Pozytywny-wpływ-emisji-CO2-przez-człowieka-na-przetrwanie-życia-na-Ziemi.pdf

(1539 KB) Pobierz
Pozytywny wpływ emisji CO2 przez
człowieka na przetrwanie życia na Ziemi
Patryk Moore, dr
marzec 2015 r
Spis treści:
Podsumowanie wykonawcze
Wstęp
Historia CO2 w globalnej atmosferze Powstanie
lądowych roślin drzewiastych
Drugi długi spadek CO2
CO2 wzrasta znad krawędzi
Dystrybucja węgla dzisiaj CO2 w
oceanach
CO2 w czasach nowożytnych
Wyższe stężenie CO2 zwiększy wzrost roślin i biomasę
Dyskusja
Atmosferyczne stężenie CO2 w przyszłości
Zmiana paradygmatu w postrzeganiu CO2
Wniosek
1
Przypisy końcowe
Bibliografia
Podsumowanie wykonawcze
•
Niniejsze badanie skupia się na pozytywnych skutkach emisji dwutlenku węgla
(CO2) na środowisko, temat dobrze ugruntowany w literaturze naukowej, ale zbyt
często ignorowany w obecnych dyskusjach na temat polityki dotyczącej zmian
klimatu.
Całe życie opiera się na węglu, a głównym źródłem tego węgla jest CO2 w
globalnej atmosferze.
Jeszcze 18 000 lat temu, u szczytu ostatniego dużego zlodowacenia, poziom CO2
spadł do najniższego poziomu w zarejestrowanej historii, wynoszącego 180 ppm,
wystarczająco niskiego, by zahamować wzrost roślin. To tylko 30 ppm powyżej
poziomu, który spowodowałby śmierć roślin z powodu głodu CO2.
Obliczono, że gdyby spadek poziomu CO2 utrzymywał się w takim samym tempie,
jak w ciągu ostatnich 140 milionów lat, życie na Ziemi zaczęłoby wymierać już za
dwa miliony lat i powoli wyginęłoby prawie całkowicie w postaci węgla nadal ginął
w osadach głębinowych oceanów.
Spalanie paliw kopalnych w celu uzyskania energii potrzebnej do zasilania
cywilizacji ludzkiej odwróciło spadkowy trend emisji CO2 i obiecuje powrót do
poziomów, które prawdopodobnie sprzyjają znacznemu wzrostowi tempa wzrostu
i biomasy roślin, w tym upraw jadalnych i drzew.
Emisja CO2 przez człowieka przywróciła równowagę globalnego obiegu węgla,
zapewniając w ten sposób długoterminową kontynuację życia na Ziemi.
Ten niezwykle pozytywny aspekt emisji CO2 przez ludzi należy porównać z
niesprawdzoną hipotezą, że emisje CO2 przez ludzi spowodują katastrofalne
ocieplenie klimatu w nadchodzących latach.
Jednostronne polityczne traktowanie CO2 jako zanieczyszczenia, które należy
radykalnie ograniczyć, musi zostać skorygowane w świetle niepodważalnych
dowodów naukowych na to, że jest on niezbędny do życia na Ziemi.
•
•
•
•
•
•
•
Wstęp
Istnieje powszechne przekonanie, że emisje CO2 pochodzące ze spalania paliw kopalnych
w celu uzyskania energii stanowią zagrożenie dla klimatu Ziemi i że większość gatunków,
w tym gatunek ludzki, bardzo ucierpi, jeśli emisje te nie zostaną drastycznie ograniczone
lub nawet wyeliminowane.1
Ten artykuł oferuje radykalnie odmienną perspektywę opartą na historii geologicznej CO2.
CO2 jest jednym z najważniejszych składników odżywczych dla życia na Ziemi. Zbliżał
się do niebezpiecznie niskiego poziomu podczas ostatnich okresów dużego zlodowacenia
w plejstoceńskiej epoce lodowcowej, a emisja CO2 przez ludzi może powstrzymać
ostateczny głód i śmierć większości form życia na planecie z powodu braku CO2.2
2
Nie jest to przede wszystkim dyskusja na temat możliwego związku między CO2 a
globalnym ociepleniem lub zmianą klimatu, chociaż należy o tym wspomnieć. Odbyło się
wiele dyskusji na ten temat i jest to gorący spór zarówno w sferze naukowej, jak i
politycznej. Nie ma wątpliwości, że klimat ocieplił się w ciągu ostatnich 300 lat od szczytu
małej epoki lodowcowej. Nie ma również wątpliwości, że CO2 jest gazem cieplarnianym,
a wszystkie inne emisje spowodowałyby pewne ocieplenie, gdyby CO2 wzrósł do
wyższych poziomów w atmosferze. Nie ma jednak ostatecznego dowodu naukowego na
to, że CO2 jest głównym czynnikiem wpływającym na klimat w świecie rzeczywistym.
Klimat Ziemi to chaotyczny, nieliniowy, wielowariantowy system z wieloma
nieprzewidywalnymi sprzężeniami zwrotnymi, zarówno pozytywnymi, jak i negatywnymi.
Głównie,
Historia CO2 w globalnej atmosferze
Nie ulega wątpliwości, że całe życie na Ziemi opiera się na węglu, a źródłem tego węgla
jest CO2, który krąży w globalnej atmosferze. Uważa się, że pierwotnym źródłem CO2 w
atmosferze były masowe erupcje wulkanów we wczesnej historii Ziemi, których
ekstremalne ciepło spowodowało utlenianie węgla we wnętrzu Ziemi, tworząc CO2. , CO2
przenika całą atmosferę i został wchłonięty przez oceany i inne zbiorniki wodne
(hydrosferę), gdzie dostarcza pożywienia gatunkom fotosyntetyzującym, takim jak
fitoplankton i wodorosty. Gdyby nie było CO2 lub niewystarczający poziom CO2 w
atmosferze i hydrosferze, nie byłoby życia na naszej planecie, jakie znamy.
W stosunkowo krótkim okresie (od lat do setek lat) obieg węgla jest złożoną serią wymian
między atmosferą, hydrosferą, żywymi gatunkami i rozkładającą się materią organiczną w
glebie i osadach. W dłuższej perspektywie (od milionów do miliardów lat) większość
węgla, który został wchłonięty z atmosfery przez rośliny, została utracona w obiegu do
głębokich złóż paliw kopalnych i skał węglowych (minerałów), takich jak kreda, wapień,
marmur i dolomit. Zdecydowanie większość węgla sekwestrowanego w dłuższej
perspektywie ma postać skały węglowej.
Nie mamy dobrego oszacowania całkowitej ilości CO2, który został wyemitowany z
aktywności wulkanicznej do atmosfery na świecie. Nie znamy całkowitej ilości węgla,
który został utracony w wyniku długoterminowej sekwestracji w paliwach kopalnych i
skałach węglowych, ale mamy szacunki rzędu wielkości. Dysponujemy ilościowymi
szacunkami poziomu CO2 w atmosferze sięgającymi ponad 600 milionów lat wstecz, tj.
wynikiem netto dodatków pochodzących ze zdarzeń wulkanicznych, ubytków głębokiej
depozycji w skałach węglowych i paliwach kopalnych, biomasy żywych gatunków i
rozkładających się materia organiczna. Szacunki te stają się dokładniejsze, im bliżej są
teraźniejszości. Ten artykuł skupi się na ostatnich 540 milionach lat, aw szczególności na
ostatnich 140 milionach lat.
Najlepsze oszacowanie stężenia CO2 w globalnej atmosferze 540 milionów lat temu to
7000 ppm, z dużym marginesem błędu. (Patrz rysunek 1). Na potrzeby dyskusji
przyjmiemy tę liczbę, która wskazuje na masę ponad 13 000 miliardów ton (Gt) węgla w
atmosferze, 17 razy większą niż obecny poziom, podczas eksplozji kambryjskiej, kiedy
wyewoluowało życie wielokomórkowe.
3
Uważa się to za nadejście współczesnego życia, kiedy zarówno gatunki roślin, jak i
zwierząt szybko różnicowały się w ciepłych morzach, a później skolonizowały lądy w
ciepłym klimacie lądowym4. Wcześniej, przez ponad trzy miliardy lat, życie było w dużej
mierze jednokomórkowe, mikroskopijne i ogranicza się do morza.
Rysunek 1.Wykres
globalnej temperatury i atmosferycznego stężenia CO2 w ciągu
ostatnich 600 milionów lat. Zauważ, że zarówno temperatura, jak i CO2 są dziś niższe niż
przez większą część ery współczesnego życia na Ziemi od okresu kambru. Należy również
zauważyć, że nie oznacza to związku przyczynowo-skutkowego między tymi dwoma
parametrami.5
Powstanie lądowych roślin drzewiastych
Jednym z najbardziej znaczących wydarzeń podczas zakładania gatunków roślin lądowych
była ewolucja drewna, kompleksu celulozy i ligniny, który zapewniał sztywną łodygę.
Umożliwiło to roślinom umieszczenie ich struktur fotosyntetycznych wyżej w kierunku
słońca, zapewniając w ten sposób przewagę konkurencyjną. Ewolucja ligniny zapewniła
również ochronę przed atakiem bakterii i grzybów, ponieważ żaden gatunek nie
wyewoluował jeszcze enzymów trawiących ligninę. W okresie dewonu nastąpiło
rozprzestrzenienie się rozległych lasów paproci drzewiastych, drzew i krzewów, co
spowodowało ogromny wzrost żywej biomasy w porównaniu z roślinnością nisko
położoną przed erą drzewiastą. Ten wzrost biomasy o rzędy wielkości przyszedł z
nieuniknionym pochłanianiem CO2 z atmosfery, ponieważ drewno składa się w prawie 50
procentach z węgla. Od tego czasu do dnia dzisiejszego,
4
Można było oczekiwać, że gdy żywa biomasa osiągnie znacznie wyższy, ale stosunkowo
stabilny stan, wychwyt netto CO2 zakończy się i ustabilizuje się przy stężeniu nieco
niższym niż około 4000 ppm (7600 Gt węgla) w środkowym dewonie . Tak jednak nie
było. Poziomy CO2 nadal spadały, z niewielkimi wahaniami, być może spowodowanymi
aktywnością wulkaniczną, przez następne 80 do 100 milionów lat w środkowym okresie
karbonu, aż osiągnęły poziom około 400 ppm (760 Gt węgla), podobny do obecnego
poziomy dnia. Dlatego w tej epoce poziom CO2 w atmosferze zmniejszył się o około 90
procent. Wiele z masywnych złóż węgla, które obecnie wydobywamy, powstało w tym
okresie.
Istnieją dwie konkurujące ze sobą hipotezy dotyczące powstawania węgla w tych
starożytnych czasach. Jedna z hipotez głosi, że pokłady węgla powstały, gdy drzewa
obumarły i opadły na rozległe bagna, gdzie zostały zachowane, ostatecznie pogrzebane
przez głębokie osady iz czasem przekształcone w węgiel pod wpływem ciepła i ciśnienia.
Alternatywnym wyjaśnieniem jest to, że rozkładające się gatunki bakterii, grzyby i owady
nie rozwinęły jeszcze złożonego zestawu enzymów trawiennych niezbędnych do trawienia
drewna. Dlatego martwe drzewa w lasach po prostu piętrzyły się jedno na drugim, a nowe
drzewa rosły na coraz głębszej warstwie martwych drzew, aż w końcu zostały pogrzebane,
a ciepło i ciśnienie przekształciły je w węgiel.8
Koniec karbonu i początek permu oznaczał odwrócenie trendu spadkowego CO2 iw ciągu
następnych 125 milionów lat CO2 wzrósł do około 2500 ppm w okresie jurajskim. W tym
okresie gatunki grzybów rozwinęły enzymy trawiące ligninę zawartą w drewnie.9 Jest
prawdopodobne, że gatunki te zjadały ogromne zapasy martwego drewna w pobliżu
powierzchni, co wiązało się z uwalnianiem CO2 do atmosfery. Równocześnie z rozwojem
destruentów, które mogły trawić ligninę, nastąpiło znaczne ograniczenie tworzenia się
węgla. Aktywność wulkaniczna i odgazowanie CO2 z oceanów również mogły odegrać
rolę w podniesieniu poziomu CO2.
Bez względu na to, którą hipotezę o powstawaniu węgla preferuje się, a połączenie obu jest
prawdopodobne, gdyby grzyby i inne gatunki nie wyewoluowały w celu wytworzenia
enzymów niezbędnych do trawienia ligniny, prawdopodobne jest, że poziom CO2 w
atmosferze nadal spadałby, aż osiągnąłby poziom próg 150 ppm dla przetrwania życia
roślin. W tym momencie gatunki roślin zaczęłyby obumierać z powodu braku CO2, a
ponieważ więcej węgla było sekwestrowane w postaci drewna i węglanu wapnia w osadach
morskich, żywa biomasa zaczęłaby się stopniowo kurczyć, aż większość lub całość zginęła.
Dlatego najbardziej szczęśliwym zbiegiem okoliczności było to, że grzyby białej zgnilizny
i inne gatunki wyewoluowały enzymy trawiące ligninę, inaczej historia życia na Ziemi
byłaby znacznie krótsza.
Drugi długi spadek CO2
Mając to tło historyczne, skupimy się teraz na okresie od 140 milionów lat temu do chwili
obecnej. Po powrocie do około 2500 ppm stężenie CO2 stopniowo i równomiernie spadało
do prawdopodobnie najniższego poziomu w historii Ziemi. Rdzenie lodowe wywiercone
na stacji Wostok na Antarktydzie wskazują, że w szczytowym momencie ostatniego
dużego zlodowacenia, 18 000 lat temu, poziom CO2 spadł do około 180 ppm (patrz ryc.
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin