Kovács Ferenc

Meddig és mit bányásszunk?

A globális felmelegedés okairól

A globális felmelegedés kérdései, a klímaváltozásokat befolyásoló légköri gázok szerepe, azok származása már egy évszázaddal ezelőtt is foglalkoztatta a tudományos kutatókat. Most a szokásos hivatkozásoknál bővebb terjedelemben S. Arrhenius tanulmányából (1896) idézek megállapításokat. Ezek jelentős része teljesen megegyezik napjaink tudományos nézeteivel, és olyan területekre is felhívják a figyelmet (pl. kőzetek képződése és mállása), amelyek napjainkban kisebb publicitást kapnak, ugyanakkor a légkör CO₂ tartalmát jelentősebb mértékben befolyásolják, mint bármelyik emberi (ipari) tényező.

Arrhenius elsődlegesen azt vizsgálta, hogy a földi hőmérséklet alakulásában milyen szerepe van a légköri gázok abszorpciójának, és megállapította, hogy nem a levegő fő tömege, hanem a levegőben kis mennyiségben jelenlevő vízgőz és CO₂ szerepe a döntő. Tyndall szerint legnagyobb hatása a vízgőznek van, Lecher és Pernter a szén-dioxidnak tulajdonítottak nagyobb szerepet.

Alapvető megállapítása Arrheniusnak, hogy a Föld és a légkör termikus egyensúlyban van, a Föld annyi hőt veszít az űrbe és a légkörbe jutó sugárzás útján, mint amennyit a Nap sugaraiból felvesz.

Modellszámítások alapján olyan eredményre jutott, hogy a levegő CO₂ tartalmának csökkenése relatíve nagyobb mértékű hőmérsékletcsökkenést okoz, mint a CO₂ tartalom növekedése a levegőhőmérséklet emelkedésben. A CO₂ mennyiségének mértani haladvány szerinti növekedése számtani haladvány szerint emeli a levegő hőmérsékletét.

Vizsgálatai szerint a harmadkorban a sarki övezetekben a hőmérséklet 8-9°C-kal volt magasabb a mainál, az akkori vegetáció a mainál sokkal magasabb hőmérsékletekhez alkalmazkodott. A jégkorszak idején viszont a mai civilizált világ területeit Olaszországig, a Kaukázusig és Szíriáig jég borította a mainál 4-5^oC-al alacsonyabb globális hőmérséklet következtében.

A CO₂ jelenlétét és szerepét vizsgálva Arrhenius a következőket állapítja meg. A földfelszíni és felszín közeli karbonátos kőzetekben megkötött CO₂ mennyiségéhez képest a levegőben megkötött CO₂ mennyiség elhanyagolható. Az üledékes (karbonátos, meszes) kőzetekben megkötött CO₂ mennyisége 25 ezerszer nagyobb, mint a levegő CO₂ tartalma. A levegőbe jutó CO₂ az alábbi folyamatok eredménye: vulkánikus kigőzölgések, szénsavtartalmú meteoritok elégése a felső légkörben, karbonátok bomlása, kőzetekbe mechanikusan bezárt CO₂ felszabadulása, szerves anyagok felbomlása és elégése. Földtani jellegű CO₂ fogyasztóként a szilikátok bomlása során történő karbonátképződést jelöli meg.

A szerves anyagok bomlása, elégetése során keletkező CO₂ mennyiséget becsülve megállapítja, hogy az évi 500 millió tonna szén elégetése során (1890-es évek) keletkező CO₂ a levegő CO₂ tartalmának ezredrészét képezi. Ez a mennyiség a földgolyóra számítva 0,003 mm (3 mikrométer) mészkőréteg CO₂ tartalmát teszi ki. A 19. század végi szén-dioxid-egyenleggel számolva úgy gondolja a szerző, hogy az ipari CO₂ kibocsátás a szilikátok mállása, elbomlása miatti szén-dioxid-fogyasztást pótolja.

A légköri hőmérsékletváltozás, a globális felmelegedés kérdésében a mai nézetek közül Mészáros Ernő meghatározását tekinthetjük mértékadónak. A Föld-légkör rendszer teljes sugárzási egyenlege nullával egyenlő (alapvető sugárforrás a Nap). Ez az egyensúly akkor is fennmarad, ha a rendszer belső állapota megváltozik. Ezért a nagyobb üvegházhatású légköri gázmennyiség (CO₂, H₂O, CH₄) esetén nem a kimenő energia, hanem a légkör hőmérséklete módosul, azaz a levegő melegebb lesz. Ez a módosulás az egész légkörre kiterjed, ezért a földfelszín felmelegedése globális mértékű lehet.

Elemzésünk további részét illetően fontos megállapítása Mészáros Ernő akadémikusnak az is, hogy: "A jelenlegi [az utóbbi egy évszázadra vonatkozó, K. F.] melegedés mértéke azonban nem éri el az 1°C-ot, vagyis nem nagyobb, mint amely a múltban emberi hatások nélkül is előfordult"; továbbá hogy: "Egyrészt lehetséges, hogy hibás az alapfeltevésünk, amely szerint a hőmérséklet az üvegházhatású gázok mennyiségének növekedése miatt emelkedik, hiszen pl. a szén-dioxid a levegőben akkor is dúsult, amikor a hőmérséklet nem változott."

A Földre érkező sugárzási energiát meghatározó tényezők

A Földet érő sugárzás alapvető forrása a Nap, a Földet érő napsugár mennyiségét és felszíni eloszlását a Föld Naphoz viszonyított pályájának változása döntő módon meghatározza. A földtudomány jeles művelői szerint ez a változás lehet alapvető okozója a globális lehűlésnek és felmelegedésnek, illetve a jégtakaró előrenyomulásának vagy visszahúzódásának. Ez az elmélet már az 1800-as években megszületett, Milutin Milankovics 1920-ban tette közzé, majd az összegyűjtött adatok (megfigyelések és mérések) kiértékelése alapján az 1970-es évektől általánossá vált. Közbevetőleg jegyzem meg, hogy Bacsák György (1870-1970) az 1930-as években Milankovics elméletét bizonyos mértékben "kiigazította", 85 klímaváltozáson és ezeken belül négyféle klímatípuson alapuló jégkorszaki kalendáriumot szerkesztett.

A 19. század végére visszatérve De Marchi álláspontját idézem, aki szerint "az enyhe időszakok és jeges korszakok fellépése" a következő természeti hatások következménye. A Föld világűrbeli helyének hőmérséklete, a Nap sugárzása a Földre, a földtengely dőlése az ekliptikához képest, a sarkok helyzete a Föld felszínén, a földpálya alakja és különösen annak excentricitása, a kontinensek és a tengelyek alakja és kiterjedése, a Föld felületének borítottsága (vegetáció), a tenger és a légáramlatok iránya, a napéjegyenlőségek helyzete. Ezeket a hatásokat kiegészíti azzal, hogy a légkör "átlátszóságának" is jelentős szerepe van a hőmérsékletváltozásokban, a levegő átlátszóságát ugyanakkor főleg a légkör víztartalma határozza meg.

Az M. Milankovics által rögzített elv alapján a globális felmelegedést és lehűlést, illetve a
jégtakaró terjedését vagy csökkenését elsősorban meghatározó - a napsugárzást számítható mértékben befolyásoló - három paraméter a következő: (20. ábra)

• a Föld-pálya excentricitásának változása;
• a Föld tengelyszögének változása;
• a Föld forgástengelyének mozgása (precesszió).

20. ábra

A Földpálya tengelyszögének dőlése az ekliptika síkjához jelenleg 23,5 fok, a dőlés 21,6 és 24,5 fok között változik, a változás periódusideje kb. 41 ezer év. A forgástengely szögének változása magasabb szélességi körökön nagyobb, az alacsonyabb szélességen kisebb hatással van a besugárzás változására. A pálya dőlésszög-változásának hatása szorosan kapcsolódik a precesszió hatásához, e két tényező együttes hatása a magasabb szélességi körökön eléri a 15%-ot.

A precesszió (napéjegyenlőség) hatása a Föld tengelyének rotációs mozgása miatt jelentkezik. Ez a hatás önmagában nem jelentős, a földi naptávol, illetve napközel változás miatt azonban felerősödik. A precessziónak egy kb. 19 ezer éves és egy kb. 23 ezer éves periódusa van, általában 22 ezer évvel számolnak.

A precesszió és a pályadőlés változásának hatása együttesen kb. 15%-os, ami a globális hőmérséklet alakulásánál jelentős tényező.