Koolstofdioxide (CO₂): het belangrijkste molecuul voor klimaatverandering
CO2, of koolstofdioxide, is een veelvoorkomend molecuul in de lucht. Het kan op verschillende manieren in de lucht terecht komen, bijvoorbeeld bij de verbranding van fossiele brandstoffen. De toename van CO2 uitstoot zorgt voor een versterkt broeikaseffect en is daarmee een belangrijke oorzaak van klimaatverandering.
Verbranding
Bij de verbranding van brandstoffen worden losse koolstofatomen (C) uit hun meestal lange ketens losgebroken door twee zuurstofatomen (O), om samen een nieuwe verbinding te maken: C + O2 = CO2. Bij dit proces komt energie vrij.
CO2-concentratie
Omdat CO2 zo'n klein molecuul is, is het onder normale omstandigheden altijd een gas. Daarom bevindt het grootste deel van de CO2 zich in de atmosfeer, terwijl een kleiner deel oplost in water. Deze verhouding ligt min of meer vast. Als de CO2-concentratie in de lucht toeneemt, nemen ook de oceanen meer CO2 op.
De afgelopen tienduizend jaar was de CO2-concentratie in de atmosfeer min of meer constant. Dat houdt in dat de natuurlijke CO2-emissie (door rotting en bosbranden) ongeveer even groot was als de natuurlijke CO2-opslag (door bossen en bijvoorbeeld plankton).
CO2 is een zogeheten broeikasgas. Dat betekent dat het de uitstraling van warmte door de aarde tegengaat. De CO2-concentratie in de atmosfeer werkt als een deken. Dankzij deze concentratie was de temperatuur op aarde gemiddeld 15 graden boven nul in plaats van 15 graden onder nul.
Concentratie stijgt door CO2-uitstoot
De afgelopen 150 jaar is de uitstoot van CO2 echter sterk gestegen. Dat komt vooral doordat wij als mensheid fossiele brandstoffen zijn gaan verbranden en grootschalig bossen kappen. Daardoor is tegenwoordig het natuurlijke evenwicht, de zogeheten koolstofkringloop, verstoord.
In de jaren vijftig van de vorige eeuw ontstond het vermoeden dat de mens de deken van CO2 dikker maakte en daardoor het klimaat op aarde warmer zou maken.
Charles Keeling is vanaf 1958 de CO2-concentratie in de atmosfeer gaan meten. In 1985 kon hij bewijzen dat deze toenam en dat de mens dus het klimaat op aarde veranderde. De grafiek van de CO2-concentratie heet daarom de Keeling-curve.
De huidige concentratie is vergelijkbaar met die van 3 miljoen jaar geleden en 5 miljoen jaar geleden. De zeespiegel was in die tijd 10 – 20 meter hoger dan nu.
Dit is de staat van het klimaat
In dit artikel lees je alles over de staat van klimaatverandering volgens de wetenschap.
De natuurlijke balans wordt verstoord
De verstoring van de natuurlijke koolstofkringloop komt doordat de mens grote hoeveelheden fossiele koolstof uit diepe aardlagen (aardolie, aardgas, steenkool) omhoog haalt. Wij gebruiken fossiele brandstoffen om fabrieken te laten draaien, voor transport met auto’s, boten en vliegtuigen, voor verwarming van onze huizen en om voedsel te produceren. Het omhakken van bos gebeurt vooral om er landbouwgrond van te maken. Er is vandaag de dag dus meer uitstoot van CO2 en er zijn minder bossen om die uitstoot weer op te nemen.
Hierdoor worden grote hoeveelheden CO2 nieuw gevormd en stijgt de CO2-concentratie van de atmosfeer en van de oceanen. Beide processen hebben grote gevolgen: CO2 is namelijk een zogeheten broeikasgas. Dat betekent dat het de uitstraling van warmte door de aarde tegengaat. Toename van de CO2-concentratie zorgt daarmee voor het versterkte broeikaseffect en ligt daarmee aan de basis van de klimaatverandering.
CO2 beïnvloedt het klimaat
Om klimaatverandering tegen te gaan moeten we stoppen met het huidige gebruik van fossiele brandstoffen. Dit kan door energiebesparing en door over te stappen op duurzame energie. Zolang er nog niet voldoende duurzame energie is, hoeven we niet helemaal te stoppen, we kunnen fossiele brandstoffen ook inzetten in combinatie met technieken die CO2 afvangen en opslaan.
