Upload
ruth-moens
View
222
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Mastercourse Mastercourse Google Earth Google Earth en de zichtbare effecten en de zichtbare effecten van klimaatveranderingvan klimaatverandering
Geschiedenis Geschiedenis van de atmosfeer en van de atmosfeer en het klimaat op aardehet klimaat op aarde
J.H. van Boxel
Universiteit van Amsterdam
13 januari 2010
Inleiding
Geschiedenis
Broeikaseffect
20ste eeuw
Toekomst
Google Earth
Geschiedenis Geschiedenis aardatmosfeer en het aardatmosfeer en het
klimaat op aardeklimaat op aarde
Het ontstaan van de aarde en de oeratmosfeer
In zevenmijlslaarzen door de geologische geschiedenis van de aarde
De hedendaagse atmosfeer
Toekomstige atmosfeer
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Het ontstaan van de aardeHet ontstaan van de aarde(circa 4700 Ma BP)(circa 4700 Ma BP)
Schijf van stof en gasMeeste massa kwam samen in het centrum
van de schijf De Zon
Planeten, o.a. de aarde (ca 4700 Ma BP)Heel veel meteorieten
Aarde was aanvankelijk gloeiend hete bol met een nog vloeibare "aardkorst"
Ontgassing van de aardmantel Atmosfeer
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
OeratmosfeerOeratmosfeer
Uit het binnenste van de jonge aarde ontsnapten gassen.
Zij vormden de oeratmosfeer.
Een vergelijkbaar gasmengsel komt ook nu nog vrij bij vulkaanuitbarstingen.
Daarnaast aanvoer van water via meteorieten
http://www.museumkennis.nl/nnm.dossiers/museumkennis/i002638.html
Ontgassing:WaterdampH2O
Stikstof N2
AmmoniaNH3
Waterstof H2
ZwavelwaterstofH2SKoolmonoxide COKooldioxideCO2
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Chemische samenstelling Chemische samenstelling atmosfeer v/d aarde en haar atmosfeer v/d aarde en haar
buurplanetenbuurplaneten
Volumepercentages
Venus Mars
Stikstof 3.503.50 2.702.70
Zuurstof 0.00 0.13
Argon 0.01 1.601.60
Waterdamp 0.00 0.03
Kooldioxide 96.4896.48 95.3295.32
Zon
Waterstof 92.1%
Helium 7.8%
Zuurstof 0.061%
Koolstof 0.030%
Stikstof 0.008%
Neon 0.008%
IJzer 0.004%
Silicium 0.003%
Magnes. 0.002%
Zwavel 0.002%
Waar is alle CO2 gebleven?
Volumepercentages
Venus Aarde Mars
Stikstof 3.503.50 77.8977.89 2.702.70
Zuurstof 0.00 20.9020.90 0.13
Argon 0.01 0.93 1.601.60
Waterdamp 0.00 0.26 0.03
Kooldioxide 96.4896.48 0.0495.3295.32http://www.daviddarling.info/encyclopedia/M/Marsatmos.html
http://www.daviddarling.info/encyclopedia/V/Venusatmos.html
Venus
Waar is alle CO2 gebleven?Waar komt die zuurstof vandaan?
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Het eerste leven op Het eerste leven op aardeaarde
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
PrecambriuPrecambriumm
> 550 Ma BP> 550 Ma BP Cyanobacteriën produceren
zuurstof Aardkorst bevat veel ijzer, o.a. Pyriet (FeS2) IJzer komt o.a. via verwering & erosie in de oceanen Zuurstof wordt gebruikt voor oxidatie van het ijzer Gebande ijzerformaties Warme perioden
Veel cyanobacteriënVeel zuurstofGeoxideerd ijzer (rood)
Koude periodenMinder cyanobacteriënWeinig zuurstof IJzersulfiden (zwart)
Pyriet
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Ca 600 Ma BP Ca 600 Ma BP eerste ijstijdeerste ijstijd
Toen CO2-concentraties daalden verminderde het broeikaseffect
Circa 600 miljoen jaar geleden eerste ijstijd Veel levensvormen stierven toen uit
Toen de atmosfeer zuurstof bevatte ontstonden ook levensvormen die niet hun eigen zuurstof produceerden dieren
De jonge zon was zwakker dan huidige zon
Aarde was toch warm door sterk broeikaseffect
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Devoon en Carboon:Devoon en Carboon:LandplantenLandplanten
Devoon (ca 420-360 Ma BP): ontstaan van de eerste landplanten
Carboon (ca 360-300 Ma BP): heel veel CO2 wordt aan de atmosfeer onttrokken en wordt de koolstof vastgelegd in dikke pakketten steenkool
CO2-concentraties in de atmosfeer dalen voor het eerst onder de 1000 ppm
Nieuwe ijstijd
Perm Perm (ca 300-250 Ma BP)(ca 300-250 Ma BP)
CO2-concentraties < 1000 ppm Koud klimaat IJstijd Waarschijnlijk ook interglacialen
Perm-Trias overgang (ca 250 Ma BP): waarschijnlijk Meteorietinslag
Massaextinctie Vrijwel alle bestaande levensvormen verdwijnen
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Trias Trias (ca 250-200 Ma BP)(ca 250-200 Ma BP): : Pangea BreektPangea Breekt
Plaattektoniek 250 Ma BP één groot supercontinent Pangea Trias: Opbreken supercontinent Pangea Enorme toename van het vulkanisme
Veel extra CO2 in de atmosfeer
CO2-concentraties stijgen
Temperatuur stijgt
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Trias Trias (ca 250-200 Ma BP)(ca 250-200 Ma BP)
en Jura en Jura (ca 200-144 Ma BP)(ca 200-144 Ma BP)
Perm-Trias overgang (ca 250 Ma BP): waarschijnlijk Meteorietinslag
Trias: aanvankelijk lage biodiversiteit Mogelijkheden voor nieuwe
levensvormen
Gedurende Trias en Jura verschijnen veel nieuwe soorten o.a.:– Dinosauriërs– Eerste zoogdieren
Het Krijt Het Krijt (144-65 Ma BP)(144-65 Ma BP):: een warme periode een warme periode
Het Krijt was warm (dinosauriërs)
Zeespiegel 70 m +NAP Aarde vrijwel ijsvrij Veel CO2 wordt vastgelegd
door schelpdieren Krijtafzettingen/Krijtrotsen Einde van het Krijt (65 Ma BP) waarschijnlijk door
inslag van grote meteoriet bij Yucatan Massaal uitsterven van heel veel dieren en planten De dinosauriërs verdwijnen Opkomst van de zoogdieren
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Tertiair Tertiair (Ca 65-2.5 Ma BP)(Ca 65-2.5 Ma BP): : Vastlegging COVastlegging CO22 via via
verweringverwering Ca 30 Ma BP sluit India aan bij het Aziatische
continent Vorming Himalaya-gebergte begint Veel erosie van silicaten Verwering d.m.v CO2 tot Carbonaten
Bijv.:
CaSiO3 + H2CO3 CaCO3 + SiO2 + H2O
CO2-concentratie daalt definitief(?) tot beneden de 1000 ppm Begin vergletsjering Antarctica
Van "greenhouse" planeet naar "icehouse" planeet
Kwarts zand
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Pleistoceen Pleistoceen ((caca 2.5-0.01 Ma 2.5-0.01 Ma BP)BP)
IJstijden en interglacialenIJstijden en interglacialen
Afwisseling van ijstijden en interglacialen Glacialen CO2-concentratie ca 180-230 ppm
Interglacialen CO2-concentratie ca 250-300 ppm
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
ValkuilValkuil
Goede correlatie Verband bewezen? Oorzakelijk verband? Richting v/d causale relatie? CO2 en CH4 concentraties volgden temperatuur Klimaatgevoeligheid voor CO2 geschat op circa 1oC
per 100 ppm CO2 (0.5oC tot 1.5oC per 100 ppm) Glaciaal-interglaciaal verschil in CO2 concentratie
circa 100 ppm maar temperatuurverschil circa 8oC
Broeikasgassen hebben dus niet de afwisseling tussen glacialen en interglacialen veroorzaakt
Bij lage CO2 concentraties veroorzaken astronomische factoren ijstijden en interglacialen
(Ondanks de verhoogde instraling van de zon)
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Ontstaan aarde
Oeratmosfeer
Precambium
Devoon&Carboon
Perm
Trias en Jura
Krijt
Tertiar
Pleistoceen
Moderne atm.
Waar is de COWaar is de CO22 gebleven? gebleven?
Micro-organismen zetten CO2 om in O2. Dat werd aanvankelijk gebruikt voor de oxidatie van ijzersulfide
Vastgelegd door planten in de vorm van steenkool, olie, gas, veen, etc.
Vastlegging in krijtafzettingen door schelpdieren
Reactie met door verwering vrijgekomen silicaten
Opgelost in de oceanen
750 Gton C< 1 Teraton
39 000 Gton C 39Teraton C
90 000 000 Gton C90 000 Teraton C
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Wat als COWat als CO22 nog in de nog in de atmosfeer zou zijnatmosfeer zou zijn
In sedimenten en rotsen zit circa 100,000 keer zoveel C als in de atmosfeer
Nu 0.04 % CO2 in de atmosfeer
Sedimenten bevatten ca 40 maal zoveel C dan N2 en O2 samen in de atmosfeer
Volumepercentages
Venus Aarde Mars
Stikstof 3.503.50 77.8777.87 2.702.70
Zuurstof 0.00 20.8920.89 0.13
Argon 0.01 0.94 1.601.60
Waterdamp 0.00 0.26 0.03
Kooldioxide 96.4896.48 0.040.0495.3295.32
Volumepercentages
Venus Aarde Mars
Stikstof 3.503.50 1.89 1.89 2.702.70
Zuurstof 0.00 0.510.51 0.13
Argon 0.01 0.02 1.601.60
Waterdamp 0.00 ?? 0.03
Kooldioxide 96.4896.48 97.597.595.3295.32
Als die C in de vorm van CO2 in de atmosfeer zou zitten dan zou die veel meer lijken op de atmosfeer van Venus
78.09
20.95
0.93
0.80
0.04N2
O2
Ar
H2O
Rest
N2
O2
0.25
Chemische samenstelling Chemische samenstelling van de moderne van de moderne aardatmosfeeraardatmosfeer
Onderverdeling rest
0.038
1.82E-03
5.24E-04
3.58E-04
CO2 Ne He Sporen
CO2
Sporegassen
1.50E-04
1.14E-04
5.00E-05
3.00E-05
8.70E-06
5.00E-06
CH4 Kr H2 N2O Xe O3
KrH2
N2O
O3
CH4
(0.04%)
%
Percentagesten opzichte van
droge lucht
0.039 %
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer
Precambrium
Cambrium
Devoon
Carboon
Perm
Trias
Jura
Krijt
Tertiair
Pleistoceen
Holoceen
Ordovicium
Siluur
Oeratmosfeer Broeikasgassen in Broeikasgassen in de moderne de moderne atmosfeeratmosfeer
Pre-industrieelCO2 280 ppm; CH4 700 ppb
NuCO2 390 ppm; CH4 1700 ppb
Einde 21ste eeuw ….CO2 2005: 380 ppm
CH4 2005: 1600 ppb
400
500
600
CO2 2060: 560 ppm
Deze eeuw zullen we concentraties bereiken die
al miljoenen jaren niet meer zijn voorgekomen op aarde
Volgende Volgende presentatiepresentatie
John van Boxel
Het broeikaseffect
Inleiding
Geschiedenis
Broeikaseffect
20ste eeuw
Toekomst
Google Earth