Vývoj koncentrácie CO₂ v atmosfére

Vývoj koncentrácie CO₂ v atmosfére

Od priemyselnej revolúcie rastie koncentrácia oxidu uhličitého vysoko nad hodnoty, ktoré boli na planéte počas posledných 800 000 rokov, výrazne zvyšuje skleníkový efekt a spôsobuje globálne otepľovanie. Dáta pochádzajú z analýzy ľadovcových vrtov EPICA v Antarktíde a z priamych meraní na Mauna Loa (Havaj).

Obsah

Ako čítať tento graf?

  • Koncentráciu uvádzame v jednotkách ppm.
  • V posledných 800 000 rokoch sa koncentrácia CO2 pohybovala v rozsahu 170 –⁠ 300 ppm a kolísanie zodpovedalo striedaniu dôb ľadových a medziľadových (pre porovnanie: prvé nálezy Homo sapiens majú vek približne 300 000 rokov).
  • Počas posledných 2 000 rokov bola koncentrácia CO2 až do roku 1750 stabilne v rozmedzí 275 –⁠ 280 ppm.
  • Od priemyselnej revolúcie, teda približne od roku 1750, koncentrácia CO2 rýchlo rastie a dosahuje vyššie hodnoty než kedykoľvek za posledných 800 000 rokov. Priemerné tempo rastu sa navyše tiež zrýchľuje: v rokoch 1750 –⁠ 1949 koncentrácia CO2 rástla o 2,1 ppm za dekádu, v rokoch 1950 – ⁠1999 bolo tempo rastu 11,8 ppm za dekádu a v rokoch 2000 – ⁠2020 koncentrácia CO2 rástla tempom až 21,6 ppm za dekádu. V máji 2020 dosiahla priemerná mesačná koncentrácia CO2 na Mauna Loa doteraz najvyššiu hodnotu –⁠ 417 ppm.
  • Koncentrácia CO2 v priebehu roka kolíše o približne 5 ppm – maximum nastáva na jar, minimum na jeseň. Toto kolísanie podrobne zobrazuje graf Cykly koncentrácií CO₂ a O₂ v atmosfére (tzv. Keelingova krivka).
  • Jednotka ppm znamená parts per million, označuje teda počet častíc v jednom milióne, podobne ako percento [%], teda per cent znamená počet v stovke a promile [‰] označuje počet v tisícke. Koncentrácia 400 ppm znamená, že v jednom milióne molekúl vzduchu je 400 molekúl oxidu uhličitého, čo zodpovedá 0,4 ‰ alebo 0,04 %.

Ako sa merajú historické koncentrácie CO2?

  • Vzorky ľadu z hĺbkových ľadovcových vrtov (až 3 800 m) obsahujú veľmi starý ľad (až 800 000 rokov). Fyzikálne vlastnosti tohto ľadu vypovedajú o podmienkach v časoch, keď ľad zamrzol. Z množstva izotopov kyslíka a vodíka možno určiť vtedajšiu priemernú teplotu planéty, z bubliniek zachytených v ľade možno určiť zloženie vtedajšieho vzduchu.
  • Staršie dáta (0 – ⁠800 000 rokov pred súčasnosťou) pochádzajú z projektu EPICA (European Project for Ice Coring in Antartica), konkrétne z vrtov „Dome C“, ktoré siahajú do hĺbky 3 190 m a zodpovedajúci vek ľadu je 798 000 rokov (data EPICA).
  • V roku 2016 boli v Antarktíde objavené ľadovcové oblasti s vekom ľadu približne 2 milióny rokov. Koncentrácia CO2 v bublinkách takto starého ľadu sa pohybovala v rozmedzí 200 –⁠ 280 ppm, viď článok z časopisu Nature.
  • Mladšie dáta (0 – ⁠2 000 rokov pred súčasnosťou) sú zložením súčasných meraní na Mauna Loa (Havaj) a meraní z ľadovcových vrtov na Južnom póle (Scripps dáta).
  • Od roku 1958 sa meria priamo koncentrácia CO2 vo vzduchu na Mauna Loa (Havaj) ako súčasť programu Scripps CO2.
  • Časovú hustotu údajov o koncentrácii CO2 v atmosfére za posledných 800 000 rokov ukazuje animovaná vizualizácia NOAA.

Ako vieme, že nárast koncentrácie CO2 je dôsledkom spaľovania fosílnych palív?

Dôkazov, že nárast koncentrácie CO2 je spôsobený spaľovaním fosílnych palív, je niekoľko:

  • Ľudstvo ročne spáli viac ako 5 miliárd ton uhlia, asi 4 miliardy ton ropy a asi 3 miliardy ton zemného plynu. Nárast koncentrácie CO2 v atmosfére zodpovedá týmto množstvám (po započítaní pohltenia časti CO2 v oceánoch). Keby chcel niekto tvrdiť, že koncentrácia CO2 rastie z iného dôvodu, musel by presvedčivo vysvetliť, kam sa „stratia“ emisie zo spaľovania tak veľkého množstva fosílnych palív.
  • Nárast koncentrácie CO2 je sprevádzaný poklesom koncentrácie O2, ktorý presne zodpovedá reakčným pomerom pri spaľovaní fosílnych palív (po započítaní pohltenia časti CO2 v oceánoch) – ide teda o ďalší dôkaz, že za zvyšovanie koncentrácie CO2 môže práve spaľovanie.
  • Rôzne zdroje oxidu uhličitého majú rôzne zastúpenie izotopov uhlíka. Uhlík obsiahnutý v uhlí a rope neobsahuje žiadne izotopy 14C a má zníženú koncentráciu 13C. Oxid uhličitý vydychovaný rastlinami má nižšiu koncentráciu 13C ako oxid uhličitý, ktorý vychádza z oceánu. Oxid uhličitý v atmosfére je zmiešaný z týchto zdrojov a jeho podrobnou analýzou sa dá zistiť, že v súčasnosti narastajúca koncentrácia CO2 presne zodpovedá množstvu spaľovaných fosílnych palív. Viac o izotopoch uhlíka v atmosfére nájdete na webe NOAA Earth System Research Laboratory.