Vývoj koncentrace CO₂ v atmosféře

Jak číst tento graf?

• Koncentrace uvádíme v jednotkách ppm.
• V posledních 800 000 letech se koncentrace CO₂ pohybovaly v rozsahu 170–300 ppm a kolísání odpovídalo střídání dob ledových a meziledových (pro srovnání: první nálezy Homo sapiens mají stáří přibližně 300 000 let).
• Během posledních 2 000 let byly koncentrace CO₂ až do roku 1750 stabilně v rozmezí 275–280 ppm.

• Od průmyslové revoluce, tedy přibližně od roku 1750, koncentrace CO₂ rychle rostou a dosahují vyšších hodnot než kdykoliv za poledních 800 000 let. Průměrné tempo růstu se navíc také zrychluje: v letech 1750–1949 koncentrace CO₂ rostla o 2,1 ppm za dekádu, v letech 1950–1999 bylo tempo růstu 11,8 ppm za dekádu a v letech 2000–2020 koncentrace CO₂ rostla tempem 21,8 ppm za dekádu. V květnu 2022 dosáhly koncentrace CO₂ na Mauna Loa dosud nejvyšší hodnoty 421 ppm.
• Koncentrace CO₂ v průběhu roku kolísá o přibližně 5 ppm, maximum nastává na jaře, minimum na podzim. Toto kolísání podrobně zobrazuje graf Cykly koncentrací CO₂ a O₂ v atmosféře (tzv. Keelingova křivka).
• Jednotka ppm znamená parts per million, tedy označuje počet částic v jednom milionu, podobně jako procento [%], tedy per cent znamená počet ve stovce a promile [‰] označuje počet v tisíci. Koncentrace 400 ppm znamená, že v jednom milionu molekul vzduchu je 400 molekul oxidu uhličitého, co odpovídá 0,4 ‰ nebo 0,04 %.

Jak se měří historické koncentrace CO₂?

• Vzorky ledu z hloubkových ledovcových vrtů (až 3 800 m) obsahují velmi starý led (až 800 000 let). Fyzikální vlastnosti tohoto ledu vypovídají o podmínkách v dobách, kdy led zamrzl. Z množství isotopů kyslíku a vodíku lze určit tehdejší průměrnou teplotu planety, z bublinek zachycených v ledu lze určit složení tehdejšího vzduchu.
• Starší data (800 000 let před současností–1957) pocházejí z projektu EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica), konkrétně z vrtů „Dome C“, které sahají do hloubky 3 190 m a odpovídající stáří ledu je 798 000 let (data EPICA).
• V roce 2016 byly v Antarktidě objeveny ledovcové oblasti se stářím ledu okolo 2 miliónů let. Koncentrace CO₂ v bublinkách takto starého ledu se pohybovaly v rozmezí 200–280 ppm. Viz článek z časopisu Nature.
• Od roku 1958 se měří přímo koncentrace CO₂ ve vzduchu na Mauna Loa na Havaji, jako součást „Scripps CO₂ program“. Pro každý rok zobrazujeme maximální měsíční průměrnou koncentraci (což je typicky květnová průměrná koncentrace).
• Časovou hustotu údajů o koncentraci CO₂ v atmosféře za posledních 800 000 let ukazuje animovaná vizualizace NOAA.
• Koncentrace CO₂ přesahující 400 ppm byly na planetě naposledy před asi 4 milióny let, přičemž na začátku třetihor před 50 milióny let přesahovaly koncentrace CO₂ i hodnoty 1500 ppm. Z této doby už samozřejmě nemáme bublinky zachycené v ledu, ale hodnoty koncentrací lze vypočítat z isotopových stop mořských sedimentů.^{1 2}

Jak víme, že nárůst koncentrací CO₂ je důsledkem spalování fosilních paliv?

Důkazů, že nárůst koncentrací CO₂ je způsoben spalováním fosilních paliv je několik:

• Lidstvo ročně spálí asi 8 miliard tun uhlí, 5 miliard tun ropy a asi 3 miliardy tun zemního plynu. Nárůst koncentrací CO₂ v atmosféře odpovídá těmto množstvím (po započtení pohlcení části CO₂ v oceánech). Kdyby chtěl někdo tvrdit, že koncentrace CO₂ rostou z jiného důvodu, musel by přesvědčivě vysvětlit, kam se „ztratí“ emise ze spalování tak velkého množství fosilních paliv.
• Nárůst koncentrací CO₂ je doprovázen poklesem koncentrací O₂, který přesně odpovídá směšovacím poměrům při spalování fosilních paliv (po započtení pohlcení části CO₂ v oceánech) – tedy jde o další důkaz, že za zvyšování koncentrací CO₂ může právě spalování.
• Různé zdroje oxidu uhličitého mají různé isotopové složení. Uhlík obsažený v uhlí a ropě neobsahuje žádné isotopy ¹⁴C a sníženou koncentraci ¹³C. Oxid uhličitý vydechovaný rostlinami má nižší koncentraci ¹³C než oxid uhličitý, který vychází z oceánu. Oxid uhličitý v atmosféře je smíchaný z těchto zdrojů a jeho podrobnou analýzou lze zjistit, že současné narůstající koncentrace CO₂ přesně odpovídají množství spalovaných fosilních paliv. Více o isotopech uhlíku v atmosféře najdete na webu NOAA Earth System Research Laboratory.

Zdroje a další odkazy