Paha perintö

 

Jos ilmastotieteen Grand Old Man eli James Hansen sanoo, että Chicagon yliopiston geofysiikan professorin David Archerin kirja ”The Long Thaw – How Humans are Changing the Next 100 000 Years of Earth’s Climate” (Pitkä sulaminen – kuinka ihmiskunta muuttaa maapallon ilmaston seuraavaksi 100 000 vuodeksi) on paras kirja, jonka hän on lukenut hiilidioksidista ja ilmaston muutoksesta”, on kirja todella syytä lukea.

 David Archer kirjansa esipuheessa:

Ilmaston lämpeneminen saattaa olla ihmiskunnan pitkäaikaisin perintö. Fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidipäästöt ilmakehään säilyvät kauemmin kuin Stonehenge, kauemmin kuin aikakapselit, kauemmin kuin ydinjäte, paljon kauemmin kuin ihmisten sivilisaatiot tähän mennessä. Jokaisesta polttamastamme hiilidioksiditonnista jää hiilidioksidia ilmakehään. Neljännes tuosta tonnista eli 250 kg vaikuttaa ilmastoon vielä tuhannenkin vuoden päästä eli 3000-luvun alussa. Ja tämä on vasta alkua.

”Pitkä sulaminen” jakautuu kolmeen osaan. Ensimmäinen osa käsittelee nykyisyyttä eli 20. vuosisataa ja aikaa vuoteen 2100 asti. Toinen osa nostaa menneisyydestä sellaisia tekijöitä, jotka saattavat vaikuttaa ilmastoon myös tulevaisuudessa. Kirjan kolmannessa osassa pohditaan, millaiselta syvän tulevaisuuden ilmasto voi näyttää.

Ilmastokeskustelu rajoittuu usein pelkästään juuri lähimpien parin sadan vuoden tarkasteluun. Archerin kirja ”The Long Thaw” on tästä tärkeä poikkeus. Archer laajentaa ilmastonäkökulmaa miljoonien vuosien päähän menneisyyteen ja ennen kaikkea satojen tuhansien vuosien päähän tulevaisuuteen. Archerin selkeä esitystyyli ja perusasioiden oivaltava läpikäyminen tekee kirjasta helposti luettavan sellaisillekin, jotka eivät tiedä ilmastonmuutoksesta ja hiilidioksidin osuudesta siihen vielä mitään. Toisaalta kirja antaa asiaa tuntevillekin paljon uutta pohdittavaa ihmisen kyvystä muuttaa maapallon tulevaisuutta.

Olemme poimineet kustakin luvusta joitakin mielenkiintoisia tiedonmurusia kaikille jaettavaksi. Toivottavasti nämä muruset eivät kuitenkaan estä ketään lukemasta itse kirjaa, vaan päinvastoin nimenomaan innostavat kirjan perusteelliseen läpikäymiseen.

Luku 2. Olemme nähneet sen omin silmin

• Melkein puolet odotetusta lämpenemisestä pelkästään tällä hiilidioksiditasolla on vielä tapahtumatta (s. 34).
• Ilmastomallit eivät osaa kovinkaan hyvin kuvata pohjoisten merijäiden sulamista (s. 36).

Luku 3. Ennuste tulevalle vuosisadalle

• Todelliset muinaiset kuivuuskaudet ovat olleet äärevämpiä kuin mallien niille antamat kuivuudet (s. 47).

Luku 4. Vuosituhantiset ilmastosyklit

• Pieni jääkausi voidaan selittää auringon vähäisemmällä säteilyteholla ja keskiajan lämpöoptimi auringon suuremmalla säteilyteholla (s. 60).
• Vaikka pieni jääkausi ja keskiajan lämpöoptimi olisivat osa ilmaston 1500-vuotista sykliä, se ei todista, että kasvihuonekaasut eivät aiheuta lämpenemistä. Keskiajan lämpöoptimin ”paluu” voi entisestään pahentaa lämpenemistä (s. 62).
• Enemmän kuin puolet Grönlannin lämpötilanmuutoksesta, kun siirryttiin jäätiköitymisvaiheesta interglasiaaliin, tapahtui vain muutamassa vuodessa (s. 65).
• Dansgaard-Oeschgerin (D-O) ja Heinrichin tapahtumien eli jäätikköjen yhtäkkisten sulamisten mekanismit ovat tuntemattomia. Näin ollen on mahdotonta ennustaa, voisiko Grönlannin mannerjäätikkö tehdä ”Heinrichit” tulevaisuudessa (s. 67).
• D-O:n ja H:n tanssi on näyttänyt tapahtuneen ilman selvää muutosta säteilypakotteessa (s. 67).
• Jäätiköitymisvaiheen lämpötilan jojoilu voisi selittyä merijään suuremmalla laajuudella interglasiaaliin verrattuna (s. 67).
• Meri ja jää eivät ole pelkästään passiivisia reagoijia, vaan joissakin olosuhteissa ne voivat määrätä ilmaston suunnan (s. 68).
• IPCC:n ennuste vuodelle 2100 on toiveikas, eikä siihen ei ole sisällytetty epämiellyttäviä yllätyksiä. Niitä voi tulla (s. 68).

Luku 5. Jääkausisyklit

• Hiilidioksidi ja jäätiköt ovat kytkeytyneet toisiinsa syy- ja seurausketjun kautta, jossa molemmat vaikuttavat toisiinsa (s. 77).

Luku 6. Geologisen mittakaavan ilmastosyklit

• Paleoseeni-Eoseeni ajan lämpömaksimin (PETM) aikana 55 miljoonaa vuotta sitten ilmakehään vapautui arviolta 5000 Gt hiiltä eli suunnilleen saman verran kuin maapallon hiilidioksidivarannot ovat nyt (s. 87).
• Päästön kestoa ei tunneta kovinkaan hyvin. Se on voinut kestää muutama sata vuotta tai jopa 10 000 vuotta. Fossiilisten polttoaineiden aikakausi on ohi parissa vuosisadassa (s. 88).
• Kun PETM alkoi, merien lämpötila oli 4 °C lämpimämpi kuin nykyisin. PETM:n aikana meret lämpenivät lisää 5-8 °C (s. 88).
• Hiilidioksidipitoisuus laski PETM:iä edeltävälle tasolle 140 000 vuodessa (s. 89).

7. Nykyisyys menneisyyden sylissä

• Jo tapahtunut ilmastonmuutos on verrattavissa pieneen jääkauteen ja keskiajan lämpöoptimiin. Paikallisesti vaikutukset ovat voineet olla suuria, mutta globaalit muutokset ovat olleet suhteellisen vähäisiä (s. 91).
• Jos sen sijaan poltamme kaiken hiilen, ilmasto tulee olemaan lämpimämpi kuin miljooniin vuosiin. Muutos saattaa olla suurempi kuin liitu-tertiäärikauden vaihtumisen aikana, jolloin dinosaurusten 150 miljoonaa vuotta kestänyt aikakausi päättyi (s. 92).
• Vuodelle 2100 ennustettua lämpenemistä 3-5 °C voisi verrata 5-6 °C:een muutokseen jääkaudesta interglasiaaliin (s. 94).
• Juuri nyt kun ihmiskunta on muutenkin kuluttamassa enemmän luonnonvaroja kuin mitä kestävä taso on, on huono hetki muuttaa ilmastoa (s. 94).
• Ihmisellä on eläinlajina oma lämpötilaoptiminsa. Jos järjestäisimme äänestyksen lämpimämmän ja viileämmän maapallon välillä, kumpihan kanta voittaisi? (s. 95).
• IPCC:n käyttämien ennusteiden mukaan maapallon keskilämpötilan nousu sekä muutokset sadannassa ja merenpinnan tason nousussa ovat aika tasaisia. Todellisuudessa muutokset ovat olleet yleensä äkillisiä (s. 95).

Luku 8. Fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidin kohtalo

• Näkyvää hiiltä (biomassaa) on 500 Gt, jo ilmaan päästettyä 300 Gt, maaperässä 2000 Gt ja fossiilisena hiilenä 5000 Gt (s. 103).
• Hiilidioksidi sitoutuu paremmin kylmään veteen. Nämä alueet kattavat vain 2-3 % maapallon pinta-alasta (s. 109).
• Meret sitovat 2 Gt hiiltä joka vuosi. Periaatteessa jos lopetamme hiilidioksidipäästöt tänään, kestää noin 100 vuotta kunnes hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä on palautunut luonnolliseen arvoonsa. Mutta hiilidioksidin sitoutuminen muuttaa meriveden kemiaa siten, että meri pystyy ottamaan vastaan nykyistä vähemmän hiilidioksidia (s. 110).

Luku 9. Merten happamoittaminen

• Kalkkikuorelliset levät (Coccolithophores) ovat merkittävässä asemassa hiilen kierrossa. Niiden kalkkikuoret muodostavat mm. merkittävän osan merenpohjassa olevista kalkkikuorista (CaCO3) (s. 118).
• CaCO3:n tuotanto on sata kertaa hitaampaa kuin hiilidioksidipäästöt. Hiilenkiertomallit osoittavat, että kestää 2000–10 000 vuotta neutraloida ihmisen päästämä hiilidioksidi (s. 121).
• Menneiden ilmastojen hiilidioksidipitoisuus on muuttunut hitaasti, antaen merille aikaa neutraloida siihen sitoutunut hiilidioksidi (s. 122).
• Nykymenolla (kokonaispäästö 1000–2000 Gt vuoteen 2100 mennessä) maapallo pysyy 3 °C lämpimämpänä tuhat vuotta. ”Poltetaan kaikki” menolla (kokonaispäästö 4000–5000 Gt) maapallo pysyy 3 °C lämpimämpänä 10 000 vuotta. Grönlannin jäätikkö sulaa kun ilmasto on 3 °C lämpimämpi kuin esiteollisena aikana (s. 123).
• Suurin osa hiilidioksidista liukenee mereen muutamassa vuosisadassa. 15–30% jää ilmakehään. Tämä osuus sitoutuu meriin 2000–10 000 vuoden kuluessa kun merien kemia palautuu ja pystyy jälleen ottamaan vastaan lopun hiilidioksidista. 10% hiilidioksidista säilyy ilmakehässä kuitenkin satoja tuhansia vuosia (s. 123).
• Ihmisen päästämän hiilidioksidin aiheuttama happamuusmyrsky on mahdollisesti kovempi kuin koskaan ennen mukaan lukien PETM, jolloin monet kalkkikuorelliset eliöt ajautuivat sukupuuttoon (s. 124).

Luku 10. Hiilidioksidikierron palautejärjestelmät

• Sen sijaan, että hiilen kierto vaimentaisi ilmastonmuutosta, se voi voimistaa sitä. Hiilidioksidi lisää lämpenemistä, mutta lämpeneminen voi myös lisätä ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta (s. 125).
• Merenpohjassa on tuhansia gigatonneja hiiltä metaanina. Jos vain 10 % siitä vapautuisi ilmakehään, hiilidioksidipitoisuus kymmenkertaistuisi. Syvät meret lämpenevät kuitenkin vuosisatojen aikajänteellä (s. 131).
• Metaaniklatraattien määrä ikiroudassa tunnetaan huonosti. Määrä vaihtelee 10:stä 400 Gt:iin. (s. 134).
• Jos ilmasto kuitenkin lämpenee paljon, metaani todennäköisesti vapautuu ilmakehään ja tuplaa fossiilisten polttoaineiden aiheuttaman lämpenemisen (s. 136).

Luku 11. Kaukaisen tulevaisuuden merenpinta

• 120 000 vuotta sitten eli edellisen interglasiaalin aikana meren pinta oli 4-6 m korkeammalla kuin nykyisin. Lämpötila oli sama kuin nykyisin eli noin 1 °C lämpimämpi kuin esihistoriallisena aikana (s. 138).
• Plioseeniajalla ennen nykyisen jääkausiajan alkua 3 miljoonaa vuotta sitten pohjoisnapa oli jäätön ja meri oli 20–25 m korkeammalla kuin nykyisin. Myös Etelämantereen jääpeite oli pienempi. Maapallon keskilämpötila oli tuolloin arviolta 2 °C lämpimämpi kuin esihistoriallisen aikana (s. 138).
• Eoseeniajan lämpötila oli 4-5 °C lämpimämpi ja merenpinta oli 70 m korkeammalla kuin nykyisin (s. 139).
• IPCC:n ennuste merenpinnan nousulle vuoteen 2100 mennessä on +0,5 m. Menneisyyden ilmasto ja merenpinnantaso kuitenkin indikoi, että 3 °C lämpenemisellä merenpinta nousee kaikkiaan 50 m. Koska hiilidioksidi säilyy ilmakehässä kauan, aikaa merenpinnan nousulle on runsaasti vuoden 2100 jälkeenkin. Ennuste vuodelle 2100 on näin ollen vain merenpinnan nousun ”jäävuoren huippu” (s. 140).
• Veden lämpölaajeneminen 3 °C:een lämpenemisessä aiheuttaa ”vain” 1.5 m nousun. Lopusta vastaa maan päällä olevien jäätikköjen sulaminen. Ilmastohistoria osoittaa, että jää pystyy sulamaan tavalla, jota edes jäätikkötutkijat eivät osaa toistaiseksi ennustaa (s. 141).
• Jos Grönlannin mannerjäätikkö aloittaa Heinrichin manööverin, tapahtumaa on mahdotonta pysäyttää (s. 142).
• Nykyisissä ilmastomalleissa jäätikön pinnalla tapahtuvat muutokset välittyvät hitaasti jäätikön pohjalle. Todellisessa Grönlannin jäätikössä muutokset välittyvät vain muutamassa kuukaudessa – ilman 1000 vuoden viivettä (s. 143).

Luku 12. Maapallon kiertorata, hiilidioksidi ja seuraava jääkausi

• Kiertoratamallien mukaan näyttää siltä, että seuraava jäätiköityminen voisi alkaa aikaisintaan 50 000 vuoden kuluttua. Maapallo oli viimeksi tässä vaiheessa 400 000 vuotta sitten. Silloinkin interglasiaali kesti 50 000 vuotta (s. 153).
• Jos jatkamme nykyisellä kasvu-uralla ja poltamme 2000 Gt hiiltä, näyttää siltä, että vältämme jäätiköitymisen myös 50 000 vuoden jälkeen aina 130 000 vuoden päähän. Tällöin edessä on seuraava kylmenemisen aloittava pohjoisen pallonpuoliskon viileän kesän vaihe. Jos koko hiilidioksidivaranto eli 5000 Gt poltetaan, jäätiköityminen voi lykkääntyä 500 000 vuotta (s. 156).
• Lämpenemisen haitat ovat selviä, eikä seuraava jääkausi muutenkaan näytä vaanivan aivan oven takana. Seuraava jääkausi ei myöskään pelasta meitä lämpenemiseltä (s. 157).

Jälkikirjoitus: hiilidioksidiekonomiaa ja -etiikkaa

• Jos rajoitamme lämpötilan nousun 2 °C:een ja hiilidioksidipitoisuuden 420 ppm:ään kokonaisemissiona tämä on 600 Gt. Me olemme päästäneet ilmaan jo 300 Gt ja loppu 300 Gt vastaa jäljellä olevaa öljyä ja kaasua. Käytännössä maapallon tulevan ilmaston määrää se, mitä teemme hiilelle (s. 162).
• Jos haluamme stabiloida hiilidioksidipitoisuuden 420 ppm:ään vuoteen 2050 mennessä, päästövähennykset kehittyneille maille ovat 80 % – USA:lle, Kanadalle ja Australialle 90 % (s. 163).
• 80 %:n päästövähennys voisi koostua 15 viipaleesta, joista kukin vastaisi 1 Gt/vuosi (s. 164).
• Autojen tehokkuuden lisääminen olisi yksi viipale, 50-kertainen lisäys tuulivoimassa olisi yksi jne. (s. 165).
• Hiilidioksidin eristäminen ei ole järkevää. Jos vuosittainen vuotomäärä on 0,1 %, kaikki hiilidioksidi leviää ilmakehään 1000 vuoden aikana. Hiilidioksidipitoisuuspiikki kyllä alenee, mutta hiilidioksidipäästöillä olisi edelleen hyvin pitkällinen vaikutus ilmastoon. Sama pätee hiilidioksidin dumppauksessa meren syvänteisiin (s. 167).
• Rikkiviilennyksen pitäisi jatkua keskeytyksettä tuhansia vuosia (s. 169).
• Jos hiilidioksidi on tarkoitus kerätä pois ilmakehästä, on typerää päästää sitä sinne alun perinkään (s. 170).
• Kysymyksen ei ehkä pitäisikään olla taloudellinen, vaan eettinen. Mikä on väärin, on yksinkertaisesti väärin (s. 172).
• Yksi gallonallinen polttoainetta vapauttaa poltettaessa 2500 kcal ”hyvää” energiaa. ¾-osaa sen hiilidioksidipäästöstä häviää kierrosta muutamassa vuosisadassa, mutta ¼-osa hiilidioksidista säilyy kierrossa tuhansia vuosia pidättäen auringon energiaa kiertonsa aikana 40 miljoonaa kertaa enemmän kuin mitä alkuperäisessä gallonassa oli energiaa. Kaikkiaan maapalloa lämmittää tästä johtuen siis 100 000 000 000 kcal tarpeetonta ja haitallista energiaa (s. 174).

 

Ja lopuksi David Archerin loppukaneetti: 

Tuon polttoainegallonallisen valtava, maailmoja muuttava potentiaali on ottanut ilmasto-ohjakset pois luonnon tasapainottavilta palautejärjestelmiltä ja antanut ne meille ihmisille. Käyttäkäämme näitä uusia voimiamme viisaasti.

Tässä vielä Archerin luentoja ilmastoasioista. Tiedostot ovat melko suuria, joten ne kannattaa ladata omalle koneelle ennen katselua.

http://geoflop.uchicago.edu/forecast/docs/lectures.html

Kiitokset Arille, Tuomakselle, Jarille ja muille kommentoinneille!