Lífið byggir á fínu jafnvægi milli orku inn og orku út. En að hita heiminn um 1.2 ℃ með gróðurhúsalofttegundum þýðir að við höfum fest óvenju mikið af aukaorku í jarðkerfinu.
Okkur líður nú þegar eins og að búa á suðrænni eyju á mörgum svæðum á plánetunni okkar. Ef loftslagið heldur áfram að hlýna verður þetta alvarlegt vandamál fyrir okkur öll. Mynd af Raimond Klavins í gegnum Unsplash
Frá 18. öld hafa menn tekið jarðefnaeldsneyti úr öruggri geymslu djúpt neðanjarðar og brennt það til að framleiða rafmagn eða knýja vélar.
Við höfum nú breytt kolum, olíu og gasi í meira en tvær billjónir tonna af koltvísýringi og öðrum Gróðurhúsalofttegundir og bætti þeim við andrúmsloftið.
Núverandi niðurstaða? Meðalhiti á yfirborði plánetunnar er um 1.2 ℃ heitari en á tímum fyrir iðnbyltingu. Það er vegna þess að bæta við nýju kolefni til náttúrulegrar kolefnishringrásar heimsins hefur valdið ójafnvægi í magni orku sem fer inn og út úr jarðkerfinu.
Til að hita alla plánetuna þarf óvenju mikið af aukaorku. Nýlegar rannsóknir sýnir að við höfum bætt orku 25 milljarða kjarnorkusprengja við jarðkerfið á aðeins síðustu 50 árum.
Milljarðar kjarnorkusprengja til að framleiða 1.2 ℃ hita - hvað svo? Það virðist lítið, miðað við hversu mikið hitastig er breytilegt á hverjum degi. (The heimurinnMeðalhiti á yfirborði á 20. öld var 13.9 ℃.)
En næstum öll þessi orka hingað til hefur verið tekin upp af hafinu. Það er engin furða að við sjáum hröð hlýnun í höfunum okkar.
Gulllokkasvæðið
Merkúríus er sú reikistjarna sem er næst sólu. Það verður heitt, við meðalhita 167 ℃. En það er ekkert andrúmsloft. Þess vegna er önnur pláneta, Venus, Er heitasta í sólkerfinu, að meðaltali 464 ℃. Það er vegna lofthjúps sem er miklu þykkari en jarðar, þéttur í koltvísýringi. Venus gæti einu sinni hafa haft fljótandi höf. En þá áttu sér stað gróðurhúsaáhrif á flótta sem fanndu sannarlega gífurlegt magn af hita.
Ein ástæða fyrir því að við erum á lífi er sú að plánetan okkar snýst um Goldilocks svæði, bara rétt fjarlægð frá sólinni til að vera ekki of heitt og ekki of kalt. Lítið af innri hita jarðar berst í gegnum kuldaskorpuna þar sem við búum. Það gerir okkur háð annarri hitagjafa - sólinni.
Þegar ljós og hiti sólar lendir á jörðinni, frásogast sumt við yfirborðið og annað endurkastast út í geiminn. Við sjáum hluta af orkunni sem sólin gefur frá sér vegna þess að sólin er heit og heitari hlutir gefa frá sér geislun í sýnilega hluta rafsegulrófsins.
Vegna þess að jörðin er miklu kaldari en sólin er geislunin sem hún gefur frá sér ósýnileg, á löngum innrauðum bylgjulengdum. Mikið af þessari orku fer út í geiminn - en ekki öll. Sumar lofttegundir í lofthjúpnum okkar eru mjög áhrifaríkar við að gleypa orku á þeim bylgjulengdum sem jörðin gefur frá sér. Þessar gróðurhúsalofttegundir eiga sér stað náttúrulega í lofthjúpi jarðar og halda jörðinni nógu heitt til að vera byggilegt. Það er annað Goldilocks svæði.
Og svo er það þriðja gulllokasvæðið: nýleg saga. Öll siðmenning mannsins hefur orðið til á óvenju mildum 10,000 árum eftir síðustu ísöld, þegar loftslagið hefur ekki verið of heitt og ekki of kalt víða um heim.
En núna erum við í mjög raunverulegri hættu á að ýta okkur út fyrir hinar þægilegu loftslagsaðstæður sem gerðu mönnum kleift að stækka, búa til búskap, byggja borgir og skapa.
Orkuþétt eldsneyti sem gerði iðnaðarmenningu mögulega kemur með gífurlegan sting í skottið. Brenndu núna, borgaðu seinna. Nú hefur frumvarpið komið í ljós.
Hvernig vitum við að þetta er raunverulegt? Gervihnettir mæla hraðann sem yfirborð jarðar geislar frá sér hita. Á hverri stundu, þúsundir Argo vélmenni fljóta dotta höfin okkar. Þeir eyða næstum öllu lífi sínu neðansjávar, mæla hita og yfirborð til að senda gögn. Og við getum mælt sjávarborð með sjávarföllum og gervihnöttum. Við getum athugað mælingarnar á milli allra þriggja aðferðanna.
Loftslagsbreytingar: meiri orka kemur inn en fer út
Gróðurhúsalofttegundir eru öflugar. Þú þarft aðeins lítinn styrk til að fá mikil áhrif.
Við höfum þegar aukið magn koltvísýrings í andrúmsloftinu um 50% og bætt við töluverðu magni af metani og nituroxíði líka. Þetta er að ýta lífviðhaldandi gróðurhúsaáhrifum okkar úr jafnvægi.
Í nýlegri Nám bendir til þess að orkuójafnvægi jafngildir því að fanga um það bil 380 zettajoule af aukahita frá 1971–2020. (Tímabilið milli 1971 og dagsins í dag reikninga fyrir um 60% af allri losun).
Eitt zettajoule er 1,000,000,000,000,000,000,000 joule - mjög stór tala!
Little Boy, kjarnorkusprengjan sem eyðilagði Hiroshima, framleiddi orku sem áætlað er að nemi 15,000,000,000,000 joule. Þetta þýðir að áhrif losunar gróðurhúsalofttegunda mannkynsins á þessu 50 ára tímabili til 2020 eru um 25 milljarða sinnum meiri en orkan sem Hiroshima kjarnorkusprengjan gefur frá sér.
Ef við höfum fest svona mikinn aukahita, hvar er hann þá?
Hingað til hefur næstum hvert joule af aukaorku - um 90% - farið í hafið okkar, sérstaklega efsti kílómetri af vatni. Vatn er frábær hitaupptaka. Það þarf mikla orku til að hita það en hita það sem við höfum. Heitari höf eru stór þáttur í bleikingu kóralla og hækkun sjávarborðs.
Það tekur langan tíma að ná svona miklum hita í hafið og þegar hann er kominn þar hverfur hann ekki. Það er kannski ekki framkvæmanlegt að snúa hlýnun jarðar algjörlega við. Bara til að stöðva hitastigið hærra þýðir að leiðrétta ójafnvægið og lækka CO2 magn niður í 280 ppm fyrir iðnbyltingu.
Ef við náum núlllosun gróðurhúsalofttegunda munum við líklega stöðva frekari hlýnun jarðar og styrkur koltvísýrings fer hægt og rólega að lækka.
Raunhæft þýðir þetta hröð, stórfelld minnkun losunar og notkun kolefnisfanga til að bæta upp losunina sem við getum ekki útrýmt.
Til að ganga lengra og kæla plánetuna aftur niður í átt að loftslagi fyrir iðnbyltingu þyrfti nettó neikvæða losun, sem þýðir að við þyrftum að draga enn meira kolefni aftur út úr andrúmsloftinu en nokkur langvarandi losun.
Því miður erum við ekki þarna ennþá. Losun gróðurhúsalofttegunda af mannavöldum er kl nálægt methæðum. En hrein orkuframleiðsla er að hraða. Þetta ár gæti verið í fyrsta skipti sem losun frá orku byrjar að minnka.
Við erum í kapphlaupi og það er eins mikið í húfi og hægt er – að tryggja lífvænlegt loftslag fyrir börnin okkar og náttúruna.
