Kam se ztratil oxid uhličitý?  
Obsah oxidu uhličitého v atmosféře se mění. Automaticky se předpokládá, že optimální hodnoty jsou zhruba takové, jaké byly na počátku průmyslové revoluce. Zvyšování jeho obsahu v atmosféře je údajně nebezpečné a v důsledcích povede k závažným problémům včetně snížení zemědělské produkce.


 

Zvětšit obrázek
Kolísání koncentrace oxidu uhličitého v bublinách vzduchu v ledu z vrtu u stanice Vostok (tmavě modrá) a Epica Dome (světle modrá). Červeně teplota určená z poměru různých izotopů kyslíku. Nejstarší údaje jsou z doby před 800 tisíci lety (zdroj wikipedie).

Oxid uhličitý se na Zemi dostává do atmosféry sopečnou činností, oxidací organických látek (vlastně uhlíku obecně) a tedy i spalováním fosilních paliv. V atmosféře ho přibývá, je považován za jednu z hlavních příčin globálního oteplování. Optimální teplotu Země je ale problematické určit. Příznačné však je, že jako období klimatického optima se udávají období výrazně teplejší než zažíváme dnes.


 

Zvětšit obrázek
Vrstvy tuhy a vápence (mramoru) - Český Krumlov

V atmosféře je 0,0385 % oxidu uhličitého. Zdá se to málo, ale odhady jsou od 1,6.1012 tun do 2,5.1012 tun, přibližně dvojnásobek je vázán v půdě a padesáti násobek v mořské vodě. To všechno je ale naprosto překonáno množstvím uhlíku, který je uložen v horninách – je ho tam více než 99 % všech zásob na naší planetě. Do hornin se uhlík dostává několika cestami, zpět pak především zvětráváním a při sopečné činnosti. Aby se zachoval konstantní obsah oxidu uhličitého v atmosféře, musí být jeho přísun a odstraňování v rovnováze.
To, že se v současné době obsah oxidu uhličitého v atmosféře zvyšuje, bývá považováno za důsledek spalování fosilních paliv, jednoduše řečeno - nerovnováhu způsobili lidé. Je to sice přímé a elegantní vysvětlení, ale každou teorii je nutno ověřit. Máme k dispozici vzorky atmosféry z bublinek z ledovců v Grónsku a v Antarktidě. Nejsou tedy potřeba žádné modely, stačí změřit obsah oxidu uhličitého v těchto bublinkách. Vypadá to, že Země má téměř naprosto dokonalý recyklační systém, hodnoty se pohybují většinou mezi 0,0180 % do 0,0300 %. Současné zvýšení na 0,0385 % by mohl být důsledek spalování fosilních paliv, zemědělství a urbanizace.

 

   
 Sloj černého uhlí - Polsko   Kaňon ve vápencích - Francie 
   
 Jeskyně ve vápenci - Bulharsko   Vápencový lom - Koněprusy, ČR

 


Cyklus uhlíku
Oxid uhličitý odebírají z atmosféry autotrofní organizmy (především zelené rostliny), které z CO2 a vody produkují za pomoci sluneční energie cukry. Ty pak rostlinám slouží jako zdroj energie a k produkci dalších organických látek. Naopak zpět do atmosféry se CO2 dostává dýcháním jak rostlin, tak živočichů, rozkladem organické hmoty pomocí hub a bakterií a spalováním organického materiálu.
Část organického materiálu se dostává do sedimentů a je překryta usazeninami. Postupně se mění v uhlí, ropu a zemní plyn. Tím je uhlík na velmi dlouhou dobu vyřazen z oběhu. Jen jeho malá část je využitelná jako ložiska paliv, naprostá většina je rozptýlená v hornině. Do atmosféry se může vrátit spalováním (ať už přírodním, nebo zužitkováním jako energetická surovina), nebo také při zvětrávání horniny.
Cyklus křemíku a vápníku
Horniny obsahující křemík a vápník zvětrávají působením CO2. Tím vznikají rozpustné produkty, jako je kyselina křemičitá a vápenaté a bikarbonátové ionty. Voda je splachuje do moře. Tam dochází k jejich srážení a usazování v podobě křemene a vápence, velmi často za spolupráce různých organizmů. Z bikarbonátů se při tomto procesu vrací do atmosféry pouze polovina CO2.
Ostatní oxid uhličitý je na velmi dlouhou dobu vyřazen z oběhu. Při posunu zemských desek se v místech, kde se oceánská deska podsouvá pod kontinentální, dostávají sedimenty do velké hloubky. Uhličitany a křemičitany tam spolu reagují, CO2 se uvolňuje a při sopečné činnosti se vrací do atmosféry. Vrásněním se dostávají horniny na povrch a cyklus se může opakovat.

Čím více bude v atmosféře oxidu uhličitého, tím více a rychleji bude přibývat organické hmoty, a také tím rychleji bude probíhat zvětrávací proces. Zrychlí se ukládání organické hmoty a uhličitanů v sedimentu, ale zároveň také odstraňování oxidu uhličitého z atmosféry. V podstatě jde o klasickou zpětnou vazbu.
Ještě lépe bude tento proces fungovat při zvýšení oxidu uhličitého v atmosféře spolu se zvýšením teploty. Čím bude tepleji, tím bude rychlejší zvětrávání a zároveň i odstraňování CO2 z atmosféry.
Závažnou otázkou však je, jestli je oxidu uhličitého v atmosféře dostatek nebo nedostatek. Celkem dobře o tom vypovídají současné rostliny. Ty získávají organické látky na stavbu svých těl pomocí fotosyntézy. Nižší obsah oxidu uhličitého vede k jejímu zpomalení, naopak vyšší znamená zrychlení. Optimum v atmosféře by tedy mohlo být až pětinásobek současné hodnoty. To je ale nutné potvrdit (případně vyvrátit). K tomu lze použít kolísání obsahu oxidu uhličitého v geologické historii naší planety a reakce současných rostlin na změny jeho množství v současné atmosféře.
Od začátku prvohor v kambriu až do permu obsah oxidu uhličitého postupně klesal, pak po jeho zvýšení během triasu následoval pokles až do současnosti (za pozornost stojí, že v permu bylo na Zemi rozsáhlé zalednění a na hranici mezi permem a triasem největší známé vymírání). Nejnižší hodnoty jsou v současnosti. To znamená, že dnešní obsah oxidu uhličitého v atmosféře je (velmi mírně řečeno) podprůměrný.
Celkovému obsahu oxidu uhličitého odpovídá množství biomasy (souhrnné hmoty živých organizmů). Podle některých autorů se snižuje již celou miliardu let. Perspektiva není příliš optimistická, jak oxidu uhličitého, tak i biomasy bude postupně ubývat. Zároveň bude v atmosféře i méně kyslíku. Rostliny dnes mají více průduchů než v třetihorách, potřebují lepší přístup k oxidu uhličitému. Více průduchů ale znamená pro rostlinu menší odolnost proti suchu. V atmosféře s vyšším obsahem oxidu uhličitého lze získat vyšší výnosy (toho se využívá při pěstování rostlin ve skleníku)
Dokonce i scénáře IPCC předpokládají, že vyšší obsah CO2 v atmosféře bude mít za následek růst biomasy a čisté primární produkce. Zvýšení zemědělské produkce by mohlo být 7 – 8 %. Rostliny v prostředí, kde je více CO2 také lépe snášejí sucho. Novější scénáře nevyznívají už tak jednoznačně optimisticky, nicméně v zemědělství, kde je možno dodávat potřebné další živiny hnojením, jsou výhody zvýšeného obsahu CO2 v atmosféře nesporné.

 

 


Proč tedy množství oxidu uhličitého v atmosféře naší planety stále ubývá?

Zvětšit obrázek
Kalcit - krystalický vápenec, Kotouč u Štramberka. Oxid uhličitý uložený v kameni z doby dinosaurů (jura)

Hybnou silou recyklace oxidu uhličitého je kontinentální drift. Bez něj by se uhlík (a uhličitany) nahromadily v sedimentech a život na Zemi by se vrátil k jednoduchým formám, nejspíše k bakteriím. Jenomže žádná recyklace není dokonalá. Navíc i sopečná činnost je v různých obdobích různě intenzivní. Část uhlíku tak přetrvává v zemské kůře velmi dlouho, toto množství se navíc postupně zvyšuje. Oxid uhličitý se neztratil. Je jen naprostou většinou uložen v zemské kůře a vyřazen z oběhu.
Kontinentální drift způsobil i současnou klimatickou anomálii. Doby ledové jsou ve skutečnosti naprosto netypickou a vzácnou událostí. K zalednění je nutná vhodná konfigurace pevnin, a právě kontinentální drift je posunuje.

Kontinentální drift je poháněn především radioaktivním teplem. Zásoba radioaktivních atomů se velmi pomalu, ale přece jen snižuje. V daleké budoucnosti se zastaví i pohyb kontinentů a velmi zpomalí nebo skončí i recyklační cykly, kterých se účastní uhlík. Z hlediska historie Země je současné mírné zvýšení obsahu oxidu uhličitého v atmosféře naprosto nepodstatnou epizodou. Vlastně může vrátit podmínky na naší planetě kousek do minulosti.
Múže to mít i nesporné výhody. Za posledních 6 000 let lidé způsobili snížení masy živé vegetace asi o 30 %. Díky zvýšení CO2 v atmosféře a vyšší teplotě by se mohl stav napravit během pouhého století. Je však nutno upozornit, že různé druhy rostlin budou reagovat rozdílně.
Řeší se problém, jak se oxidu uhličitého zbavit. Přechází se na obnovitelné (a drahé) zdroje energie, hledají se (drahé a nebezpečné) možnosti uskladnění, prodávají se povolenky (vlastně odpustky), hrozí uhlíková daň. Jako vždy to ovšem znamená, že naprostá většina zaplatí horentní sumy preferované malé skupině.
Daleko výhodnější je péče o životní prostředí včetně udržení mikroklimatických lokalit. Krajina, která je členěná do různých celků, je i odolnější vůči případným klimatickým změnám. I u nás se zachovaly druhy z chladného období glaciálů, stejně, jako některé druhy z předchozích meziledových dob.
Rozhodně není náhodou, že nejvíce klimaskeptiků je mezi geology.

 

Psáno pro Osel.cz a blog na Lidovky.cz

 



Informace nemusíme pracně hledat, jsou i v učebnicích. Tohle je z Učebnice anatomie a fysiologie rostlin pro farmaceuty a přírodovědce (prof. Bohumil Němec, prof. Silvestr Prát, prof. Jan Kořínek) a je to více než půl století straré:
Vzduch obsahuje normálně asi 0,03 (až 0,04) CO2, tedy asi 3 (až 4) litry CO2 v deseti tisících litrech vzduchu; to odpovídá asi 1/55 000 molekulárnímu roztoku; parciální tlak CO2 ve vzduchu je 0,0003 atmosfér. Tato hodnota je stálá jen tehdy, bereme-li průměr z velké řady měření nebo veliký areál. Přihlížíme-li k mikrolokalitě, kolísá obsah CO2 ve vzduchu velmi silně.
Za dobrých podmínek osvětlení a za vhodné teploty se zásoba CO2 v okolí intenzivně asimilujících rostlin dosti brzy vyčerpá; přes příznivé ostatní podmínky pak o intenzitě asimilace rozhoduje snížené množství CO2  jako činitele, který je v relativním minimu; na dobře osvětlených lánech to může znamenati dosti značný úbytek výnosu. Proto se doporučuje rostliny uměle „přihnojovati“ oxidem uhličitým; to je ovšem možné jen v prostorech alespoň částečně uzavřených (ve sklenících). Se stoupající koncentrací oxidu uhličitého stoupá proporcionálně také intenzita fotosyntézy a to až asi k pateronásobnému množství (do 0,15 %); stupňuje-li se koncentrace CO2 dále, zvyšuje se fotosyntéza méně, velmi silné koncentrace CO2 působí jako narkotikum.


 

Prameny:
Brian Fagan., Malá doba ledová, nakl. Academia
Tim Flannery., Měníme podnebí, nakl. Dokořán
Ivo Chlupáč., Geologická minulost České republiky, Academia
Zdeněk Kukal., Přírodní katastrofy, Horizont
Miroslav Kutílek., Racionálně o globálním oteplování, Dokořán
Vojen Ložek., Zrcadlo minulosti, nakl. Dokořán
Jiří Mlíkovský - Petr Stýblo., Nepůvodní druhy fauny a flóry České republiky, ČSOP
Peter Ward - Donald Brownie., Život a smrt planety Země, nakl. Dokořán
Reyer (2006) http://droyer.web.wesleyan.edu/PhanCO2%28GCA%29.pdf

Datum: 12.10.2011 19:00
Tisk článku

Príroda, klíma, µudstvo - Volner Štefan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 288 Kč
cena: 288 Kč
Príroda, klíma, µudstvo
Volner Štefan
Související články:

Zdroje tepla pod Antarktidou     Autor: Josef Pazdera (10.11.2017)
Konsensus klimatologů na špatném základě?     Autor: Josef Pazdera (28.08.2017)
Umírněná klimatoložka Judith Curry resignuje     Autor: Vítězslav Kremlík (05.01.2017)
Přehřívají se údaje NASA v důsledku chyby?     Autor: Vítězslav Kremlík (21.11.2016)
Jihovýchodní Afrika nevysychá, vlhne     Autor: Josef Pazdera (23.10.2016)



Diskuze:

Ale obsah C sa nemení?

Dušan Rajninec,2011-10-29 14:05:18

Obsah C sa na zemeguli nemení, nenia sa iba jeho zlúčeniny. Ak sa dobre pamätam učili sme sa na zakladenej škole. Zákon zachovania hmoty.

Odpovědět

Kam zmizel CO2

Barak Obava,2011-10-14 11:50:48

To by nám mohl vysvětlit ten pán, který mi tu před cca půl rokem podsouval svou víru ve 100% účinnost ekosystému. Ten to totiž musí vědět a navíc je přesvědčen, že ukládání v zemské kůře je nesmysl.

Odpovědět

Karel Drábek,2011-10-13 21:47:36

Budeme v dobré společnosti

Odpovědět

vy popírači

Daniel Konečný,2011-10-13 19:52:09

jednou za tohle všichni shoříte v peci s uhlíkovým filtrem, nehledě na pravdu

Odpovědět

Nemyslím si, že by CO2 škodil

James Bond,2011-10-13 13:52:36

rostlinám, nebo že by měly mít menší výnos. Právě naopak. CO2 (pomineme-li negativní efekt okyselování půdy a oceánů)má výrazný vliv na rychlost růstu rostlin. Kdo má doma akvárium, vidí to na vlastní oči - dokud je v něm málo rybek, rostliny téměř nerostou, když je tam optimum ryb pro produkci CO2 (a také dusíkatých "hnojiv" z výkalů), začnou růst rostliny bouřlivě, jako v amazonském pralese. Takže dochází tímto způsobem i k jakémusi vyvažování, regulaci množství CO2. Oteplování oceánů má ale za následek i vyšší uvolňování CO2 z této zásobárny, takže množství CO2 v atmosféře je nejednoznačné a je tu více vlivů. Zmenšování zásaditosti mořské vody má neblahé následky v úbytku korálů, jsou celé úseky moří a oceánů, které uchvátila jednolitá zeleň - a to je další prvek samoregulace v přírodě, i když jde často o zavlečené druhy rostlin a živočichů. Z dlouhodobého pohledu ale k rovnováze dochází. Příroda si s mnohým dokáže poradit, když se to nepřehání, problémem je ale člověk (ne ten, který dlouhodobě žije v té přírodě a je jí k prospěchu, ale ten, který se od tohoto svazku oddělil, žije ve městech a řídí se bezohledně jen svým egem.

Odpovědět


Je to složitější

Karel Drábek,2011-10-13 14:42:28

Mořská voda je slabě zásaditá, sole v ní jsou vlastně pufr. Oteplováním se oxid uhličitý uvolňuje, takže s tím okyselením to takový problém není. Ale hlavním argumentem je samotná existence korálů. Známe je od prvohor do dneška, a oxidu uhličitého bylo mnohem víc, než dnes.

Odpovědět


koráli

Tomáš Petrásek,2011-10-13 19:22:26

Myslím že nikdo soudný si nemůže myslet, že by změna klimatu vyhubila korály jako skupinu - doby ledové je taky nevyhubily. Může ale způsobit, že se jim přestane dařit tam co doposud, a začnou růst jinde.

Odpovědět

Malé doplnění

Tomáš Petrásek,2011-10-13 13:16:26

Obsah CO2 se dlouhodobě (v měřítku stamilionů až miliard let) snižuje také proto, že je tak zpětnovazebně kompenzována rostoucí zářivost Slunce. Desková tektonika způsobuje "kratší výkyvy tím i oním směrem.

Odpovědět

Kontinentální drift

Pavel Pelc,2011-10-13 10:32:43

"Kontinentální drift je poháněn především radioaktivním teplem." Můžete někdo přiblížit tento mechanismus?

Odpovědět


:-)

Ondrej K,2011-10-13 10:47:19

Taky mě to zaujalo. Neznamená to náhodou že na planetách a velkých měsících kde není seismiská aktivita nedochází k rozpadu jader atomů? Nějak se mi to nezdá...

Odpovědět


Vladimír Němec,2011-10-13 10:51:11

Co tady:
http://geol.jex.cz/menu/teorie-kontinentalniho-driftu

Odpovědět


re: Vladimir Nemec

Ondrej K,2011-10-13 11:31:02

No, ten link je o kontinentálním driftu, ale radioaktivitu nezmiňuje... (alespoň vyhledávač na té stránce nic podobného nenašel). Můj, a myslím že i páně Pelcův příspěvek byl spíše o tom radioaktivním teplu, než o kontinentálním driftu :-).

Odpovědět


Pavel Pelc,2011-10-13 13:00:52

http://kurz.geologie.sci.muni.cz/kapitola2.htm

Zde se píše o něco více.

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2011-10-13 13:48:36

radioaktivní rozpad je hlavním teplotním zdrojem, který udržuje strukturu Země dlouhodobě v podobě "lehká" tuhá pevná zemská kůra (přesněji litosféra, jež zahrnuje i nejvrchnější část pláště... ale nechci to učebnicově komplikovat), plastický, vysoce viskózní plášť, nízkoviskózní vnější jádro (tavenina - železo, nikl, něco síry, případně dalších prvků), a díky obrovskému tlaku tuhé vnitřní jádro. Teplotní gradient vytváří v obou vrstvách, které umožňují přenos tepla prouděním (vnější jádro a plášť)- systém konvektivních proudů. Zemská kůra se láme a od sebe odsouvá v místech, kde se vrchol pomalého, stabilního velkorozměrového konvektivního plášťového proudu (hustá povidla bublají, voda vře) dostává až k její spodní hranici divergentní zóna... například oceánské
hřbety.
Viz video BBC
http://www.youtube.com/watch?v=ryrXAGY1dmE
nebo obr.:
http://www.osel.cz/popisek.php?popisek=16913&img=1301055001.jpg

Odpovědět


Teplo produkované radioaktivitou

Vladimír Wagner,2011-10-14 11:56:31

V současné době je tepelný výkon odcházející z nitra Země okolo 40 TW. Z toho pouze zhruba 19 TW je z radioaktivního rozpadu (potvrzuje to i první detekce geoneutrin (http://www.osel.cz/index.php?clanek=4799 ). Zbytek vzniká tím, že těžší prvky klesají k centru Země a lehčí stoupají nahoru. Tím se přeměňuje gravitační potenciální energii na tepelnou. Bez radioizotopů by pravděpodobně nezůstalo nitro Země tekuté a nemohlo by docházet ani k té přeměně potenciální energie na tepelnou.

Odpovědět

-

Zdeněk Jindra,2011-10-12 22:51:39

Já to říkám pořád, ale vyprávějte něco o CO2 ovcím zblblým z televize. Všichni propagandě věří. Včetně mého otce, který bývá jinak v opozici.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace