In 2030 meet IPCC de toestand – Deel 2: Koolstofkringloop

Koolstofkringlopen

De samenstelling van (broeikas)gassen in de lucht bepaalt de temperatuur van de atmosfeer. Omdat koolstofdioxide of CO2  op vandaag 74,4%1 van alle broeikasgassen (BKG) uitmaakt concerteren we ons in deze deeltekst op koolstofkringlopen2. CO2 wordt al sinds 1850 op grote schaal uitgestoten door het verbranden van steenkool.

Koolstof tref je aan in vier verschillende reservoirs: de atmosfeer (lucht – 0,05%), hydrosfeer (water – 0,05%), biosfeer (levende organismen – 0,001%) en de lithosfeer (gesteenten – 99,8%). Dat in verschillende maar quasi constante hoeveelheden. Dat betekent dat de hoeveelheid CO2 die vrijkomt uit een reservoir van nature dezelfde is als de hoeveelheid die opgenomen wordt in dat reservoir. Dit gebeurt in twee soorten natuurlijke kringlopen

Langlopende kringloop over miljoenen jaren

  • Meegesleurde en fijngemalen gesteentes en opgeloste kalk- en silicaatgesteenten zinken samen met skelet materialen van dieren naar de bodem van de oceaan. Daar worden ze samengedrukt en door fysische en chemische processen omgezet in o.a. CO2. Die komt via spleten tussen tektonische platen en vulkanen weer in de atmosfeer;
  • Biologische massa sedimenteert zonder zuurstof in de bodem. Over miljoenen jaar wordt een klein deel in CO2 omgezet en de rest transformeert in steenkool en aardolie. Door tektonische bewegingen komt steenkool aan de oppervlakte en laat CO2 los in de atmosfeer

Kortlopende organische kringloop

  • Planten en algen binden door fotosynthese CO2 tot organische stoffen. Door verbranding in organische lichamen wordt zuurstof verbruikt en CO2 weer uitgestoten in de atmosfeer, d.i. celademhaling.

Figuur: Kringloop van koolstof en koolstofdioxide

Thermostaat

De temperatuur van de atmosfeer rondom de aarde is de resultante van weerkaatsing van zonenergie die op de aarde valt en het vasthouden van die energie binnen de atmosfeer. Het vasthouden van warmte hangt af van de samenstelling van de gassen binnen de atmosfeer. Die gassen bestaan vooral uit waterdamp (wolken), koolstofdioxide, methaan en stikstofoxide. Waterdamp houdt de warmte niet vast. Koolstofdioxide speelt dé thermostaatrol in dat evenwicht. Metingen over de laatste 800.000 jaar tonen aan dat een schommeling van CO2-concentratie tussen 180 ppm (ijstijden) en 280 ppm (warme periodes) samenvalt met beperkte temperatuurvariatie.

Daarenboven weten we dat de CO2 die in de atmosfeer wordt opgeslagen daar voor honderden jaar blijft hangen. Bijkomende CO2 in de atmosfeer wordt voor 30% opgeslagen in oceanen waardoor de aarde nu trager opwarmt maar die warmte ook langer zal vasthouden, zelfs wanneer de CO2 concentratie stabiliseert of daalt. Oceanen geven die geaccumuleerde warmte namelijk traag af.

Vandaag

Tussen 1850 en 2020 heeft de mens door verbranding van fossiele grondstoffen ongeveer 2.400 Giga ton (Gt) CO2 in de atmosfeer gebracht. 58% vóór 1989 en 42% erna3. De eerste geïndustrialiseerde landen zijn verantwoordelijk voor respectievelijk 420 Gt (VS), 290 Gt (EU) en 80 Gt (VK). Sinds 1989 hebben China en India ook al respectievelijk 240 en 50 Gt aan uitstoot bijgedragen.

Gevolg van deze door de mens veroorzaakte uitstoot is dat de concentrateie aan koolstofdioxide op deze geologisch héél korte termijn gestegen is van een historische 180 à 280 ppm (parts per miljon) naar 419 ppm. Dat veroorzaakt voor het grootste deel de temperatuurstijging met 1,09 °C op de dag van vandaag.

Gedurende 800.000 jaar schommelde de CO2 concentratie tussen 180 (ijstijd) en 280 (interglaciaal) ppm

Bron:  https://www.weforum.org/agenda/2018/05/earth-just-hit-a-terrifying-milestone-for-the-first-time-in-more-than-800-000-years/

1 Koolstofdioxide 74,4%, methaan 17,3%, Stikstofoxide 6,2%, fluorgassen 2,1%; zie https://ourworldindata.org/greenhouse-gas-emissions. Methaan en stikstofoxide komen later aan bod in deze reeks

2https://www.bing.com/videos/search?q=koolstofcyclus+uitleg&view=detail&mid=4CCDABDD7AA6ABB73E764CCDABDD7AA6ABB73E76&FORM=VIRE

3 AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023 (ipcc.ch), pagina 4, A.1.3.

Meer lezen over de SYR6?

Wil je op de hoogte worden gehouden van nieuwe publicaties?

Schrijf je dan in op onze nieuwsbrief en ontvang regelmatig de inzichten van Lucrates