Oxid uhličitý mezi nebem a mořem

Oceány jsou obrovské pohlcovače a zásobníky uhlíku. Bez nich by efekty globálního oteplování byly během uplynulých dvou století a v současnosti mnohem zřetelnější. Zdá se však, že se tyto gigantické zásobníky blíží naplnění. K prozkoumání tohoto fenoménu byl otevřen výzkumný program CarboOcean. Voda je pro CO2 stejně jímavá jako vzduch. Když roste jeho koncentrace ve vzduchu, oceány jímají přebytky a pomáhají udržovat rovnováhu. Ale na rozdíl od vzduchu, kde se plyn chová víceméně stejně, v moři působí různé interakce, které souvisí se dvěma principiálně různými mechanismy, a to s fyzikální jímavostí a biologickou jímavostí mořské vody. Fyzikální jímavost je dána prouděním oceánů, které působí jako obrovský tepelný výměník. U pólů se mořská voda ochlazuje, stoupá její slanost, voda houstne a klesá ke dnu oceánů. Tam začíná její cesta při dně oceánů do tropických moří, kde se ohřívá, stoupá k povrchu a vrací se na cestu k pólům. Okruh měří přibližně 80 000 km a molekule vody trvá několik tisíc roků než jej rychlostí několika mm za sekundu celý oběhne. Tento transportní pás je mechanickou pumpou odsávající CO2 z atmosféry. Rozpuštěný uhlík ve vodě je absorbován fytoplanktonem dík fotosyntéze. Fytoplankton je jako základní komponenta v potravním řetězci konzumován ostatními mořskými živočichy. To je princip biologické pumpy. Část oxidu uhličitého se z mořských organismů sice po několika dnech až několika měsících vrátí zpět do atmosféry, ale zhruba desetina této organické hmoty po odumření klesá do hlubších vod. Tam zůstává uhlík uložen tisíce roků a tvoří součást sedimentů mořského dna. Hrozí nebezpečí, že obě pumpy, zejména fyzikální, přestanou fungovat? Tuto otázku si položili badatelé při plánování projektu CarboOcean, který byl zahájen 1. ledna 2005 s finančním příspěvkem Evropské unie 14,5 eur na celkové náklady projektu 20 mil. eur. Badatelé se zaměřili na severní část Atlantiku včetně Arktického oceánu, ale také na Jižní oceán. Dosavadní poznatky naznačují, že fyzikální pumpa nepracuje tak účinně, jak se předpokládalo. Bylo formulováno několik hypotéz o příčinách jejího slábnutí v oblasti Arktidy, ale před zveřejněním definitivních závěrů chtějí badatelé získat více informaci z Jižního oceánu, kde jsou v současné době zkoumány stejné fenomény jako v Arktidě. Již mnoho roků vědci pozorují, že v některých oblastech světa, zejména v Jižním oceánu, ve Východním rovníkovém Pacifiku a v Severním Pacifiku, slábne také biologická pumpa. Přičítá se to nedostatku železa. Experimenty prováděné od roku 1993 potvrzují, že přidáním malého množství železa do mořské vody se zvýší aktivita fytoplanktonu v jímání CO2. Ale podle ředitele srovnávací expedice KEOPS (Kerguelen Ocean and Plateau compared Study) zůstává značný prostor pro pochybnosti. Železo zvyšuje biologickou aktivitu – fotosyntézu v povrchových vodách, avšak zůstává otevřená otázka, kolik uhlíku bude uloženo na dně. Reálný výsledek působení biologické pumpy je především transfer uhlíku do mořských usazenin. Nicméně, pochybnosti vědců nebrání komerčním organizacím aby využily dílčí poznatky vědeckých studií. Například organizace Planktos využila možnosti vydělávat na prodeji povolenek získaných zalesňováním v tradingu emisí skleníkových plynů. Nyní plánuje rozšířit aktivity o přihnojování moří železem, i když jsou vědci velmi skeptičtí k této metodě kvůli neznalosti možných vedlejších nežádoucích efektů na mořské organismy. Poznatky expedice KEOPS potvrzují, že efekty umělého přihnojování železem jsou v mořském ekosystému podstatně odlišné od efektů železa vzniklého v přírodních podmínkách. CO2 + H2O = kyselina uhličitá, a to platí i pro mořskou vodu. Před průmyslovou revolucí bylo PH oceánů 8,16 a dnes je 8,05. PH stupnice vyjadřuje kyselost látky. Neutrální je PH7. Nejkyselejší látka má PH 0, absolutně zásaditá PH 14. Oxid uhličitý zvyšuje kyselost mořské vody. Při dosažení přirozené hranice absorpce mořské vody, což může při současném trendu nastat kolem roku 2100, by dosáhla kyselost mořské vody hodnoty PH 7,60. To by mělo vliv na život mnoha mořských organismů, zejména korýšů s vápníkovou skořápkou. Ty jsou však podstatnou součástí potravního řetězce. Pokud by schopnost oceánů ukládání uhlíku na dně slábla, bylo by nutno revidovat dosavadní scénáře snižování emisí a podstatně přitvrdit při snižování spotřeby energie, hlavního zdroje atmosférického CO2.