten parts per milion (PPM). Dit laatste is een volumemaat. Het is een kwestie van veel rekenwerk en veel werk om dit goed weer te geven.

De film kunt u op deze Climate of Corcern bekijken. Ik kan het u aanbevelen. De film duurt ca. 28 minuten.

Literatuurlijst 

IPCC AR4 Physical Science Basis

CO2 Keeling Curve – Scripps Institute

De invloed van de mens op het zuurstofgehalte in de atmosfeer en de oceanen