kunstbus

Ben jij de slimste mens? Test je kennisniveau op YaGooBle.com.
Dit artikel is 26 01 2018 16:01 voor het laatst bewerkt.

CO2

Koolstofdioxide (CO2) speelt een cruciale rol in onze leefomgeving, met name vanwege de invloed ervan op het broeikaseffect.

Het CO2-gehalte van de lucht is niet altijd constant geweest. In de loop van honderdduizenden jaren zijn er flinke wisselingen geweest. Kijken we naar de laatste tweeduizend jaar, dan blijkt dat er tijdens de middeleeuwen en in de periode daarna tot de 19e eeuw een redelijk evenwicht was tussen de afgifte van CO2 aan de atmosfeer en de opname er weer van door de planeet. Maar vanaf het begin van de 20e eeuw is er een duidelijke toename van het CO2-gehalte van de atmosfeer. Vooral in de laatste decennia van de twintigste eeuw begonnen wetenschappers zich zorgen te maken over die toename. Via allerlei methoden tracht men nu inzicht te verkrijgen in het historisch verloop van het CO2-gehalte, ook over de periode vóórdat er metingen gedaan zijn.

Wetenschappers zijn zich er al heel lang van bewust dat het leven op aarde zoals wij dat kennen alleen mogelijk is dankzij de atmosfeer die zich als een ‘deken’ rondom de aarde bevindt. Door de samenstelling van de atmosfeer blijft de temperatuur op aarde binnen bepaalde grenzen, waardoor het op deze planeet leefbaar is. Deze samenstelling mag dus niet teveel veranderen, ook al vindt er een nogal druk verkeer plaats van allerlei stoffen de atmosfeer in en uit. De vraag is wanneer de samenstelling van de atmosfeer zodanig gewijzigd is, dat wij met onomkeerbare problemen opgezadeld worden.

In de loop van de voorbije 400.000 jaar voor het industriële tijdperk is het CO2-gehalte nooit boven de 300 ppm uitgekomen. In dezelfde periode is de gemiddelde temperatuur regelmatig tot 10 graden onder het huidige niveau geweest, maar nooit erboven. In 1959 was de concentratie 316 ppm (parts per million). Door continue toename werd in 2015 zelfs de grens van 400 ppm overschreden. Verontrustend is ook het feit dat CO2-concentraties steeds sneller stijgen. In de jaren 1970 was de toename gemiddeld 1,28 ppm/jaar. In het huidig decennium stevenen we af op 2,44 ppm/jaar.

De uitstoot van broeikasgassen in de wereld is te groot, vooral in de ontwikkelde landen. Bovendien neemt de wereldwijde CO2-opname door planten af, vanwege de grootschalige houtkap in het tropisch regenwoud. Men neemt aan dat dit zorgt voor een toenemen van het broeikaseffect. Door dit versterkte broeikaseffect neemt de gemiddelde temperatuur op aarde toe. Sinds 1900 is de temperatuur in Nederland meer dan 1 ºC gestegen en mondiaal ongeveer 0,8 ºC. Een daling van de uitstoot van broeikasgassen is gewenst om klimaatverandering te voorkomen. Het koolstofdioxidegehalte van de atmosfeer dreigt tot een duizelingwekkende hoogte te stijgen. Je zou kunnen zeggen dat wij mensen dat wat de aarde in honderden miljoenen jaren heeft vastgelegd aan koolstof - in ondergrondse voorraden als steenkool, gas en olie - in ongeveer 150 jaar weer omzetten tot CO2-gas in de atmosfeer. Dat is vragen om moeilijkheden zou je zeggen. In de hele wereld wordt dan ook gezocht naar oplossingen. Een van de meest voor de hand liggende oplossingen is het terugdringen van het energiegebruik. Maar dat staat op gespannen voet met de economische ontwikkeling. Veelbelovend lijken de diverse opslagmogelijkheden waar men ook in Nederland aan werkt.

Wat is CO2?
De chemie en de biologie van CO2 zijn o.a. van belang voor het megastromenverhaal. De natuurkundige eigenschappen spelen een rol bij opslag en vervoer.

De kringloop waarbij CO2 betrokken is heeft natuurlijk alles te maken met fotosynthese. Via de fotosynthese zijn de C-atomen in organische verbindingen in planten terechtgekomen en via voedselketens vervolgens in dieren. Na hun dood zijn deze organismen deels in de bodem terechtgekomen en in miljoenen jaren in aardolie, aardgas of steenkool omgezet. Deze fossiele brandstoffen gebruiken wij voor verbranding, waarbij weer CO2-gas vrijkomt.

CO2-opslag in zeewater
Wanneer het CO2-gas in het water komt kan het in verschillende stoffen worden omgezet. Welke dat zijn hangt sterk af van de zuurgraad of pH. Wanneer CO2 zich heeft gebonden aan H2O ontstaat er koolzuur of H2CO3. Dit kan vervolgens splitsen in H+ en HCO3- (waterstofcarbonaationen). Een deel hiervan kan weer splitsen in H+ en CO32- (carbonaationen). De opdeling heeft dus plaats d.m.v. twee evenwichten die worden gestuurd door de twee waarden van de zuurconstante Kz (pH = pKz – log([zuur]/[base])).

Verwering van kalk- en silicaatgesteente onttrekt onder invloed van water CO2 aan de atmosfeer. Het daarbij gevormde koolzuur lost op in water en reageert vervolgens met het gesteente:
Ca2+CO32-(s) + CO2(aq) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq)

Bij de huidige warmte en pH van het zeewater zal vorming van waterstofcarbonaationen plaatsvinden! Hetzelfde zien we bij andere mineralen zoals silicaten:
Ca2+SiO32-(s) + H2O(l) + CO2(aq) → Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq) + SiO2(s)

Er kan dus CO2 worden opgenomen, maar ook weer CO2 worden gevormd! Bv bij pH-daling of temperatuurstijging van zeewater:
Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq) → Ca2 + CO32-(s) + CO2(g) + H2O(l)

Dit gebeurt vooral door de kleine zeeorganismen Foraminifera en Haptophyta (kalkalgen), waarvan de uitwendige skeletten na afsterven van de organismen kalksedimenten vormen, en door koralen die uit calciumcarbonaat koraal opbouwen. Boven koraalriffen is de CO2-concentratie dan ook meetbaar hoger dan elders in de oceaan. Geschat wordt dat alle riffen bij elkaar (285.000 km²) 0,64 Gt calciumcarbonaat per jaar vastleggen. Van het daarbij gevormde CO2 komt een deel in de atmosfeer terecht.

De biologie van CO2
Als groene planten in het licht staan, nemen zij CO2 op. Planten zetten, onder invloed van licht, CO2 en water om in koolhydraten en zuurstof. We noemen dit fotosynthese. De CO2 halen de planten uit de lucht. Het groene pigment in de bladeren (chlorofyl) absorbeert de stralingsenergie (het licht). Per jaar wordt er op deze manier – mondiaal gezien – ongeveer 120 Gt C (koolstof) vastgelegd in organische stoffen. (Gt = Gigaton, in dit geval berekend op koolstofbasis.)

Daarnaast heeft er, vooral ’s nachts, ook verbranding plaats en na het afsterven van de planten ook rotting. Hierbij komt mondiaal per jaar ongeveer 116 Gt C vrij. Er is dus sprake van een "gat in de koolstofcyclus". Men neemt aan dat de oorzaak hiervan zich op het vasteland van het noordelijk halfrond bevindt. Er wordt hier op bepaalde plaatsen, buiten verwachting, nog steeds CO2 vastgelegd.

Gas, damp, vloeistof
CO2 komen we normaal gesproken in kleine hoeveelheden in de lucht tegen. Het heeft dan vooral eigenschappen van een gas: het heeft een volume V, oefent een druk p (in Pa) uit en heeft een temperatuur T (in K). Dat deze drie eigenschappen met elkaar samenhangen, zien we in de algemene gaswet pV = nRT, waarin:
 • p = druk in pascal (Pa)
 • V = volume in kubieke meter (m3)
 • n = de hoeveelheid stof in molariteit (mol)
 • R = gasconstante (= 8,31 Jmol-1K-1)
 • T = temperatuur in Kelvin (K).

De luchtdruk zoals we die meten is de som van de partiële drukken, dit zijn de drukken van de afzonderlijke gassen waaruit de lucht bestaat. Droge lucht bestaat uit stikstof, zuurstof, argon en koolstofdioxide. In onderstaande tabel is dit weergegeven:

Gas:Volume in droge lucht:
Stikstof (N2)78,09 %
Zuurstof (O2)20,94 %
Argon (Ar)0,93 %
Koolstofdioxide (CO2)0,04 %

Kritieke temperatuur
CO2 is eigenlijk geen gas, maar een damp. Boven de kritieke temperatuur is een stof bij samenpersen niet meer vloeibaar te maken. We spreken dan van een gas. Onder de kritieke temperatuur is de stof bij samenpersen wel vloeibaar te maken. We spreken dan van een damp. Overigens wordt in het dagelijks leven dit onderscheid minder zorgvuldig gehanteerd. Een "damp" wordt vaak "gas" genoemd.

Zo is de kritieke temperatuur van zuurstof 154 K (= -119 ºC). Zuurstof is bij kamertemperatuur dus echt een gas. In een zuurstoffles zit dus gasvormig zuurstof. De kritieke temperatuur van water is 647 K (= 374 ºC). Bij kamertemperatuur is het dus een damp, waterdamp, dat door samenpersen vloeibaar is te maken.

De kritieke temperatuur van CO2 ligt iets boven kamertemperatuur. Eigenlijk moeten we dus over CO2-damp spreken i.p.v. CO2-gas. CO2 is bij kamertemperatuur vloeibaar te maken. In de brandblusser zit dus CO2-vloeistof samen met CO2-damp.

Superkritische toestand
Boven de kritieke temperatuur spreken we dus over een gas. Echter bevindt het CO2 zich ook nog boven de kritieke druk pc dan krijgt het heel bijzondere eigenschappen. Het onderscheid tussen gas en vloeistof valt weg. We spreken van de superkritische toestand. De stof krijgt dan zowel gas- als vloeistofeigenschappen. Dichtbij het kritieke punt (Tc,pc) zijn de dichtheden van gas en vloeistof even groot.


p-T diagram: druk uitgezet tegen Temperatuur
In de afgesloten cilinder a bevindt zich boven de vloeistof verzadigde damp. Er is evenwicht: er verdwijnen evenveel dampmoleculen door condensatie als er bij komen door verdamping van de vloeistof. De damp is verzadigd en de dampdruk heeft een vaste waarde: de verzadigingsdruk. Deze hangt alleen van de temperatuur af en niet van de hoeveelheid vloeistof. Als we de temperatuur verhogen zullen de moleculen sneller bewegen en zullen er bovendien eventjes meer moleculen verdampen dan condenseren. De verzadigingsdruk neemt toe. In het p-T diagram (10a) zie je hoe de verzadigingsdruk toeneemt met de temperatuur T.
Als alle vloeistof verdampt is voordat de kritieke temperatuur Tc bereikt is, zal verdere temperatuurstijging tot gevolg hebben dat de damp niet meer verzadigd is. De dampdruk p en de temperatuur T voldoen dan aan de algemene gaswet. Is er nog wel voldoende vloeistof dan zal op een gegeven ogenblik de kritieke temperatuur bereikt worden. Er treedt dan een vreemd verschijnsel op: het onderscheid tussen vloeistof en damp verdwijnt. De stof bevindt zich in de superkritische toestand.
Voor water geldt: Tc= 647 K en pc= 22,1.106 Pa = 221 bar.
Voor CO2 geldt: Tc = 304 K en pc = 7,3.106 Pa = 73 bar.

ρ-T diagram: dichtheid uitgezet tegen Temperatuur
In figuur b bevinden de vloeistof en de verzadigde damp zich onder een beweegbare zuiger. De vloeistof heeft een bepaalde dichtheid en de verzadigde damp een andere. Als we bij een vaste temperatuur de zuiger naar beneden bewegen zal er waterdamp condenseren tot er weer evenwicht bereikt is. De verzadigingsdruk van de damp blijft daarbij gelijk. Er is damp en vloeistof. We kunnen de zuiger naar beneden bewegen tot alle waterdamp gecondenseerd is. De zuiger raakt dan het wateroppervlak. Dit is punt B in het ρ-T diagram van figuur 10b. De dichtheid ρ is in B de dichtheid van de vloeistof. Als we de zuiger omhoog bewegen verdampt er steeds meer vloeistof. De damp blijft verzadigd. Als alle vloeistof juist op is, zijn we op punt A in het ρ-T diagram aangeland. De dichtheid ρ is hier de dichtheid van de verzadigde damp. Bij een hogere temperatuur zal de verzadigingsdruk toenemen en dus ook de dampdichtheid, terwijl de dichtheid van de vloeistof door uitzetting minder zal worden. In het diagram laat zich op de onderste tak de dichtheid van de damp aflezen en op de bovenste tak de dichtheid van de vloeistof. Als we de temperatuur nog verder verhogen zullen precies bij de kritieke temperatuur de twee takken samenkomen. De dichtheid van de damp is dan gelijk aan de dichtheid van de vloeistof. Het verschil tussen vloeistof en damp verdwijnt: de stof bevindt zich in de superkritische toestand.

Samenvattend spreken we over:

Een damp, T,de stof is alleen door samenpersen vloeibaar te krijgen.
Een gas, T>Tc; p,de stof is niet door samenpersen vloeibaar te krijgen.
Een superkritische toestand, T>Tc en p>pc, gastoestand en vloeistoftoestand vallen samen.

De ‘normale’ druk, de luchtdruk, wordt veroorzaakt door de gassen boven ons. Die gassen drukken op ons, omdat de zwaartekracht van de aarde ze aantrekt. Diep onder water of onder de grond is de druk veel groter dan de luchtdruk aan het aardoppervlak, tengevolge van het gewicht van de bovenliggende massa’s. Er worden experimenten gedaan om te kijken of je CO2 ondergronds kunt opslaan in bijvoorbeeld oceanen of uitgeputte olie- en gasvelden. Onder dat soort omstandigheden heerst een grote druk en zal CO2 vloeibaar of superkritisch zijn: vloeibaar in de koele oceaan en superkritisch in de onderaardse olie- en gasvelden.

Vast CO2
De fase van CO2 - zijn verschijningsvorm - hangt af van de druk en temperatuur. Onder hoge druk kan de damp condenseren tot een vloeistof. Onder ‘normale’ druk wordt CO2 zelfs meteen vast bij een temperatuur van -79 °C. Dit CO2 in de vorm van een vaste stof wordt ook wel koolzuursneeuw of droogijs genoemd. Bij verwarming sublimeert het, d.w.z. het gaat direct over van de vaste fase in de dampfase zonder eerst vloeibaar te worden.

Oplosbaarheid
De oplosbaarheid van CO2 hangt ook af van de temperatuur. Bij hogere temperaturen neemt de oplosbaarheid van CO2 in water af. Het CO2 lost dan minder goed op. De temperatuur bepaalt dus mede waar het CO2 zich bevindt op aarde: opgelost in de oceanen, of als damp in de atmosfeer. Naarmate de gemiddelde temperatuur op aarde toeneemt, komt er meer CO2 uit het water in de lucht, waardoor het broeikaseffect toeneemt, zodat de temperatuur nog meer stijgt, enz. Dit effect op het klimaat versnelt zichzelf dus (positieve terugkoppeling).

Het gewone broeikaseffect
Wat wij het ‘gewone broeikaseffect’ noemen, is het gevolg van de aanwezigheid van bepaalde gassen in de atmosfeer. Deze gassen zorgen ervoor dat de temperatuur van het aardoppervlak hoger ligt dan op grond van de combinatie van de warmte-instraling van de zon en de interne aardwarmte verwacht kan worden. Zonder het broeikaseffect, als het aardoppervlak alleen zou worden verwarmd door zonlicht en aardwarmte, zou de temperatuur op aarde gemiddeld -18°C zijn. Het broeikaseffect zorgt ervoor dat de temperatuur op aarde in feite gemiddeld +15°C is. Dit ‘gewone’ of ‘natuurlijke broeikaseffect’ is dus van levensbelang!

De naam ‘broeikaseffect’ is afgeleid van het verschijnsel dat in een broeikas (Engels: ‘greenhouse’) een glazen of plastic overkapping de uitstraling van warmte tegenhoudt, en zo de temperatuur in de broeikas laat oplopen.

De temperatuur van het aardoppervlak wordt bepaald door het samenspel van een aantal factoren. De aarde wordt opgewarmd door:
 • straling van de zon die niet direct wordt teruggekaatst
 • aardwarmte.

De aarde koelt af door:
 • uitstraling: infrarode straling van het aardoppervlak naar het heelal

De opwarming door het zonlicht enerzijds en de afname van de warmte door uitstraling anderzijds zijn afhankelijk van o.a.:
 • ijs en sneeuw: verminderen de hoeveelheid geabsorbeerde zonnestraling door weerkaatsing ervan (het albedo-effect)
 • lage en hoge wolken: kaatsen zonlicht terug, maar verhinderen de uitstraling
 • stofdeeltjes (aërosolen): weerkaatsen zichtbaar licht en verminderen zo de opwarming door de zon. Ook wordt het ontstaan van wolken door aërosolen gestimuleerd.

De inkomende straling van de zon bestaat grotendeels uit zichtbaar licht; dit heeft door de kleinere golflengte een grotere energie-inhoud dan de uitstraling. De uitstraling van het aardoppervlak bestaat grotendeels uit infrarode straling, ook wel thermisch infrarood genoemd omdat het een grotere golflengte heeft dan het nabije infrarood dat vlakbij het rode zichtbare licht ligt. Broeikasgassen absorberen nauwelijks inkomende straling van de zon, maar zij absorberen vooral de door het aardoppervlak uitgestraalde infrarode straling en kaatsen deze terug naar het aardoppervlak. Daardoor stijgt de temperatuur op aarde. Dit wordt het ‘versterkte broeikaseffect’ genoemd.

Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van bepaalde stoffen in de dampkring. De belangrijkste hiervan zijn:
• Koolstofdioxide (CO2): CO2 komt vrij bij verbranding van fossiele brandstoffen zoals steenkool, aardolie en (in mindere mate) aardgas. Ook bij bosbranden, door rotting e.d. komt CO2 vrij. En door ontbossing wordt minder CO2 vastgelegd.
 • Methaan (CH4): ontstaat vooral in de landbouw en de veeteelt, tevens komt er veel vrij uit gashydraten die zich in de permafrost bevinden.
 • Distikstofoxide (N2O, lachgas): komt vrij bij verbranding van fossiele brandstof en bij gebruik van mest.
 • Fluorverbindingen: dit zijn stoffen als HKF's, PFK's en SF6. Deze worden gebruikt als vervangers van Cfk’s.
 • Waterdamp. De invloed van de waterdampemissie op het klimaat is vele malen kleiner dan die van koolstofdioxide, ondanks het feit dat waterdamp een sterker broeikasgas is! Dit komt doordat watermoleculen een verblijftijd in de atmosfeer hebben van slechts ca. een week en CO2-moleculen ca. 100 jaar! De waterdamp condenseert snel. Door de stijging van de temperatuur zal de waterdamp wel langer in de atmosfeer blijven, waardoor de invloed ervan groter wordt.

Verder hebben bepaalde stoffen, zoals stikstofoxiden, koolmonoxide en vluchtige organische stoffen, een indirecte invloed op het (versterkte) broeikaseffect.

De meeste van de bovengenoemde stoffen zijn een natuurlijk onderdeel van onze atmosfeer. Maar door menselijke factoren is gedurende de afgelopen twee eeuwen de concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer aanzienlijk toegenomen. De atmosfeer van de aarde bevatte rond 2003 ongeveer 375 ppmv CO2. Vóór het begin van de Industriële Revolutie was dit ongeveer 280 ppmv: een toename van 88 ppmv in 200 jaar, wat een gigantische toename is te noemen. De stijging is veroorzaakt door menselijke invloed, namelijk door het verbranden van fossiele brandstof en het veranderen van de landvegetatie (ontbossing, erosie).

De verbranding van fossiele brandstoffen, zoals steenkool, aardolie en aardgas, heeft veel CO2 op niet-natuurlijke wijze vrijgemaakt. De mens heeft ook gezorgd voor een grote uitstoot van andere broeikasgassen. Sinds 1750 is de hoeveelheid methaan meer dan verdubbeld, de uitstoot van lachgas nam toe met 15%, terwijl de aanwezigheid van Cfk’s in de atmosfeer slechts door menselijk handelen is te verklaren. Er zijn meer vluchtige organische stoffen in de lucht gekomen, en de hoeveelheid ozon in de onderste tien kilometer van de atmosfeer, de troposfeer, is verdubbeld.

De broeikasgassen absorberen allemaal infrarode straling, waardoor de warmte die de aarde terugkaatst, vastgehouden wordt in de atmosfeer. Hoe meer broeikasgassen, des te meer warmte er wordt vastgehouden. Hoe gaat dit op moleculair niveau in zijn werk? De energie van de infrarode straling kan op drie manieren in de gasmoleculen worden vastgelegd: door rotatie, door translatie en door trilling (vibratie). De energie van de opgenomen infrarode straling wordt door de moleculen vertaald in deze drie bewegingsmogelijkheden. Deze beweging "maakt" de temperatuur!

De extra broeikasgassen die door toedoen van de mens in de atmosfeer gekomen zijn, leiden dus tot een extra broeikaseffect: het versterkte broeikaseffect. De industrie draagt het meeste bij aan het broeikaseffect. Bij tal van industriële processen komen broeikasgassen vrij. En de CO2-uitstoot door het gebruik van energie voor allerlei industriële processen is wel de belangrijkste bron van broeikasgas. Een andere belangrijke bron is de cementproductie, waar koolstofdioxide vrijkomt uit gemalen kalksteen.

Lachgas komt vrij bij de productie van salpeterzuur. Cfk’s komen vrij bij de reiniging van elektronica en bij de productie van isolatieschuim, koelvloeistoffen, airco's en brandblusapparatuur.

Ook energieopwekking veroorzaakt een flink deel van de uitstoot van het belangrijkste broeikasgas: koolstofdioxide. De energiesector draagt verder bij aan het broeikaseffect door de uitstoot van methaan. Dat komt vrij bij de winning en de distributie van aardgas. De verbranding van fossiele brandstoffen in het verkeer zorgt niet alleen voor de uitstoot van koolstofdioxide, maar ook van lachgas. Automotoren worden weliswaar steeds efficiënter en schoner, maar het aantal voertuigen en het aantal daarmee verreden kilometers blijven elk jaar stijgen. Verder levert de luchtvaart een aanzienlijke bijdrage aan het broeikaseffect. Het is de meest energieverslindende vervoerswijze. Ook de landbouw en de veeteelt dragen bij aan het broeikaseffect: bij de spijsvertering van herkauwers produceren bacteriën methaan, en methaan komt ook vrij bij de rijstteelt en uit dierlijke mest. De gashydraten in de permafrost zijn al genoemd. Ook huishoudens en bedrijven verbruiken natuurlijk energie voor verwarming, verlichting, koeling, koken, wassen en noem maar op. In de afvalsector ontstaat bij het afbreken van organisch afval onder zuurstofarme omstandigheden methaan. Eén molecuul methaan absorbeert veel meer warmte dan één molecuul koolstofdioxide; daardoor levert een kleine hoeveelheid methaan toch een grote bijdrage aan het broeikaseffect.

CO2-equivalenten van broeikasgassen
Het ene broeikasgas draagt meer bij aan de klimaatverandering dan het andere. Om die verschillende bijdragen met elkaar te kunnen vergelijken, wordt de betekenis van de betreffende stof als broeikasgas weergegeven in CO2- equivalenten. In onderstaande tabel staat achter methaan het getal 23. Dit betekent dat 1 kg methaan een even groot opwarmend vermogen heeft als 23 kg koolstofdioxide (gemeten over 100 jaar). In de tabel staan de omrekeningsfactoren van nog enkele andere broeikasgassen. Ze zijn bepaald door het IPCC:
Koolstofdioxide (CO2)                   1
Methaan (CH4)                            23
Lachgas (N2O)                          296
HFK’s                                        150 – 12.000
PFK’s (vooral CF4 en C2F6)   5.700 – 11.900
Zwavelhexafluoride (SF6)     22.200

Het megastromenverhaal en de koolstofkringloop

Koolstofreservoirs in Pg (petagram) koolstof (1994)

Atmosfeer           750
Het warme oppervlaktewater van de oceanen          620
Het koude oppervlaktewater van de oceanen          350
Biota* in warm oppervlaktewater van de oceanen              2
Biota in koud oppervlaktewater van de oceanen              1
Landbiota          610
Bodem          580
De diepzee     38.000
Sedimentgesteente1.000.000

Koolstofstromen in Pg koolstof per jaar.

Verbranding van fossiele brandstoffen    5
Koolstofdioxide-uitstoot door vulkanen    0,6
Koolstofdioxideopname door koud oppervlaktewater  90
Fotosynthese door mariene biota in het koude oppervlaktewater    8
Ademhaling mariene biota en afbraak dode biota in koude oppervlaktewater  14
Het zinken van dode mariene biota van koud oppervlaktewater naar diepzee    4
Stroming van koud oppervlaktewater naar de diepzee (bij de polen)  96,2
Horizontale stroming van warm water naar koud oppervlaktewater  10
Sedimentatie van calciumcarbonaat op de oceaanbodem    0,6
Ontsnappen van koolstofdioxide uit het warme oppervlaktewater  90
Fotosynthese van mariene biota in het warme oppervlaktewater  32
Ademhaling mariene biota en afbraak dode biota in warme oppervlaktewater   26
Het zinken van dode mariene biota van warm oppervlaktewater naar diepzee    6
Opwaartse stromen van diepzeewater bij evenaar aan randen van continenten105,6
Rivierwater van land naar koude oceaan      0,2
Rivierwater van land naar warme oceaan    0,4
Bosbranden en ontbossing    1,5
Fotosynthese door landbiota110
Ademhaling door landbiota  50
Dierlijk en plantaardig organisch afval in de bodem  60
Ademhaling van micro-organismen in de bodem  59,4

In bovenstaande tabellen zijn de hoeveelheden uitgedrukt in Petagram Koolstof, niet koolstofdioxide (1 Pg = 1.1015 gram; 1Pg = 1 Gt of Gigaton!). (Gegevens naar Siegenthaler en Sarmiento, 1995, Kwon en Schnoor, 1995. Andere onderzoeken komen deels en inmiddels op andere getallen uit. Het betreft extrapolaties en schattingen.)

De jaarlijkse uitwisseling van koolstofdioxide tussen de oceaan en de atmosfeer is gigantisch: deze bedraagt ongeveer 90 Petagram koolstof per jaar. De warme tropische wateren zijn oververzadigd met CO2 ten opzichte van de lucht. Diepe stromen komen aan het oppervlak en geven bij de evenaar de 90 Petagram koolstof, die per jaar wordt uitgewisseld, af. De polaire wateren koelen echter 's winters sterk af (tot wel -1º C of lager), raken daardoor onderverzadigd ten opzichte van de lucht en nemen jaarlijks 90 Pg koolstof op.

Ook levende organismen, zowel in de zee als op het land, wisselen CO2 uit met de atmosfeer. Bij de fotosynthese wordt koolstof vastgelegd in organische verbindingen. Bij de ademhaling (dissimilatie) door alle levende organismen en bij de afbraak van dode organismen komt de koolstof weer vrij als CO2. Al deze stromen vormen samen een kringloop: de koolstofkringloop. Deze is heel lang in evenwicht geweest, waardoor de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer vrijwel constant bleef. Maar sinds de industriële revolutie wordt er door de mens zoveel extra koolstofdioxide de lucht in gejaagd, dat de evenwichten in deze kringloop op een ander punt komen te liggen. Hierdoor neemt de hoeveelheid CO2 in de lucht toe.

Het zonneverhaal
Niet alle wetenschappers schrijven de mondiale temperatuurstijging van de laatste tientallen jaren toe aan de door mensen veroorzaakte stijging van de CO2-concentratie van de atmosfeer. Zij wijzen op natuurlijke oorzaken, met name op de variatie in zonneactiviteit. En de variaties in de temperatuur op aarde zijn volgens het KNMI inderdaad deels in overeenstemming met de variaties in de zonneactiviteit. De stijging in de gemiddelde temperatuur op aarde van de laatste 50 jaar lijkt daarbij te verklaren te zijn uit een combinatie van de zonneactiviteit én het door de mens veroorzaakte klimaateffect.

Creative Commons bronnen:
 • http://betavak-nlt.nl/dmedia/media/site-files/a8381/b502a/75629/13b5f/9fef1/nlt3-v118-CO2-opslag-versie1-3-Mei-2015.pdf - CO2-opslag: Zin of onzin?



Test je competentie op YaGooBle.com.

Pageviews vandaag: 57.