Broeikasgassen zijn gassen in de atmosfeer van de aarde die warmte vasthouden. Ze laten zonlicht ongehinderd de atmosfeer binnendringen, maar voorkomen dat een deel van de hitte die de aarde anders de ruimte in zou stralen, ontsnapt. Dit proces wordt vaak het broeikaseffect genoemd en is van cruciaal belang om de temperatuur op aarde binnen een bereik te houden dat geschikt is voor leven. Menselijke activiteiten, met name de verbranding van fossiele brandstoffen en ontbossing, hebben de concentraties van deze gassen echter aanzienlijk verhoogd, wat heeft geleid tot een grotere opwarming en heeft bijgedragen aan de klimaatverandering.
- Kooldioxide (CO2):
- Natuurlijke bronnen: Ademhaling, vulkanische activiteit, verval van organisch materiaal.
- Menselijke activiteiten: Verbranding van fossiele brandstoffen (steenkool, olie en aardgas), ontbossing.
- Methaan (CH4):
- Natuurlijke bronnen: Wetlands, termieten, oceanen, bosbranden.
- Menselijke activiteiten: Vertering van vee, rijstvelden, mijnbouw, olie- en gaswinning.
- Lachgas (N2O):
- Natuurlijke bronnen: Bodembacteriën, oceanen.
- Menselijke activiteiten: Landbouw- en industriële activiteiten, verbranding van fossiele brandstoffen.
- Waterdamp (H2O):
- Natuurlijke bronnen: Verdamping uit oceanen, meren en rivieren.
- Menselijke activiteiten: Hoewel menselijke activiteiten niet direct waterdamp uitstoten, kunnen ze de waterdampniveaus in de atmosfeer beïnvloeden via activiteiten die andere broeikasgassen beïnvloeden.
- Ozon (O3):
- Stratosferische ozon: Werkt als een natuurlijk broeikasgas door te voorkomen dat een deel van de schadelijke ultraviolette (UV) straling van de zon het aardoppervlak bereikt.
- Troposferische ozon: Een door de mens veroorzaakte broeikasgas en luchtverontreinigende stof, gevormd door de reactie van stikstofoxiden (NOx) en vluchtige organische stoffen (VOS) in de aanwezigheid van zonlicht.
- Chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's), chloorfluorkoolwaterstoffen (HCFK's), fluorkoolwaterstoffen (HFK's):
- Door mensen gemaakte gassen: Historisch gebruikt in koeling, airconditioning en drijfgassen in spuitbussen.
- Impact: Hoewel ze zijn uitgefaseerd vanwege hun rol bij de aantasting van de ozonlaag, zijn het krachtige broeikasgassen.
Het versterkte broeikaseffect als gevolg van verhoogde concentraties van deze gassen is een belangrijke oorzaak van de hedendaagse klimaatverandering. Het leidt tot de opwarming van de aarde, verschuivingen in weerpatronen, stijgende zeespiegels en andere veranderingen in het milieu. Het monitoren en beperken van de uitstoot van broeikasgassen zijn cruciale componenten van de inspanningen om de klimaatverandering aan te pakken en de duurzaamheid van het milieu te bevorderen.
Broeikasgassen in de geologische geschiedenis
De geschiedenis van broeikasgassen in het geologische archief van de aarde biedt waardevolle inzichten in het klimaat van de planeet gedurende miljoenen jaren. Hier is een overzicht van belangrijke perioden en gebeurtenissen met betrekking tot broeikasgassen in de geologische geschiedenis:
- Archeïsche Eon (4.0 – 2.5 miljard jaar geleden):
- De vroege aarde had een atmosfeer die werd gedomineerd door methaan (CH4) en ammoniak (NH3).
- Gebrek aan zuurstof (O2) in de atmosfeer gedurende deze tijd.
- Proterozoïcum Eon (2.5 miljard – 541 miljoen jaar geleden):
- De opkomst van fotosynthetische cyanobacteriën leidde tot de ophoping van zuurstof in de atmosfeer.
- Het zuurstofniveau nam toe, waardoor een zuurstofrijkere atmosfeer ontstond.
- Er zijn aanwijzingen dat er in deze periode episodische methaanuitbarstingen plaatsvinden.
- Paleozoïcum (541 – 252 miljoen jaar geleden):
- Carboonperiode (359 – 299 miljoen jaar geleden): Hoge niveaus van zuurstof in de lucht en uitgebreide plantengroei.
- Vorming van enorme steenkool deposito's door het overvloedige plantmateriaal.
- Late Perm-periode (299 – 252 miljoen jaar geleden): Door enorme vulkanische activiteit zijn mogelijk grote hoeveelheden broeikasgassen vrijgekomen, wat heeft bijgedragen aan het uitsterven van het Perm-Trias.
- Mesozoïcum (252 – 66 miljoen jaar geleden):
- Juraperiode (201 – 145 miljoen jaar geleden): warme temperaturen en hoge CO2-niveaus.
- Krijtperiode (145 – 66 miljoen jaar geleden): aanhoudende warmte; daling van het CO2-niveau tegen het einde.
- Cenozoïcum tijdperk (66 miljoen jaar geleden – heden):
- Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (PETM) (56 miljoen jaar geleden): Snelle opwarming van de aarde, waarschijnlijk veroorzaakt door de uitstoot van grote hoeveelheden kooldioxide.
- Oligoceen tijdperk (33.9 – 23 miljoen jaar geleden): afkoeling en een overgang naar meer ijskelders.
- Mioceen tijdperk (23 – 5.3 miljoen jaar geleden): geleidelijke afkoeling; Uitbreiding van ijskappen in het late Mioceen.
- Kwartaire periode (2.6 miljoen jaar geleden – heden):
- Pleistoceen tijdperk (2.6 miljoen jaar geleden - 11,700 jaar geleden): cycli van glaciale en interglaciale perioden, beïnvloed door variaties in orbitale parameters.
- Holoceen tijdperk (11,700 jaar geleden – heden): Relatief stabiel klimaat, dat de ontwikkeling van menselijke beschavingen mogelijk maakt.
- Antropoceen (voorgesteld geologisch tijdperk):
- Het Antropoceen vertegenwoordigt een nieuw tijdperk dat wordt gekenmerkt door aanzienlijke menselijke invloed op de geologie en ecosystemen van de aarde.
- Snelle toename van de concentraties van broeikasgassen, met name koolstofdioxide, als gevolg van menselijke activiteiten zoals industrialisatie en de verbranding van fossiele brandstoffen.
Het begrijpen van de geologische geschiedenis van broeikasgassen biedt context voor het interpreteren van huidige en toekomstige klimaatveranderingen. Het benadrukt ook de onderlinge verbondenheid van geologische, biologische en atmosferische processen die het klimaat op aarde over enorme tijdschalen bepalen.
