CO2 in de oceanen en atmosfeer

Oceanen spelen een belangrijke rol in het reguleren van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer omdat CO2 kan oplossen in of vrijkomen uit de oceanen. En wanneer het CO2 opgelost is in de oceanen dan draagt het niet meer bij tot het broeikaseffect. Maar hetzelfde is ook geldig voor de CO2 in de atmosfeer en deze opgeslagen op het vaste land in biomassa. Er zijn dus in totaal drie verschillende plaatsen waar CO2 zich kan vertoeven, namelijk de atmosfeer, oceanen en de biosfeer op het vaste land. Van al het CO2 op deze 3 plaatsen bevindt ongeveer 93% ervan zich in de oceanen. En op de tweede plaats staat het vaste land en het minst CO2 bevindt zich in de atmosfeer. Dit resulteert dat oceanen 50 keer meer CO2 bevatten dan de atmosfeer en 19 keer meer dat de biosfeer op het vaste land.

CO2 kan opgelost worden in oceanen via een proces dat 'diffusie' heet. Dit is een proces ten gevolgen van de willekeurige beweging van deeltjes. Deze willekeurige beweging is het gevolg van de kinetische energie die deze deeltjes bezitten. Bij een verschil in concentratie leidt diffusie tot een netto verplaatsing van deeltjes van plaatsen met een hoge concentratie naar plaatsen met een lage concentratie. Wanneer bijvoorbeeld de concentratie in de atmosfeer te hoog is zodat de CO2 balans met de oceaan uit evenwicht is, dan is het zo dat de partiële druk van het CO2 in de atmosfeer hoger is dan die in de oceaan. En dit leidt dan dat er CO2 gaat oplossen in de oceaan via diffusie. Eenmaal de CO2 opgelost is in de oceaan dan vinden er nog tal van andere reacties plaats. Zo wordt er onder andere ook nog koolzuur, bicarbonaat en carbonaat-ionen gevormd. Onder andere door deze reacties kan er meer CO2 geabsorbeerd worden door de oceanen. Deze processen verlopen wel met een relatief lage snelheid, dit zorgt ervoor dat er zowel horizontale als verticale grote verschillen aan CO2 concentratie voorkomen in de oceanen. De verschillende reactieproducten hebben ook telkens een bepaalde invloed op het leven in de oceaan. Zo is één van de gevolgen hiervan dat de zuurtegraad van de oceanen toeneemt wat dan weer slecht is voor het zeeleven.

Zeeplanten en -dieren spelen ook een grote rol in het afregelen van de CO2 balans tussen de atmosfeer en de oceaan. De zeeplanten, hoofdzakelijk fytoplankton dan, nemen CO2 op om te kunnen leven en geven zuurstof af. Fytoplankton is de grootste zuurstof-producent op aarde. Deze zuurstof wordt dan weer omgezet door de dieren en mensen, die zuurstof nodig hebben om te kunnen leven. Deze dieren en mensen zetten deze zuurstof weer om in CO2. En zo is de cirkel rond. Dit zorgde ervoor dat de afgelopen 1000 jaar de CO2 concentratie is de atmosfeer nagenoeg constant was en zo'n 280 parts per million bedroeg. Maar in de afgelopen 150 jaar - sinds de industriële revolutie - is daar verandering gekomen. Sindsdien is de concentratie aan CO2 aan het toenemen in de atmosfeer. Momenteel zitten wel aan 370 parts per million, dus de CO2 concentratie in de atmosfeer is met 30% toegenomen. En dit heeft dus ook zijn effect op de concentratie CO2 die opgenomen wordt door de oceanen.

Alle bomen, bijna alle planten uit de koude klimaten en de meeste landbouwgewassen worden ook beïnvloed door deze hogere concentratie aan CO2 in de atmosfeer. Het effect hiervan is dat ze meer CO2 gaan opnemen voor fotosynthese. Hetzelfde is ook geldig voor de hoeveelheid CO2 die geabsorbeerd wordt door de oceanen, wanneer de CO2 concentratie in atmosfeer toeneemt dan zal de deze ook gaan toenemen in de oceanen, maar wel met een bepaalde tijdvertraging. Maar als dit het geval is, hoe kan het dan zijn dat de afgelopen 150 jaar de CO2-concentratie met 30% is toegenomen?

In deze 150 jaar hebben de mensen ervoor gezorgd heel wat meer CO2 in de atmosfeer terecht is gekomen. Denk maar bijvoorbeeld aan de ontbossing op aarde. Dit zorgt dat er steeds minder CO2 opgeslagen is in de biosfeer op het vaste land. En al deze CO2 is, door bijvoorbeeld biomassa te verbranden of het te laten rotten, vrijgekomen in de atmosfeer. Daarnaast is het gebruik van fossiele brandstoffen ook gigantisch toegenomen tijdens deze 150 jaar. Deze fossiele brandstoffen waren ooit heel lang geleden ook biomassa. Dus dit is eigenlijk ook een vorm van opgeslagen CO2, onder de vorm van aardolie, aardgas en steenkool. Maar wanneer de fossiele brandstoffen verbrand worden, dan komt deze CO2 weer vrij in de atmosfeer. Al deze, en waarschijnlijk ook nog andere, factoren verklaren dat de CO2 concentratie in de atmosfeer aan het toenemen is.

Deze hogere CO2 concentratie in de atmosfeer zorgt er dus voor dat er meer CO2 zal opgenomen worden door de oceanen. Maar de snelheid waarmee CO2 opgenomen kan worden door de oceanen ligt blijkbaar heel wat lager dan de snelheid waarmee de concentratie aan CO2 in de atmosfeer toeneemt. Dit is af te leiden uit het feit dat de CO2 concentratie in de atmosfeer aan het toenemen is. Ook is het zo dat de oceanen niet eeuwig kunnen blijven CO2 opnemen uit de atmosfeer want op een gegeven moment zullen de oceanen verzadigd zijn aan CO2. Al er op dit moment nog steeds evenveel CO2 in de atmosfeer terecht als dat dit momenteel het geval is dan zal de CO2 concentratie in atmosfeer nog sneller gaan toenemen.

Wanneer de CO2 concentratie in de atmosfeer blijft toenemen, dan zal dit ook gevolgen hebben voor het klimaat op aarde. Want CO2 in namelijk een broeikasgas. Eén van de gevolgen van de hogere concentratie aan CO2 in de atmosfeer is dat het broeikaseffect zal versterkt worden. En het bekende gevolgen hiervan is dat de ijskappen op de noord-, zuidpool en gletsjers zullen gaan afsmelten. Wanneer dit gebeurt zullen de oceanen meer water gaan bevatten. Hieraan gekoppeld, zal er dan dus weer meer CO2 opgenomen kunnen worden door de oceanen. Wetenschappers hebben onderzocht hoeveel CO2 er dan meer zou kunnen opgenomen worden indien de ijskappen en gletsjers zijn gesmolten. Dit onderzoek werd uitgevoerd aan de University of Georgia. Voor het verzamelen van de data nodig voor dit onderzoek, hebben de onderzoekers tijdens de zomer van 2008 3 maanden rondgevaren in de Noordelijke IJszee om waterstalen te verzamelen. Aan de hand van deze stalen hebben ze de samenstelling en de eigenschappen van de bovenste waterlagen - waar het ijswater zich bevindt dat gesmolten is tijdens de zomermaanden - bestudeerd.

De conclusie van dit onderzoek was niet al te positief. Want uit de resultaten bleek dat de hoeveelheid CO2 die kan geabsorbeerd worden door het ijswater relatief klein ten opzichte van hoeveel CO2 er bijgekomen is in de atmosfeer. Wanneer het water gesmolten is dan duurt het niet lang vooraleer deze de evenwichtsconcentratie aan CO2 bevat en dit zonder dat er enorm veel CO2 opgenomen wordt. Dit zorgt ervoor dat men niet kan rekenen op het ijswater van de ijskappen voor het absorberen van een grote hoeveelheid CO2 uit de atmosfeer.

via [physorg]&[waterencyclopedia]