Styrkur koltvísýrings (CO2) í lofthjúpnum nú og fyrr á tímum...

 

 

 

 

Fátt er meira hressandi en ískalt vatn blandað kolsýru, sódavatn eða ölkelduvatn. Nú eða bjór og kampavín?

Jæja, ekki var tilgangurinn að fjalla um þessar veigar sem ekki væru til án kolsýrunnar eða CO2.  Hugmyndin er að fjalla um þessa lofttegund eða gas sem við köllum ýmsum nöfnum; kolsýru, koltvísýring, koldíoxíð eða einfaldlega CO2, þ.e. hvernig styrkur hennar hefur breyst undanfarin 600 milljón ár.  Sjálfum er mér tamast að tala um kolsýruna en skrifa CO2. Sjálfsagt er þó réttara að tala um koltvísýring.

Kolsýran  verður til t.d. við bruna, hvort sem það er bruni jarðefnaeldsneytis, timburs eða fæðu í líkama okkar. Einnig verður það til í iðrum jarðar og kemur upp m.a. með eldgosum, jarðgufu og ölkelduvatni.

Kolsýran, CO2, er ómissandi öllu lífi á jörðinni. Með aðstoð sólarljóssins umbreyta grænar plöntur efninu í súrefni sem er okkur lífsnauðsyn, og ýmisskonar fæðu.   Kolsýran er því ekki beinlínis eitur og drepur ekki nema of mikið sé af henni í loftinu sem við öndum að okkur, en þá getur hún kæft, en það getur reyndar H2O einnig gert, en H20 er jú vatn.

Plöntur elska CO2 og vaxa yfirleitt mun betur þar sem styrkur kolsýrunnar er tiltölulega mikill. Þetta nýta garðyrkjubændur sér þegar þeir losa kolsýru inn í gróðurhúsin til að örva vöxtinn.

Styrkur  CO2 í andrúmsloftinu er um það bil 0,04%, eða 400 ppm (parts per milljon). Styrkurinn hefur verið að aukast á síðustu áratugum og hafa menn haft af því nokkrar áhyggjur.  Fyrir iðnbyltinguna var styrkurinn um 280 ppm, eða 0,028%.   Eins og flestir vita ætti aukinn styrkur CO2 í lofthjúpnum að valda nokkurri hækkun hitastigs, en ekki eru menn sammála hve mikið. Einnig má búast við að sýrustig (pH) sjávar lækki nokkuð og að hann verði minna basiskur.

 

En, hefur styrkur CO2 aldrei verið meiri en í dag?  Jú vissulega!  Og það miklu meiri...

 

Svarti ferillinn á myndinni sem er efst á síðunni er teiknuð samkvæmt niðurstöðum rannsókna prófessors R.A. Berner við Yale háskóla.  Svarti ferillinn sýnir styrk CO2 í lofthjúpnum í 600 milljón ár.  Takið eftir að það er aðeins á tiltölulega stuttu tímabili undanfarið og einnig á tímabili fyrir um 300 milljón árum sem styrkurinn er ámóta og nú, en á öðrum tímaskeiðum töluvert eða miklu meiri. Takið eftir lóðrétta ásnum vinstra megin og hve hátt svarti ferillinn nær, eða í 7000 ppm, þ.e. 17 sinnum hærra en í dag! (Takið þó eftir óvissunni sem afmarkast af „Estimate of uncertainity).

 

 

 

 Sjá grein R.A.Berner í American Jounal of Science, Vol 301, Feb. 2001:  http://www.geocraft.com/WVFossils/Reference_Docs/Geocarb_III-Berner.pdf

Myndin efst er fengin að láni hér: http://www.geocraft.com/WVFossils/Carboniferous_climate.html

Sjá einnig hér: http://www.scotese.com/climate.htm

 

Tónlist eftir prófessor Robert Berner við Yale háskóla. Hlusta hér: http://people.earth.yale.edu/profile/robert-berner/about/music.html.

 

 

Hér fyrir neðan er önnur mynd frá Wikipedia: Carbon Dioxide in Earth's Atmosphere.

Eldrauði (orange) ferillinn GEOCARB III er hliðstæður þeim svarta efst á síðunni. 

 

 

This figures shows estimates of the changes in carbon dioxide concentrations during the Phanerozoic. Three estimates are based on geochemical modeling: GEOCARB III (Berner and Kothavala 2001), COPSE (Bergmann et al. 2004) and Rothman (2001). These are compared to the carbon dioxide measurement database of Royer et al. (2004) and a 30 Myr filtered average of those data. Error envelopes are shown when they were available. The right hand scale shows the ratio of these measurements to the estimated average for the last several million years (the Quaternary). Customary labels for the periods of geologic time appear at the bottom.

Direct determination of past carbon dioxide levels relies primarily on the interpretation of carbon isotopic ratios in fossilized soils (paleosols) or the shells of phytoplankton and through interpretation of stomatal density in fossil plants. Each of these is subject to substantial systematic uncertainty.

Estimates of carbon dioxide changes through geochemical modeling instead rely on quantifying the geological sources and sinks for carbon dioxide over long time scales particularly: volcanic inputs, erosion and carbonate deposition. As such, these models are largely independent of direct measurements of carbon dioxide.

Both measurements and models show considerable uncertainty and variation; however, all point to carbon dioxide levels in the past that have been signifcantly higher than they are at present. While the GEOCARB Carbon dioxide levels in the most part of the Phanerzoic Eon shows a fit and resultíng climate sensitivity similar to todays values, the early Phanerozoic includes a global ice age during the Ordovician age combined with high atmospheric carbon contents based on the same project. There have been different speculations about the reasons but no acknowledged mechanism so far.

 

 

 

Koltvísýringur í sögulegu hámarki

Skrár tengdar þessari bloggfærslu:

• geocarb_iii-berner.pdf

Athugasemdir

[Vilhjálmur Eyþórsson, 12.5.2013 kl. 21:02]

Koldíoxíð hefur verið, óíkt súrefni, undirstöðulofttegund í gufuhvolfinu frá upphafi. Ég vil aðeins endurtaka það sem ég sagði í Þjóðmálagrein minni um þetta efni: „Það er, ásamt vatni, undirstaða alls lífs á jörðinni. Þegar jörðin var ung, fyrir um fjórum milljörðum ára, áður en lífs varð vart, virðist koldíoxíð hafa verið yfir 20% gufuhvolfsins. Það hefur streymt úr iðrum jarðar æ síðan og ef lífsins nyti ekki við væri það nú örugglega meginuppistaða gufuhvolfsins eins og á systurplánetu jarðar, Venusi. En á Venusi er ekki fljótandi vatn, svo líf getur ekki þrifist. Hér hefur koldíoxíðið, ásamt vatni og með því að tengjast ýmsum frumefnum myndað þær gífurlega flóknu keðjur kolvetnissambanda sem eru lífið sjálft. Það er fráleitt og beinlínis fáránlegt að tala um þessa undirstöðulofttegund í gufuhvolfinu frá upphafi og byggingarefni sjálfs lífsins sem “mengun”, eins og gróðurhúsamenn gera í ofstæki sínu og heimsku. Réttara væri að tala um óbundið súrefni og hið þrígilda afbrigði þess, ósón, sem “mengun”, því óbundið súrefni er ekki upprunalegt í gufuhvolfinu heldur úrgangsefni frá jurtalífinu sem dýrin (og maðurinn) nýta sér. Þessi “saur jurtanna” myndar nú 20,9% gufuhvolfsins en koldíoxíðið, sjálf undirstaða lífsins, er nú einungis orðið 0.038%. Það hallar með öðrum orðum mjög á koldíoxíðið í þessari hringrás.“

Menn gleyma oft, hvað tímabilið er langt, sem jurtrinar hafa verið að „éta“ koldíoxíðið úr gufuhvolfinu og búa til súrefn. en allan þennan tíma hefur líka nýtt koldíoxíð streymt upp. Ekki milljónir, heldur þúsundir milljóna ára. Mikið af þessu súrefni hefur farið til að metta (oxýdera) járn og fleiri frumefni, auk þess sem dýr og sveppir hafa nýtt sér. Þú nefnir réttilega uppstreymi úr iðrum jarðar en flestir (nema ég) hafa alveg gleymt sveppagróðrinum. Hátt í tvær milljónir tegunda örsmárra sveppa eru í lofti á landi og í legi og eru t.d. eitt helst lífið dúpt í höfunum. Þeir, eins og dýr og menn, éta súrefni og gefa frá sér koldíoxíð. Vel hugsanlega alveg jafn mikið eða miklu meira en það sem kemur frá mönnunum, en bókstaflega enginn sem fjallar um þessir mál hefur bent á þetta nema ég, að því er ég fæ séð. 

Það vill líka gleymast að bókstaflega allur lífmassi jarðar, dauður (t.d. kalsteinn úr fornum kalkþörungum) eða lifandi kemur upphaflega úr koldíoxíði gegnum jurtir eða bakteríur, sem sumar vinna það, líka kolefnið í frumum umhverfissinnanna sjáflra, sem blása koldíoxíði út í gufuhvolfið í hvert skipti sem þeir hefja upp raust sína um vonsku þessa undraefnis.

Nú virðist helsta próblemið vera að það hafi aukist um tíu hluti af hverri milljón síðan í upphafi iðnbyltingar fyrri ca. 250 árum. Tíu krónur af hverri milljón á 250 árum þættu ekki miklir vextir. Banki sem tæki slíka vexti færi fljótt á hausinn.

[Vilhjálmur Eyþórsson, 12.5.2013 kl. 21:18]

Því má bæta við að ef meiri næring, (koldíoxíð) er fyrir jurtir og þær bakteríur sem nýta það, hlýtur lífríkið allt að lifna og grænka.Þar að auki, eins og ég hef margoft bent á, mun úrkoma aukast og eyðimerkur gróa upp með hækkandi hitastigi (ef hitastig væri að hækka til lengri tíma). Sem sagt segi ég enn einu sinni: Gróðurhúsaáhrif væru góð!

[Björn Geir Leifsson, 12.5.2013 kl. 22:45]

Af þessum gröfum þá má lesa að nokkuð örruggt er að þéttni koltvísýrings í lofthjúpnum er með minna móti nú miðað við fyrr. Hvað varð um þann koltvísýinrg? var hann allur bundinn í lífrænum jarðlögum þeas olíuforðanum???.

Var að velta einu fyrir mér. CO2 hefur þá sérstöðu meðal lofttegunda að leysanleiki þess í vatni minnkar með hækkandi hitastigi. Prófið bara að bera saman ískalt vatn og hlandvolgt í SodaStream tækinu. Það ískalda "kolsýrist" miklu betur.

Því kaldara sem hafið er, því meira koldíoxíð getur það bundið (og gerir). Maður hefði haldið að með hlýnandi sjó, minnkaði uppleyst koltvíoxíð. Eða er ég að rugla?

Allavega spyr maður sig: Er ekki ein (að minnsta kosti hluta-) skýringin á vaxandi koldíoxíðþéttni í andrúmslofti sú að hún er afleiðing af hlýnandi vatns-massa jarðar?? Sem sagt eggið kemur á undan hænunni, eða þannig.

Svo, eins og Viljhjálmur bendir á þá veldur aukin þéttni koltvísýrings aukinni grósku rétt eins og í gróðushúsunum þar sem kolsýruinnblástur er notaður til að auka gróandann. Þar með hlýtur binding CO2 í lífmassanum að aukast. Hefur einhver metið hversu stór þáttur það verðru í þessu jafnvægi?

[Kristinn Jakob Steindórsson (IP-tala skráð) 13.5.2013 kl. 09:32]

Björn Geir. Hafið er það gríðarlega stórt að það myndi taka það einhverja tugi jafnvel hundruði ára að taka við sér og byrja að losa sig koltvísýring.

Til þess að sjá hvaðan uppsprettan kemur hafa vísindamenn rannsakað breytingar á samsætuhlutföllum kolefnisatóma í andrúmsloftinu. Niðurstaðan er sú að breytingarnar á samsætuhlutföllunum styðja þá kenningu að aukning koltvísýrings í andrúmslofti sé tilkomin vegna bruna jarðefnaeldsneytis (plöntuleifa)

[Ágúst H Bjarnason, 13.5.2013 kl. 10:58]

Ernst Georg Beck Dipl. Biol.  hefur velt þessum málum nokkuð fyrir sér og leitað að eldri mælingum á CO2, þ.e. mælingum sem gerðar hafa verið áður en reglubundnar mælingar hófust. (Historical CO2 measurements).  (Hann efast ekki um að bruni á jarðefnaeldsneyti hafi valdið auknu magni CO2 í andrúmsloftinu, en er málið svo einfalt?).

Nokkrar krækjur:

http://www.ferdinand-engelbeen.be/klimaat/beck_data.html

http://www.biomind.de/nogreenhouse/daten/EE%2018-2_Beck.pdf

http://www.biomind.de/realCO2/

http://www.anenglishmanscastle.com/180_years_accurate_Co2_Chemical_Methods.pdf

[Brynjólfur Þorvarðsson, 13.5.2013 kl. 16:03]

Ágúst, ég hélt nú satt að segja að þetta vissu allir sem eitthvað vissu um lofstlag. Kolatímabilið gróf gríðarlegt magn koltvísýrings í jörðu (plöntuleifar) og krítartímabilið gróf gríðarlegt magn koltvísýrins í skeljum sjávardýra.

Það er háð stórum óvissuþáttum að reyna að meta magn koltvísýrings í andrúmslofti í jarðsögulegum tíma. Þó er talið að koltvísýringur hafi aukist jafnt og þétt vegna eldgosa allt fram á kolatímabilið, hitastig var þá miklu hærra en núna - eins og ég hélt reyndar að allir vissu. Núverandi hitastig er mjög lágt í jarðsögulegum skilningi (ef ísöldum er sleppt). Síðast þegar koltvísýringsmagn var jafn hátt og núna var meðalhiti á norðurslóðum 8 gráðum hærri en núna.

Það efast enginn um að úrkoma muni aukast vegna hlýnunar andrúmsloft. Vandamálið er að dreifing hennar mun einnig breytast, þurrkabeltin væntanlega færast norður og ná yfir suður-Evrópu og kornræktarsvæði Bandaríkjanna. Önnur svæði, einkum Síbería og Kanada, munu hins vegar fá aukna úrkomu og mun lífvænlegri gróðurskilyrði.

[Emil Hannes Valgeirsson, 13.5.2013 kl. 16:22]

Af grafinu má einnig ráða að meðalhiti jarðar á það til að haldast í 25° sem er langt fyrir ofan það sem nokkur svartsýnismaður þorir að spá að stefni í. Eða hvað? Mun aukinn koltvírsýringur kannski koma af stað óðahlýnun sem endar að lokum í þessu fornloftslagi sem risaeðlurnar spókuðu sig í.

[Sveinn Atli Gunnarsson, 13.5.2013 kl. 18:46]

Á loftslag.is má finna ágætt myndband sem m.a. skoðar grafið sem þú vísar til efst í pistlinum Ágúst - sjá Loftslagsbreytingar, án tölvulíkana og IPCC.

Mbk.

Sveinn Atli

[Hörður Þórðarson, 14.5.2013 kl. 23:48]

Fyrir þá sem hafa áhuga á styrk koltvísýrings "fyrr á tímum".

http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?org=NSF&cntn_id=127897&preview=false

"The Arctic was very warm during a period roughly 3.5 to 2 million years ago--a time when research suggests that the level of carbon dioxide in the atmosphere was roughly comparable to today's--leading to the conclusion that relatively small fluctuations in carbon dioxide levels can have a major influence on Arctic climate, according to a new analysis of the longest terrestrial sediment core ever collected in the Arctic.

"One of our major findings is that the Arctic was very warm in the middle Pliocene and Early Pleistocene--roughly 3.6 to 2.2 million years ago--when others have suggested atmospheric carbon dioxide was not much higher than levels we see today," said Julie Brigham-Grette, of the University of Massachusetts Amherst."

"Another significant finding is documentation of sustained warmth in the Middle Pliocene, with summer temperatures of about 15 to 16 degrees Celsius (59 to 61 degrees Fahrenheit), about 8 degrees Celsius (14.4 degrees Fahrenheit) warmer than today, and regional precipitation three times higher."

[Vilhjálmur Eyþórsson, 15.5.2013 kl. 14:56]

Bryjólfur segir að þurrkabeltin muni færast norður, ef aftur hlýnar. Þetta heyrst stundum og er mjög undarlegt í ljósi sögunnar. Þegar Ísland var jöklalaust fyrir fáeinum árþúsundum (ekki ármilljónum) voru eyðimerkur hvarvetna miklu grónari en nú og mjög miklar mannvistarleifar í Sahara, í Mið- Asíu, Sádí- Arabíu og víðar staðfesta þetta afdráttarlaust. Að sjálfsögðu munu þessar og aðrar eyðmerkur gróa aftur upp ef aftur hlýnar.

En annað mætti nefna. Menn virðast almennt alls ekki gera sér grein fyrir því hvað tímabilið er langt, sem fyrst bakteríur og síðan jurtir voru að „éta“ koldíoxíðið úr gufuhvolfinu áður en eiginlegt dýralíf kom til. Vart styttra en 2,500- 3000 milljón (ekki þúsund) ár. Í samanburði við þetta óra-óralanga tímabil er kolatíminn mjög nálægt okkur. Því var koldíoxiðið, sem upphaflega hefur verið 20-30% gufuhvolfsins komið vel niður fyrir 1% á dögum risaeðlanna. Yfirleitt virðast menn vanmeta stórkostlega hve mikið jurtalífið tekur af koldíoxíði. Um þetta eru settar fram getgátur og stundum látið svo sem þær byggi á einhvers konar „vísindalegum“ grunni, en staðreyndin er að í rauninni er ekkert vitað af neinu viti um þessa undirstöðustaðreynd í allri próblematíkinni um koldíoxíð.