Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Oceán – nejlepší přítel člověka

aneb Proč se porouchala uhlíková pumpa?
 |  11. 5. 2006
 |  Vesmír 85, 260, 2006/5

Pokud někdo bez řečí a proklamací dělá něco pro zemské klima, tak to je světový oceán, či lépe řečeno některé jeho poměrně malé části na severní polokouli. Už dávno jsou pryč doby švédského učence Svanta Arrhenia, nositele Nobelovy ceny za rok 1903, který se koncem devadesátých let 19. století tak ošklivě dohadoval – a později rozvedl – se svou ženou, že při nudných výpočtech průměrné zemské teploty trávil až 14 hodin denně. Jeho přítel geolog Gustav Hogböm se jej opakovaně ptal, zda umí vypočítat záhadu ledových dob. Arrhenius v podstatě navazoval na téma, které téměř celé století před ním zpracovával egyptolog a matematik Joseph Fourier (1768–1830). Fouriera zajímalo, jak je možné, že se planeta nepřehřeje, když na ni neustále svítí Slunce. Brzy si uvědomil, že musí existovat nějaká rovnováha mezi energií, kterou Země od Slunce přijímá a kterou odráží nazpět do prostoru. Jeho výpočty však nedávaly smysl, protože ukazovaly, že průměrná teplota Země by měla být –15 °C. Nakonec Fourier usoudil, že jeho výpočty jsou správné, ale že zde musí být „něco“, co sluneční energii udržuje poblíž povrchu Země. Je to sice zvláštní, ale je to tak – výzkum skleníkového jevu má kořeny ještě v doznívajícím baroku.

To „něco“ propočítal právě Arrhenius. Jako první dospěl exaktními metodami k závěru, že Země je teplejší, než by v důsledku působení oxidu uhličitého měla být. Arrhenius vítal průmyslovou revoluci, protože si spočítal, že při dané úrovni spalování fosilních paliv vzroste obsah oxidu uhličitého v atmosféře na dvojnásobek kolem roku 3000 a že výsledné oteplení klimaticky nehostinnému Švédsku spíš pomůže. Arrhenius dokonce spekuloval nad tím, jak celý proces urychlit a zvýšit využívání uhlí. Arrheniův plán však mezitím – a bez udání autora – převzala celá západní a dnes již i východní civilizace s takovým nasazením, že k zdvojnásobení obsahu oxidu uhličitého dojde o 900 let dřív.

Naštěstí tu je oceán. Na každou molekulu oxidu uhličitého, která je v ovzduší, připadá 50 molekul v oceánu. Po letech měření a výpočtů se ukazuje, že oceán představuje největší propad oxidu uhličitého na Zemi. V letech 1800–1994 oceán absorboval 48 % veškerého oxidu uhličitého uvolněného lidmi. Skoro čtvrtinu tohoto množství pohltil severní Atlantik, který zaujímá jen 15 % plochy světového oceánu. Je to způsobeno přítomností velkého množství vápnitých řas, které vážou vzdušný oxid uhličitý do svých schránek. Atlantský oceán však ukládá dalších 20 % oxidu uhličitého z jiného místa. Je jím poměrně malé Severní moře, které v důsledku neobvyklé stratifikace vod a systému proudění přijímá oxid uhličitý, ale pak jej transportuje dál do Atlantiku. Biogeochemici někdy přirovnávají Severní moře k ledvinám planety. Žádná jiná oblast ve světovém oceánu není z hlediska uhlíkového cyklu tak důležitá jako severní část Atlantiku s okrajovým Severním mořem.

Aby uhlíková pumpa vůbec mohla fungovat, musí mít oceán dostatek vápníku. Z dlouhodobého hlediska je zapotřebí, aby tento vápník pocházel ze zvětralých křemičitanů, jako jsou například živce. Pokud by se do roztoku dostával jenom rozpouštěním vápenců, byla by dlouhodobá látková bilance nulová. Schopnost oceánické bioty vytvářet vápnité schránky, a tím Zemi zbavovat oxidu uhličitého, tedy závisí i na přísunu vápníku. Ten se do řek a s nimi do moře dostává ve stále větším množství následkem okyselování prostředí.

Zdálo by se, že je všechno v nejlepším pořádku. Lidé spalují uhlí a používají automobily, což vede přes tvorbu oxidů síry a dusíku k okyselení prostředí, to urychlí vymývání vápníku, a čím víc vápníku je řekami transportováno do moře, tím víc se z atmosféry odbourá oxidu uhličitého, který vznikl při spalování. Látková bilance pro velké řeky nicméně ukazuje, že vápníku je příliš málo, a vzhledem k množství oxidu uhličitého se jej začíná nedostávat. A skutečně bylo pozorováno, že ještě v osmdesátých letech minulého století oceány absorbovaly 1,8 gigatuny uhlíku každý rok, ale o pár let později již jen 1,6 gigatuny.

Kromě určitého nedostatku vápníku se významně uplatňují dva další jevy. Teplejší povrch oceánu přijímá méně oxidu uhličitého. Mořské povrchové vody jsou následkem vyšších obsahů oxidu uhličitého v atmosféře stále kyselejší. Z fyzikálního hlediska to znamená, že se jejich absorbční schopnost snižuje, a z biologického hlediska to může znamenat poškození ekosystému studených povrchových vod severní části Atlantiku a Severního moře. Je tedy pravděpodobné, že oba procesy – antropogenní uvolňování oxidu uhličitého a jeho přirozené odbourávání v oceánu – půjdou v budoucnosti stále více proti sobě. Problém máme nejenom my, ale také spojenci nejvěrnější – vápnité řasy.

Literatura

Flannery T.: The Weather Makers: the history and future impact of climate change, Penguin Books 2006
Lackner K.: Alkalinity Export and Carbon Balance, Science 302, 985, 2003

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Klimatologie

O autorovi

Václav Cílek

RNDr. Václav Cílek (*1955) vystudoval geologii na Přírodovědecké fakultě UK. V Geologickém ústavu AV ČR, v. v. i., v Praze se zabývá zejména geologií kenozoika. Je autorem četných úspěšných knih, např. Krajiny vnitřní a vnější (2002), Makom. Kniha míst (2004), Borgesův svět (2007), Nejistý plamen. Průvodce ropným světem (s Martinem Kašíkem, 2007), Dýchat s ptáky (2008), Podzemní Praha. Jeskyně, doly, štoly, krypty a podzemní pískovny velké Prahy (s fotografy Milanem Korbou a Martinem Majerem, 2008), Orfeus. Kniha podzemních řek (2009). V roce 2009 se stal laureátem Ceny Nadace Dagmar a Václava Havlových VIZE 97.
Cílek Václav

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné