Wat moet je weten van CO2?

CO2, dat is de bubbel in je bier, de beschermende atmosfeer in een zak voorgesneden groente en het spul waar planten zuurstof van maken. Je maakt er spuitwater mee en klopt er slagroom mee op. Het verwarmt de aarde en verzuurt de oceanen. En er komt nog meer van.

Vroeger, vóór we begonnen met stoom, kolen, gas en olie, zat er veel minder CO2 in de lucht dan nu. CO2 zorgt voor een aangename temperatuur op aarde. Van te weinig CO2 krijg je een ijstijd, maar te veel CO2 is ook niet goed.

De gemiddelde CO2-concentratie komt in april 2014 bij alle meetstations op het noordelijk halfrond boven de 400 ppm

De gemiddelde CO2-concentratie komt in april 2014 bij alle meetstations op het noordelijk halfrond boven de 400 ppm. Bron: WMO, 2014

In april 2014 kwam de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer boven een symbolische grens. De gemiddelde maandelijkse concentratie op het noordelijk halfrond was voor het eerst groter dan 400 ppm (WMO, 2014). Of voor het eerst, in ieder geval sinds er mensen rondlopen. De concentratie op het noordelijk halfrond piekt altijd in het voorjaar, want dan zijn er nog niet zoveel planten die CO2 opnemen en omzetten in zuurstof. Op het zuidelijk halfrond is de concentratie in het voorjaar juist lager.

Nog geen jaar later, in maart 2015, kwam ook de wereldwijde maandelijkse concentratie boven de 400 ppm (WMO, 2015). Dat is dus inclusief het zuidelijk halfrond.

Gemiddelde mondiale maandelijkse CO2-concentratie

De gemiddelde CO2-concentratie stijgt. Rode lijn: gemeten waarden, zwarte lijn: het gemiddelde, dus gecorrigeerd voor seizoenen. Bron: WMO, 2015.

400 ppm, is dat veel?

400 ppm betekent 400 deeltjes per miljoen. Dus van iedere miljoen deeltjes lucht zijn er 400 CO2, dat is 0,04%. Bijna niks dus, maar zelfs dat kleine beetje heeft een hele grote invloed.

Rond 1750 was de CO2-concentratie 278 ppm. Met de uitvinding van de stoommachine begon de Industriële Revolutie. En daarmee het opstoken van fossiele brandstoffen. Bij die verbranding komt CO2 vrij en daardoor neemt de concentratie steeds verder toe. Van 278 ppm toen naar 400 ppm nu is bijna 1,5 keer zoveel.

Wat zit er nog meer in de atmosfeer?

Samenstelling van de atmosfeer

CO2 maakt 0,04% uit van de aardatmosfeer. Bron: Climate Challenge

Onze atmosfeer bestaat voor het grootste deel uit stikstof (78%) en zuurstof (21%). De resterende 1% bestaat uit edelgassen, broeikasgassen, ozon en waterdamp. CO2 maakt maar 0,04% van de aardatmosfeer uit. Waarom heeft CO2 dan toch zo’n grote invloed op de temperatuur?

Daarvoor moeten we eerst weten wat het is.

Wat is CO2?

Het CO2-molecuul. Bron: Wikipedia

Het CO2-molecuul. Bron: Wikipedia

CO2 of koolstofdioxide is een verbinding tussen één koolstofatoom en twee zuurstofatomen. Planten maken suiker van CO2 en water. Zuurstof is hun afvalproduct. Wij gebruiken de zuurstof en de suikers van de planten en zetten die weer om in CO2 en water. Er is dus een natuurlijke kringloop: de koolstofcyclus.

Koolstofcyclus

De koolstofcyclus

Planten nemen meer CO2 op dan ze weer afgeven, net als de oceaan. Menselijke activiteiten zorgen voor de toename. Bron: Klimaatportaal

Natuurlijke koolstofstromen nemen het grootste deel van de cyclus voor hun rekening. Planten nemen CO2 op uit de lucht. En die CO2 komt weer grotendeels vrij als ze afsterven. In de oceanen zit veel CO2 opgelost. Een klein deel hiervan zakt naar de diepte.

In totaal nemen planten en oceanen 211,9 miljard ton CO2 per jaar op en ze stoten 208,7 miljard ton CO2 per jaar weer uit. Zonder de mens zou er dus steeds minder CO2 in de atmosfeer komen. Maar wij verstoken fossiele brandstoffen en daardoor kiept de balans naar de andere kant. De concentratie stijgt nu jaarlijks met ongeveer 2 deeltjes per miljoen. Die stijging komt vooral van fossiele brandstoffen.

Fossiele brandstoffen

Aardgas, aardolie en steenkool zijn fossiele brandstoffen. Het zijn de restanten van planten en plankton die miljoenen jaren geleden CO2 uit de lucht hebben omgezet in plantmateriaal en zuurstof. De koolstof (de C van CO2) zit dus vast. Hij komt weer vrij als we de fossiele brandstoffen opstoken. Dus komt er steeds meer CO2 in de lucht en wordt het warmer op aarde. Dat noemen we het broeikaseffect.

Broeikaseffect

Natuurlijk broeikaseffect bron climatechallenge-be

Door het natuurlijke broeikaseffect is het aangenaam warm op aarde (gemiddeld genomen dan). Bron: Climate Challenge

Als de zon op aarde schijnt, wordt de aarde warm. De aarde straalt die warmte ook weer uit. Broeikasgassen houden de warmte tegen. Ze vormen een speciaal dekentje rond de aarde. Zonnestralen kunnen wel door het dekentje (pijlen 3 en 4), maar de wamtestraling van de aarde niet. Die wordt vastgehouden en deels weer teruggestraald. Zonder broeikaseffect zou het op aarde gemiddeld –18°C zijn. Onder het dekentje is dat ongeveer +15°C.

CO2 is één van de belangrijkste broeikasgassen. Zó belangrijk, dat alle andere broeikasgassen met CO2 worden vergeleken om te bepalen hoe broeierig ze zijn (KNMI). Methaan (CH4) is bijvoorbeeld 28 zo sterk als CO2 en lachgas (N2O) zelfs 265 keer (Wikipedia).

Stralingsbalans

Warmtebalans

Iets meer dan de helft van de zonne-energie komt op het aardoppervlak en verwarmt de continenten en de oceanen. De rest wordt gereflecteerd (30%, gele pijlen) of verwarmt de atmosfeer (19%, oranje pijlen). De aarde straalt 70% (rode pijlen) van de ontvangen energie als warmte weer uit. Een klein deel daarvan blijft hangen in de atmosfeer onder het broeikasgassendekentje. Hoe dikker het dekentje, hoe meer energie blijft hangen en hoe warmer het wordt. De volgende animatie laat zien hoeveel warmer het al is.

En dat is niet het enige probleem.

De oceaan verzuurt

CO2 is zuur. Het heet niet voor niets ook koolzuur. Hoe meer CO2 in de oceaan, des te zuurder die is. Kalk lost op in een zure omgeving. Dat is heel vervelend voor al die schaal- en schelpdieren, want hun huis lost op.

CO2 zorgt dat je ademhaalt

Je denkt vast dat je adem haalt als je te weinig zuurstof in je bloed hebt. Dat is niet zo. Je haalt adem als je te veel CO2 in je bloed hebt. Die CO2 blaas je uit waardoor het evenwicht herstelt. De ingeademde zuurstof is een fijne bijkomstigheid. Als je heel veel uitademt, dan heb je tijdelijk weinig CO2 in je bloed en daardoor geen behoefte om adem te halen. Zelfs niet als je een zuurstoftekort hebt. Duikers die zonder flessen duiken maken hier soms gebruik van. Maar ongevaarlijk is dat niet.

CO2 maakt je duf

Wel eens lang in een vergadering gezeten? Voor je het weet heb je moeite om je ogen open te houden. Dat komt niet alleen door de saaie vergadertijgers, maar vooral door alle CO2 die ze tijdens het praten uitstoten. En hoe meer CO2 in de lucht, hoe duffer je wordt. Gapen helpt niet, naar buiten gaan wél. Dus als we de concentratie te veel laten oplopen, dan worden we steeds suffer.

En nu?

Er is nog veel onzeker. Planten nemen CO2 op tijdens hun groei. Ze groeien harder als het warmer is en als er meer CO2 in de lucht zit. Maar als het warmer is smelten de gletsjers die dan geen zonlicht meer kunnen reflecteren. En zo zijn er nog veel meer processen die de hoeveelheid CO2 en de effecten van opwarming vergroten of verkleinen.

Dat wil niet zeggen dat we dan maar door moeten gaan met de fossiele brandstoffen. Ze raken op en er komt niets meer bij. Ik heb ooit ergens gelezen dat ze tegenwoordig niet meer kunnen ontstaan omdat er nu schimmels en bacteriën zijn die het plantaardig materiaal verteren voordat het olie of steenkool kan worden. Ik kan het alleen niet meer terugvinden, dus ik weet niet of het waar is. Maar als het klopt, dan is op dus echt: op.

 

 

Getagd , . Bladwijzer de permalink.

2 reacties op Wat moet je weten van CO2?

  1. Kitty Kilian zeggen:

    Mooi stuk. Erg mooi geschreven! Nog nooit zo helder bij elkaar gezien.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *