Sommige mensen beweren dat de bezorgdheid over de opwarming van de aarde een modern fenomeen is. En dat wetenschappers en milieuactivisten deze zorgen hebben uitgevonden om het bewustzijn van de toenemende broeikasgassen door de verbranding van fossiele brandstoffen te vergroten.

Waarom maken we ons ineens zoveel zorgen over kooldioxide (CO2) terwijl er nog maar een paar decennia geleden sprake was van een nieuwe ijstijd?

In dezelfde adem, ze kunnen zich ook afvragen hoe veranderingen in de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer het klimaat op aarde echt kunnen veranderen.

De atmosfeer bevat immers relatief weinig CO2 in vergelijking met andere gassen. Bijvoorbeeld, er is veel meer waterdamp, wat ook een belangrijk broeikasgas is. Dus, hoe kan een kleine hoeveelheid CO2 zo belangrijk zijn?

Laten we eens kijken naar deze vragen.

Het broeikaseffect werd meer dan 100 jaar geleden ontdekt

In 1896, de wereldberoemde Zweedse wetenschapper en Nobelprijswinnaar Svante Arrhenius (1859-1927), beschreven hoe CO2 het klimaat beïnvloedt. Hij suggereerde dat toenemende uitstoot van CO2 door de verbranding van fossiele brandstoffen zou kunnen leiden tot een opwarming van de aarde - het zogenaamde broeikaseffect.

In de daaropvolgende decennia, onderzoek naar broeikasgassen voortgezet. Maar pas in 1938 liet Guy Callendar voor het eerst zien hoe de temperatuur op aarde al toenam.

Callendar werd geboren in 1898, slechts twee jaar nadat Arrhenius zijn werk over CO2 voor het eerst publiceerde. Hij was ingenieur van beroep maar was ook gefascineerd door de sfeer, en hij wijdde zijn vrije tijd aan het bestuderen ervan. Hij mat de concentratie van gassen, de structuur van de atmosfeer, hoe atmosferische stromingen zich rond de planeet bewogen, en de invloed van de zonnestralen op verschillende breedtegraden.

En het was dit werk dat leidde tot 's werelds eerste klimaatmodel.

Zijn model was erg primitief in vergelijking met de gevestigde modellen die tegenwoordig door meteorologen en klimaatwetenschappers worden gebruikt om het weer en het klimaat te voorspellen. Maar het vormde de basis waarop alle moderne studies van klimaatwetenschap zich sindsdien hebben ontwikkeld.

Zijn werk culmineerde in deze studie uit 1938, waaruit bleek dat de mens al genoeg CO2 in de atmosfeer had uitgestoten om de gemiddelde temperatuur op aarde te verhogen en dat de aarde reageerde:in de afgelopen 50 jaar, de gemiddelde temperatuur was inderdaad gestegen volgens het door Arrhenius voorgestelde broeikaseffect.

Callendar's hypothese wordt geaccepteerde theorie

De hypothese van Callendar werd aanvankelijk niet bijzonder serieus genomen door sommige andere wetenschappers:hij was geen meteoroloog en op dat moment waren er gewoon niet genoeg gegevens om deze hypothese te testen. Maar hij vervolgde, onverschrokken.

Hij verzamelde massa's nieuwe gegevens, en tegen de tijd dat hij in 1964 stierf, had zijn werk wijdverbreide wetenschappelijke acceptatie gekregen.

Na een hoorzitting van het congres in de Amerikaanse Senaat in 1988, de rol van broeikasgassen, en in het bijzonder die van CO2, bij het aansturen van de mondiale temperatuur werd algemeen erkend, en het aantal tegenstanders van de theorie slonk.

Waarom is CO2 zo'n belangrijk broeikasgas?

Tussen ijstijden, De atmosfeer van de aarde bevat doorgaans ongeveer 0,03 procent CO2. Vandaag, het is ongeveer 0,04 procent, of 410 delen per miljoen zoals het vaak wordt genoemd. Maar dit is nog steeds een oneindig klein aantal.

Dus hoe kan CO2 zo'n grote impact hebben op het klimaat?

Het licht van de zon bevat een breed spectrum aan licht:ultraviolet, infrarood, magnetrons, Radio golven, zichtbaar licht, enzovoort. Ongeveer de helft van het licht dat de aarde bereikt, wordt gereflecteerd door wolken of geabsorbeerd door de atmosfeer.

De rest bereikt het aardoppervlak en wordt opgenomen door het land, zee, en planten, het oppervlak opwarmen. Als de aarde opwarmt, het straalt infrarood licht (warmte) uit, die wordt teruggekaatst naar de aarde, gevangen in de atmosfeer. Dit is het broeikaseffect in een notendop.

Het broeikaseffect treedt op omdat de atmosfeer van de aarde een deel van de warmte vasthoudt die anders in de ruimte verloren zou gaan. Zonder broeikasgassen zoals CO2, de sfeer kon dit niet vasthouden, en de aarde zou snel in een bevroren bol veranderen.

Kooldioxide:een broeikasgas in een klasse apart

De huidige samenstelling van broeikasgassen (CO2, maar ook methaan, waterdamp, en enkele andere) houdt de gemiddelde temperatuur van de aarde op een comfortabele 15 graden Celsius. Zonder hen zou het een erg koude ca. -18 graden.

Het broeikaseffect werkt als een thermostaat, maar vandaag is het op het scherp van de snede, de wereld warm houden, maar niet te warm.

Meer dan 95 procent van de atmosfeer van de aarde bestaat uit stikstof en zuurstof, geen van beide kan infrarood licht absorberen en zijn zeer arme broeikasgassen. Een ander belangrijk onderdeel van de atmosfeer is waterdamp, dat is een zeer effectief broeikasgas en absorbeert het grootste deel van het infrarode licht dat door het aardoppervlak wordt weerkaatst.

Waterdamp speelt een grote rol bij het warm genoeg houden van de aarde om hier te kunnen leven. Maar gelukkig, het neemt niet alle infraroodstraling op en een deel ervan glijdt door en de ruimte in.

Als dit niet het geval was, en het absorbeerde alle infraroodstraling, de aarde zou snel te warm worden om leven te ondersteunen. Maar Callendar ontdekte dat CO2 deze 'gaten' sluit en een groot deel van de infraroodstraling opvangt die waterdamp laat ontsnappen.

Dus, hoe meer CO2 er in de atmosfeer zit, hoe meer van deze lacunes worden gedicht. En ook al vormt CO2 zo'n klein deel van de hele atmosfeer, het heeft een ongelooflijk belangrijke rol in hoe het warmte reguleert en, daarom, het klimaat. In aanvulling, CO2 gaat lang mee in de atmosfeer in vergelijking met veel andere broeikasgassen, waardoor het nog krachtiger wordt.

Is de opwarming van de aarde een nieuwe rage?

Onderzoek naar broeikasgassen en hun invloed op ons klimaat is geen nieuwe rage. Het heeft wortels die teruggaan tot de ontdekkingen van de kwantummechanica en de structuur van het atoom.

Net als alle andere takken van wetenschap, hypothesen zijn geleidelijk ontwikkeld en verfijnd naarmate nieuwe gegevens en kennis beschikbaar komen. En een meer gedetailleerd begrip van hoe het klimaat werkt en wat het beïnvloedt, is tevoorschijn gekomen.

Het meest recente onderzoek geeft aan dat de door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde al in de eerste helft van de 19e eeuw plaatsvond, dat is veel eerder dan Callender had gedacht.

Dit betekent niet dat Callendar het bij het verkeerde eind had, alleen dat hij geen toegang had tot zoveel soorten gegevens die we tegenwoordig hebben.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan ScienceNordic, de vertrouwde bron voor Engelstalig wetenschappelijk nieuws uit de Scandinavische landen. Lees hier het originele verhaal.