Het Venus syndroom op Aarde?

Het door mensen veroorzaakte broeikaseffect is een kleine stijging van de temperatuur als gevolg van extra CO2 in de atmosfeer. Dit kan problemen geven, maar pas echt gevaarlijk is klimaatverandering die zichzelf versterkt door middel van positieve feedback. Bijvoorbeeld, als het warmer wordt verdampt er meer water uit de oceanen. Meer waterdamp in de atmosfeer betekent een sterker broeikaseffect: water kan effectief de infrarode straling absorberen die de Aarde uitzendt. Deze vastgehouden warmte leidt vervolgens weer tot een hogere temperatuur en dus meer verdamping, etc.

Positieve feedback kan desastreuze gevolgen hebben, maar alleen als er geen sterkere, negatieve feedbacks aanwezig zijn die het effect tenietdoen. Zo’n negatieve feedback is er: als de temperatuur stijgt, gaat de Aarde veel meer infrarode straling uitstralen wat de Aarde weer afkoelt. Slechts een deel van deze straling wordt door waterdamp geabsorbeerd.
Een runaway broeikaseffect ontstaat pas wanneer er zoveel waterdamp in de atmosfeer is dat de positieve feedback sterker wordt dan de negatieve feedback. Hierbij zouden de oceanen droog koken en de temperatuur oplopen tot 1100 graden (bij deze temperatuur zendt de Aarde infrarode straling uit met een wat kortere golflengte, waar waterdamp transparanter is). Een runaway broeikaseffect is nu gelukkig niet aan de orde op onze planeet. Op Venus wel; met haar 460 graden is deze planeet een niet te missen waarschuwing voor de Aarde.

Venus heeft misschien ooit ook oceanen gehad. Deze zijn dan verdampt, en de waterdamp is vervolgens afgebroken door UV straling van de Zon.
Invloed van de mens

Kunnen we door veel CO2 toe te voegen aan de atmosfeer de Aarde zoveel opwarmen dat er wel een runaway broeikas ontstaat? Nee, waarschijnlijk kan dit niet. De reden is dat met zo’n hoge temperatuur en zoveel waterdamp in de atmosfeer, de Aarde meer warmte uitstraalt dan het ontvangt van de Zon. Deze situatie kan niet bereikt worden; de Aarde zou al eerder afkoelen. Niettemin zou de nieuwe evenwichtstemperatuur een stuk hoger liggen dan nu (het gewone broeikaseffect) en allerlei problemen geven, maar het zou nog niet geheel uit de hand lopen.

Althans… er zijn nog enkele onzekere factoren. Als het albedo van de Aarde afneemt, dat wil zeggen dat de Aarde minder zonlicht reflecteert, ontvangt ze meer zonlicht. Als het albedo zou halveren zou er genoeg extra zonlicht ontvangen worden om alle uitgaande straling te compenseren en dus een runaway broeikaseffect mogelijk te maken. Het albedo halveren is echter niet eenvoudig, hiervoor moeten onder andere alle lage wolken verdwijnen. Onze kennis van zulke atmosferen is nog te onzeker om deze mogelijkheid uit sluiten.

Ook al gaan we een runaway broeikas voorlopig ontlopen, een gewoon broeikaseffect is al reden genoeg om zuinig te zijn op onze planeet.
Het verleden

In het verleden zijn er perioden geweest dat we veel meer CO2 in de atmosfeer hadden dan nu, bijvoorbeeld het Krijt (145-65 miljoen jaar geleden), toen er veel vulkanisme was. Toen was het ook zo’n 10 graden warmer dan nu. Kennelijk was zelfs dat niet voldoende om een onomkeerbaar runaway broeikaseffect in gang te zetten, wat geruststellend is.

De toekomst

Naar verwachting zal de Aarde over 2 miljard jaar wel een runaway broeikaseffect krijgen wegens de toenemende helderheid van de Zon, wat komt door de veranderende chemische samenstelling van het binnenste van de Zon. Dit is niet iets om ons druk over te maken; tegen die tijd bestaat de mensheid al lang niet meer in een voor ons herkenbare gedaante.

Oplossingen

Mocht de temperatuur toch uit de hand lopen, dan moeten we zelf ingrijpen. Een effectieve methode om te temperatuur te beperken is het plaatsen van spiegels in de ruimte tussen de Zon en de Aarde, in het eerste Lagrangepunt, zodat de spiegels precies tussen de Aarde en de Zon blijven. Hiermee daalt de hoeveelheid zonlicht de we ontvangen en kunnen we de temperatuur op Aarde controleren.

Een ambitieuzere strategie is om de Aarde in een wijdere baan on de Zon te brengen. Dit klinkt als onhaalbaar gezien de hoge massa van de Aarde. Niettemin, als we een asteroïde in een baan brengen die zowel de Aarde als Jupiter dichtbij passeert, kan dit de Aarde telkens wat versnellen en Jupiter wat afremmen, waarmee de Aarde geleidelijk verder van de Zon af gaat staan. Dit is precies de methode die wordt gebruikt om interplanetaire ruimtesondes te versnellen, de zwaartekrachtsslinger, alleen is het effect op de Aarde bij sondes verwaarloosbaar door hun lage massa

Lennart

www.visionair.nl