Vývoj koncentrácie CO₂ v atmosfére

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.