Leif Andersson Henriksbergsvägen 104 136 67 Vendelsö
2015-01-22 - 205-02-17
Den döende planeten
===================
Jorden var en gång en boll av smält järn. När den stelnade bubblade gaser upp
och bildade en atmosfär och slagg flöt upp till ytan och stelnade till en
skorpa som bildade jordytan. Slaggen bestod huvudsakligen av kiseloxid och
atmosfären av koldioxid och ammoniak.
Temperaturen sjönk till ett temperaturområde där kemiska reaktioner baserade
på kolföreningar blev möjliga. Organismer började med hjälp av solljus omvandla
koldioxid till syre och långkedjiga kolföreningar.
Livet på Jorden bildade en kolcykel där växter tar upp koldioxid från luften
och bildar energirika kolföreningar. Kolföreningar som andra organismer kan
oxidera med syre för att få ut energi. Då återförs koldioxid till luften och
kolcykeln sluts. Men det finns ett svinn i kolcykeln.
I karbontidens koldioxidrika atmosfär växte ormbunkar och fräkenväxter till
träd på 40 meter. Skogar av dessa träd multnade ner till stenkolslager. Allt
mer av luftens koldioxid omvandlades till stenkol och syre. Syrehalten steg
högre än idag vilket möjliggjorde jatteinsekter med vingspann på över en halv
meter.
Under trias, jura och krita var koldioxidhalten fortfarande tillräcklig för en
frodig växtlighet där stora dinosaurier kunde beta. I havet använde skaldjur
koldioxid till att bilda karbonatbaserade skal. Skal som sjönk till botten och
band kol i sedimentära bergarter.
Koldioxidhalten i luften fortsatte att minska. Växterna utvecklade metoder att
överleva vid låg koldioxidhalt och lyckades till priset av låg tillväxthastighet
överleva ner till dagens extremt låga nivå. Men det finns naturligtvis en gräns.
En koldioxidbaserad växtlighet kan inte överleva i en koldioxidfri luft. En
teoretisk gräns ligger vid 100 ppm men redan vid 200 ppm dör de flesta av de
växter vi känner idag. Den förindustriella koldioxidhalten var 280 ppm vid
havsytans nivå. Vi ligger farligt nära gränsen.
Om man går uppåt sjunker lufttrycket. Koldioxid är tyngre än syre och kväve
och koldioxidtrycket sjunker därför minst i samma takt som totala lufttrycket.
Går man upp på ett högt berg försvinner all växtlighet när koldioxidtrycket blir
för lågt. Vi har alltså nu ett läge där växtlighet bara kan förekomma på låglänta
delar av Jorden. På Google Earth kan man "åka" omkring på Jorden och se hur
växtligheten försvinner när koldioxidtrycket minskar på hög höjd. Även om en
samvariation inte bevisar ett samband är bilderna tänkvärda.
Solytan är 6000 grader och jordytan 15 grader. Instrålande solljus har alltså
mycket högre färgtemperatur och därmed kortare våglängd än utstrålningen.
Koldioxid, liksom vattenånga, har några absorbtionsband i det våglängdsområde
där utstrålningen ligger. Instrålningen passerar obehindrad men en del av
utstrålningen absorberas vilket höjer temperaturen (växthuseffekten). Så länge
halten koldioxid är hög är atmosfären helt ogenomskinlig för de frekvenser som
motsvarar koldioxidens absorbtionsband. Det spelar då inte någon roll om halten
koldioxid ökar eller minskar, om det är helmörkt kan det inte bli mörkare. Men
när koldioxidhalten börjar bli mycket låg börjar kanterna på absorbtionsbanden
släppa igenom lite strålning. Det är där vi är nu. Trots att solaktiviteten ökat
något har jordytans temperatur sjunkit med drygt 5 grader. Om koldioxidhalten
fortsätter att sjunka kommer koldioxid att ta upp allt mindre av utstrålningen
så att temperaturen sjunker.
Även om en ökning av koldioxidhalten ger en obetydlig temperaturökning kan en
sänkning av koldioxidhalten ge en påtaglig temperatursänkning. Och om
temperaturen sjunker tar haven upp mer koldioxid men framför allt minskar den
helt dominerande växthusgasen, det vill säga vattenånga, i luften. Är
temperaturen tillräckligt låg kan atmosfären börja bli genomskinlig i
vattenångans absorbtionsband. Temperaturen sjunker. Haven fryser till is.
Jorden blir lika död som Månen och Mars.
När växter växer saktare minskar kolcykelns omsättning och därmed också svinnet.
Döendet går långsamt på slutet. Vi är nu inne i den långsamma slutfasen.
I det läget dyker det upp en varelse som uppfinner den koleldade ångmaskinen
och började gräva upp och återföra fossilt kol till atmosfären.
Så länge det finns fossilt kol kvar kan vi kompensera svinnet, både
fossiliseringsvinnet och karbonatiseringsvinnet, genom att förbränna fossilt
kol. När det fossila kolet tar slut måste vi finna något sätt att återföra
karbonater men det blir ett problem för kommande generationer. De skall ju
också ha en uppgift.
Vi återför nu något mer än svinnet vilket har medfört att luftens koldioxidhalt
ökat. Det har medfört att växter börjat växa fortare och kolcykelns svinn ökar.
Om dagens kolåterföring räcker för att ytterligare öka luftens koldioxidhalt
vet vi inte.
Vi behöver nu fnna svar på följande frågor:
Vilken koldioxidhalt i luften är önskvärd?
Hur stort blir svinnet vid önskvärd koldioxidhalt?
Hur utnyttjar vi bäst en höjd koldioxidhalt och den förbränning av fossilt
kol som behövs för att balansera kolcykeln?