3. Ilmastonmuutos - Ongelmat

Mikä aiheuttaa ilmastonmuutosta?

Ihmisen toiminta

Ihminen tuottaa toiminnassaan kasvihuonekaasuja. Autoilussa ja teollisuudessa syntyneet pienhiukkaset, hiilidioksidi sekä dityppioksidit ja mm. kaatopaikkojen tuottama metaani jäävät ilmakehään. Niiden määrän lisääntyessä ne sitovat yhä enemmän maapallolta lähtevää lämpösäteilyä itseensä

Kaksinkertaistuneiden hiilidioksidipitoisuuksien arvioidaan nostavan maapallon keskilämpötilaa 1,5-4,5 asteella. Jos pitoisuudet kasvavat tätäkin enemmän, lämpötila jatkaa kasvamistaan. Päiväntasaajan läheisyydessä alueet lämpenevät vähiten, napojen läheiset alueet eniten.

Teollisuus

Eniten kasvihuonekaasuja pääsee ilmaan fossiilisten polttoaineiden käytön seurauksena. Fossiilisia polttoaineita ovat hiili, öljy ja maakaasu. Niitä käytetään teollisuudessa ja liikenteessä.

Kasvihuonekaasut

Jotkut ilmakehän kaasut päästävät avaruudesta tulevan säteilyn läpi maapallolle, mutta eivät ulosmenevää säteilyä. Näitä kaasuja kutsutaan kasvihuonekaasuiksi. Kaikkein eniten kasvihuoneilmiön voimistumiseen vaikuttaa ilmakehän hiilidioksidi.

Ihmisten aiheuttamia ylimääräisiä kasvihuonekaasuja ovat hiilidioksidi, metaani, CFC-yhdisteet, typpioksiduuli ja otsoni. Yleisin luonnon oma kasvihuonekaasu on vesihöyry.

Fossiilisten polttoaineiden polttaminen lisää ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta. Hiilidioksidia syntyy, kun orgaaninen, hiiltä sisältävä aine, palaa. Myös kotimaiset polttoaineet, kuten turve, puu ja hake muodostavat palaessaan hiilidioksidia. Lisäksi orgaanisen aineen palaessa syntyy vesihöyryä, kuten esimerkiksi maakaasun (metaanin) palaessa.

Metsien hävittäminen vähentää hiilidioksidin sitoutumista kasvillisuuteen. Ennen ihmistä maapallolla oli noin 60 miljoonaa neliökilometria metsää, nykyisin vain 40. Erityisen paljon on tuhottu sademetsiä, joiden hiilidioksidin sitomiskyky on suurin. Myös meret sitovat suuria määriä hiilidioksidia. Hiilidioksidi liukenee helpommin kylmään kuin lämpimään veteen. Tämän takia kasvihuoneilmiön voimistuessa ja merien lämmetessä hiilidioksidia sitoutuu meriin yhä vähemmän.

Hiilidioksidi on myös elintärkeä elämää ylläpitävä kaasu. Sitä esiintyy luonnossa yhtenä ilman aineosana (n. 0,03 %) sekä liuenneena veteen. Kasvit tarvitsevat hiilidioksidia yhteyttämiseen

Ilmastonmuutos kiihdyttää otsonikatoa, sillä ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvaessa alailmakehä lämpenee ja yläilmakehä jäähtyy. Yläilmakehän lämpötilan laskiessa vesihöyry tiivistyy herkemmin. Stratosfäärin kylmissä lämpötiloissa (noin – 80 astetta) syntyvissä jääkidepilvissä tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka johtavat CFC-yhdisteiden kloorin ja halonien bromin vapautumiseen.

Metaani

Ihmisen toiminta vaikuttaa metaanin pitoisuuksiin merkittävästi. Metaani on noin 23 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi. Ilmakehän metaanipitoisuus on nykyään noin 1,75 ppm, ja vuotuinen kasvuvauhti luokkaa puoli prosenttia vuodessa. Metaanin (CH4)pitoisuus on kaksinkertaistunut esiteollisesta ajasta, ja sen eliniäksi ilmakehässä arvioidaan noin 9-15 vuotta. Metaanipäästöistä noin 70 % on ihmisen toiminnan aiheuttamia. Suurimmat lähteet ovat fossiiliset polttoaineet, riisinviljely, nautakarja, kaatopaikat ja jätevedenkäsittely.

Erityisesti pohjoisen pallonpuoliskon merien pohjassa ja Siperian ikiroudassa on arvioitu olevan jopa 80 000 kertaa enemmän polttoaineeksi sopivaa metaanikaasua kuin kaikissa tunnetuissa maakaasuesiintymissä yhteensä. Metaaniklatraatit ovat valkoista huokoista jäätä, jossa vesijään kiderakenne sulkee metaanikaasun sisäänsä. Klatraatteja syntyy arktisilla alueilla nykyäänkin, kun vanhojen kasvien jäännösten maatuessa vapautuu metaania, joka ikiroutakerroksessa sitoutuu vesimolekyyleihin. Tästä syystä metaaniklatraatteja esiintyy todennäköisesti lähes kaikkialla Siperiassa ja muualla pohjoisella tundravyöhykkeellä ja mahdollisesti myös Grönlannin mannerjään alla.

Klatraatti alkaa purkaa metaania, kun Maan keskilämpötila on noussut 5 astetta. Metaani on todella voimakas kasvihuonekaasu, joka voimistaa kasvihuoneilmiötä rajusti ja aiheuttaa maapallolle läkähdyttävän helteen. Teoria väittää, että Siperian jättiläismäiset tulivuorenpurkaukset olisivat purkaneet ilmakehään lämmittävää hiilidioksidia, ehkäpä jopa 40 biljoonaa tonnia, jolloin valtamerien klatraatit olisivat lämmenneeet ja vapauttaneet metaania, joka olisi lämmittänyt rajusti maata.

Todennäköisesti permikausi on päättynyt maan alta tulleeseen vaikutukseen. Siperiassa tiedetään tapahtuneen suunnilleen tuona aikana, noin 245 miljoonaa vuotta sitten, valtavia räjähdysmäisiä tulivuorenpurkauksia. Siperiassa sijaitsevien entisten purkausalueiden koko on lähes Länsi-Euroopan luokkaa. Purkaus vapautti ilmakehään suunnattoman määrän hiilidioksidia, joka voimisti kasvihuoneilmiötä. Kasvihuoneilmiön aiheuttamasta ilmaston lämpenemisestä aiheutui voimakas ketjureaktio, joka muun muassa vapautti merenpohjien metaanihydraatista ilmakehään suunnattomat määrät metaania.

Lämpötila nousee maapallon napa-alueilla jo nyt kaksi kertaa nopeammin kuin maapallolla keskimäärin. Arktisten alueiden lämpeneminen voimistaa ilmastonmuutosta entisestään, sillä jäätiköiden ja lumen sulaessa auringonvaloa heijastuu takaisin avaruuteen yhä vähemmän. Näin ilmastonmuutos alkaa ruokkia itse itseään. Lämpeneminen aiheutta uuden vielä huolestuttavamman ongelman kun maankuoreen varastoitunut metaani vapautuu ikiroudan sulaessa ilmakehään. Kuten edellä kerrottiin, metaani on parikymmentä kertaa vahvempi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi.