I vilken utsträckning bidrar våra utsläpp av fossil koldioxid till att öka atmosfärens koldioxidhalt?

Det viktigaste är att belysa i vilken utsträckning våra utsläpp av fossil
koldioxid bidrar till att öka atmosfärens koldioxidhalt.

Därför kan det vara lämpligt att starta med att beskriva vad vi enligt IPCC vet om luftens koldioxidnivåer under industriell tid.

blå himmel med skorstenar solen lyser

Siple/Mauna Loa-värdena

IPCC:s syn i det avseendet grundar sig historiskt sett på två mätserier. Den ena utgörs av de direkta mätningar man kontinuerligt genomfört vid Mauna Loa på Hawaii sedan 1958 (Keelingkurvan). Den andra togs fram genom analys av luftinneslutningar i en iskärna som borrats upp vid Siple-stationen på Antarktis.

De senare analyserna ledde till slutsatsen att luftens koldioxidhalt hållit sig tämligen konstant runt 280 ppm från år 1000 till 1750, för att därefter stiga mot de värden som uppmätts vid Mauna Loa.

Siple/Mauna Loa-värdena
Siple/Mauna Loa-värdena

Ändringen av atmosfärens koldioxidhalt under industriell tid enligt IPCC:s bedömning. Svarta punkter är mätvärden från Siple. Den gröna kurvan återger medelvärdesutjämnade värden uppmätta vid Mauna Loa (Keelingkurvan). (Källa: IPCC, 2007)

Orsaken till den observerade ökningen av luftens koldioxidhalt är omtvistad. Det är även viss mån själva mätresultaten. Vissa definitioner och efterföljande resonemang i strikta matematiska termer (t.ex.
iform av differentialekvationer). Låt dig inte skrämmas av det! De matematiska uttrycken är främst avsedda att förse intresserade läsare med precis information om grunden för de kalkyler som beskrivs och slutsatser som kan dras från olika slag av kolcykelobservationer. Vilka slutsatserna är, och vad de för med sig, kommer fortlöpande att förtydligas i normala språkliga termer.

Kolcykelschemat i stort

För att förstå vad som är kontroversiellt vid tolkningen Siple/Mauna Loa kurvan bör man känna till några okontroversiella basfakta rörande omsättningen av kol och koldioxid i naturen. Nedanför visas vilka de väsentligaste delarna av den globala kolcykeln så som den enligt IPCC tedde sig under 1990 talet:

Kolcykelns huvuddrag
Kolcykelns huvuddrag

Bild1. Kolcykelns huvuddrag. Kolreservoarernas storlek anges i GiC, utbytes- hastigheterna i GtC/år. (Källa: IPCC, 2007)

Reservoarer av förnyelsebart kol återfinns huvudsakligen i

  • Atmosfären, i form av koldioxid
  • Hydrosfären (hav, sjöar och åar), i form av koldioxid, kolsyra och kolsyrasalter
  • Biosfären (organismer och mull), i form av fotosyntetiserade kolföreningar

Reservoarernas storlek i giga ton kol (GtC) anges inom rektanglarna i bilden. De dubbelriktade pilarna mellan reservoarerna av förnyelsebart kol markerar att det ständigt pågår ett utbyte av koldioxid mellan dessa reservoarer. Talen vid pilarna anger den ungefärliga hastigheten av utbytet i GtC per år. Den snabbaste omsättningen av luftens koldioxid sker i biosfären.

Nästan en femtedel av atmosfärens totala mängd koldioxid förbrukas varje år av växter och andra organismer som livnär sig på fotosyntes. Detta koldioxidupptag är även livsviktigt för djur och mikroorganismer, eftersom dessa ytterst nyttjar växter eller växtprodukter som föda.

Huvudparten av den koldioxid som tas upp från luften genom fotosyntes återbördas inom loppet av några dygn eller år till atmosfären genom biokemiska förbränningsprocesser, skogsbränder, och eldning med
biobränslen.

Beträffande Hydrosfären bör man veta att koldioxid är långt mera vattenlöslig än andra luftgaser. Det har sin förklaring i att koldioxiden inte bara löses rent fysikaliskt, utan även reagerar kemiskt med vatten. Därvid bildas det kolsyra, som
sedan reagerar vidare med baser i vattnet och ger upphov till salterna bikarbonat (kallad Vätekarbonat av kemister) och karbonat:

En vattenlösning som befinner sig i kontakt med luftens koldioxid innehåller därför såväl fri koldioxid som omvandlingsprodukterna kolsyra, bikarbonat och karbonat.

Uppgiften i Bild1 om Hydrosfärens innehåll av kol hänför sig till
summan av dessa fyra molekylslag. För enkelhets skull låter jag alla fyra gå under samlingsnamnet koldioxid.
Koldioxidens vattenlöslighet medför att det uppstår ett flöde av koldioxid från luften till Hydrosfären. Processen är reversibel, så att det även föreligger ett motflöde av koldioxid från Hydrosfären till luften.

De två flödena är nästan lika stora och uppgår ungefär till tre fjärdedelar av Koldioxidutbytet mellan atmosfären och biosfären. Årligen omsätts därför cirka en tredjedel koldioxid genom utbyten med biosfären och Hydrosfären. IPCC anser att dessa utbyten i stort sett varit i jämvikt i förindustriell tid, så att de naturliga koldioxidutsläppen till atmosfären balanserats av Hydrosfären.

I jordskorpan finns dessutom fossila reservoarer av kol och kolföreningar i form av fossila bränslen och kalciumkarbonat (kalksten, krita, marmor, m.m.). Dessa av atmosfärens Koldioxidupptag i biosfären och reservoarer fylls på i så långsam takt att de kan betraktas som icke-förnyelsebara

Däremot avtappas de fortlöpande på kol genom vårt nyttjande av fossila bränslen och genom vår cement- tillverkning från kalksten. I Bild1 har endast reservoaren av fossila bränslen tagits med. Den enkelriktade pilen från denna reservoar markerar de Antropogena utsläppen av fossil koldioxid till atmosfären och inkluderar utsläppen från cement- tillverkning.

Utsläppen av fossil koldioxid har åstadkommit en störning av den förmodade förindustriella jämvikten genom att kontinuerligt tillföra atmosfären ett överskott av koldioxid. Detta har startat en så kallad Elaxationsprocess,dvs. reaktionsflöden som strävar efter att återställa jämvikten.

Bruttoutbytet av koldioxid mellan atmosfär och biosfär respektive hydrosfär har inte förblivit balanserat, utan det har uppstått ett nettoupptag av luftens koldioxidöverskott i så kallade sänkor

Därmed kommer vi fram till en kontroversiell fråga. Vad händer med utsläppen av fossil koldioxid efter det att de hamnat i atmosfären?

Detta kommer jag fortsätta skriva om i mitt nästa blogginlägg… stay tuned.

Lämna en kommentar

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.