Twój dostęp nie jest aktywny. Skorzystaj z oferty i zapewnij sobie dostęp do wszystkich treści.


Czytaj i słuchaj bez ograniczeń. Zaloguj się lub skorzystaj z naszej oferty

Ziemia, część 2.

Atmosfera czarna od węgla

autor Tomasz Ulanowski
06.04.2022
Erupcja wulkanu Fagradalsfjall, fot. Ása Steinarsdottir / UNSPLASH

Od wybuchu rewolucji przemysłowej wyemitowaliśmy do atmosfery prawie dwa i pół biliona ton dwutlenku węgla. Teraz głowimy się nad tym, jak je wtłoczyć pod ziemię.

Tej nocy byłem tak podekscytowany, że nie mogłem spać – wspomina Michał Horodyski, pracownik komunikacji miejskiej w Rejkiawiku. – W końcu wstałem, wsiadłem w auto i pojechałem pod wulkan. Po ciemku wdrapywałem się na prowadzące do niego szczyty, oświetlając sobie drogę czołówką. Nie było jeszcze żadnych wydeptanych ścieżek, władze nie zdążyły wytyczyć parkingów. Ale ludzie już chcieli zobaczyć erupcję. Zimną nocą jej rozpalona czerwień wyglądała zjawiskowo. Łunę widać było z Rejkiawiku.

PRZECZYTAJ PIERWSZĄ CZĘŚĆ CYKLU ZIEMIA, ZATYTUŁOWANĄ: ENERGIA, PRAWDZIWA WALUTA WSZECHŚWIATA

Wulkan Fagradalsfjall (co po islandzku znaczy „góra położona w pięknej dolinie”) znajduje się pięćdziesiąt kilometrów na południowy zachód od stolicy Islandii. Obudził się wieczorem 19 marca 2021 roku, po przeszło sześciu tysiącach lat snu. Michał popędził go obejrzeć dwa dni później.

Kiedy na początku września pokonujemy razem prawie tę samą trasę, surowy tundrowo-górski krajobraz jest już trochę ucywilizowany. Islandzka Góra Przeznaczenia zrobiła sobie przerwę i nie wyrzuca ze swoich trzewi potoków lawy (jak na złość rozszaleje się krótko po moim wyjeździe, a miesiąc później ponowie zaśnie). Pogoda jest tak wspaniała, że zastanawiam się, gdzie się podział słynny islandzki niż. Słońce pali i nie przeszkadza nawet chłód znad oceanu. Z radością wdycham rześkie powietrze pachnące solą, rybami i glonami rozkładającymi się na kamienistych plażach. Idziemy i tylko to się liczy. Lewa, prawa, omijamy kamienie. Lekko pod górę, w zasadzie bez większego wysiłku. Pochodziłbym tu więcej.

Michał Horodyski, fot. Karolina Wacławska

Bazaltowe lawinisko zajęło długimi jęzorami sąsiednie doliny, zatrzymując się na usypanej przez Islandczyków ziemnej zaporze, która uniemożliwiła mu przecięcie biegnącej wzdłuż wybrzeża oceanu drogi numer 427. Poszarzałą czerń znaczą żółtozielone smarki siarki. Gdzieniegdzie nad zastygłą lawą unosi się siwy dym. – Pachnie nieszczelnym piecem węglowym – podsumowuje Michał, który pochodzi z Krakowa, więc wie, o czym mówi.

Erupcja Fagradalsfjallu stała się wielką atrakcją turystyczną. Wyznaczono parkingi i ścieżki, działa kamera internetowa. Ustawiony na bezimiennym szczycie, na który się wdrapaliśmy, maszt telefonii komórkowej jest otoczony przez kilkadziesiąt osób. Miejsca jest jednak tak dużo, że nikt nikomu nie wchodzi w drogę. Co jakiś czas moje uszy wychwytują szelest polszczyzny. Z góry świetnie widać zastygłe jęzory lawy – jezioro wszystkich odcieni czerni. Pod spodem wciąż musi być bardzo gorąco. Bazalt jest rozgrzany, może nie do czerwoności, ale wystarczająco mocno, żeby ściąć białka budujące mój organizm. Islandzcy goprowcy zadeklarowali, że nie będą ratowali nikogo, kto wejdzie na lawinisko i ugrzęźnie. To zbyt niebezpieczne.

Dostęp online

Zapewnij sobie dostęp online do wszystkich tekstów, nagrań audio i wersji na czytniki.

Skorzystaj z oferty

Nad kolejny, niedawno uformowany krater nadlatują awionetki, śmigłowce i drony. Michał, choć sam leciał już nad wulkanem samolotem, niecenzuralnymi słowami komentuje to podniebne zbiegowisko. Ludzi wokół jakoś znosimy, ale nie lubimy maszyn, które zabierają nam dziewiczość tego postapokaliptycznego krajobrazu, nadmiernie cywilizują jego surowość. Brzęczą, irytują, zanieczyszczają powietrze wydzielinami silników. Zakłócają czarną ciszę. Infantylizują.

W drodze pod wulkan przejechaliśmy przez rybackie miasteczko Grindavik, zamieszkane przez niewiele ponad trzy tysiące osób. Niedaleko znajduje się Bláa Lónið, czyli Błękitna Laguna, popularne spa na wolnym powietrzu stworzone z wody odpadowej z pobliskiej elektrociepłowni geotermalnej. Ciągną do niego nie tylko turyści, ale i tubylcy. W rozgrzanej do blisko 40 stopni Celsjusza mleczno-błękitnej wodzie – tę barwę zawdzięcza dużej zawartości krzemionki – toczy się życie towarzyskie i, jak słyszę, dochodzi nawet do bliskich spotkań trzeciego stopnia. Samo miasteczko Grindavik trzy lata temu wygrało plebiscyt na najszczęśliwszą miejscowość Islandii, jednak w marcu 2021 roku, tuż przed erupcją Fagradalsfjallu, ziemia trzęsła się tu dwa tysiące razy na dobę. Mieszkańcy mieli serdecznie dosyć.

– Obecnie jest to najszczęśliwsze miasteczko z dwóch powodów – śmieje się Michał, kiedy w nabrzeżnym Bryggjan Kaffihus zajadamy się niezłą zupą homarową (nalewa się ją samemu z wielkiego kotła, starając się zlać rzadkie i zostawić w chochli jak najwięcej gęstego). – Bo wygrało plebiscyt i ziemia już się nie trzęsie! – Oprócz portu i centrum sportowego z basenem geotermalnym w Grindaviku są przede wszystkim osiedla domków jednorodzinnych. Nie dziwię się, że może się tu dobrze mieszkać.

Wracając do stolicy Islandii, zjeżdżamy na szutrową drogę pokrytą czarnym wulkanicznym żużlem. Dużo tu takich szos. Kamyczki stukocą, uderzając o metal podwozia i wnętrza błotników. Chcemy dojechać do lawowej jaskini Leiðarendi.

Lawisko wulkanu Fagradalsfjall, fot. Tomasz Ulanowski

Leiðarendi ma zaledwie dwa tysiące lat. Takie jaskinie powstają, gdy dolna warstwa magmy wypłynie ze stworzonego przez siebie tunelu, a górna zastygnie i uformuje sklepienie. Świecąc czołówkami, przedzieramy się przez warstwy lawy, które pod wpływem wody oderwały się i spadły na dno jaskini. Leiðarendi ma 900 metrów długości, jednak i tak się czuję, jakbyśmy schodzili do wnętrza świata.

Słyszymy kogoś za nami. – Panowie, idziecie do wyjścia? – pyta po polsku, kiedy nas dogania. Na moment tracę orientację. Idziemy w głąb jaskini, czy kierujemy się do wyjścia? Błędnik błądzi to w jedną, to w drugą. Otrząsam się. Mężczyzna prawdopodobnie zatoczył pętlę w połączonych korytarzach Leiðarendi. Wskazujemy mu drogę na powierzchnię.

Węgiel w nas i wokół nas

ilustracja Jan Rosiek

Półwysep Reykjanes jest najmłodszym geologicznie rejonem Islandii. Potężny Grzbiet Śródatlantycki wyłania się tu spod powierzchni oceanu. Lawa wydobywająca się z rozchodzących się na dnie Atlantyku północnoamerykańskiej i eurazjatyckiej płyt tektonicznych tworzy fundamenty Islandii. Ziemia pęka wzdłuż całej wyspy, przecinając ją ryftem z południowego zachodu na północny wschód. W poprzek tego pęknięcia można w kilka chwil przejść z Europy do Ameryki i z powrotem. A nawet stanąć pomiędzy dwoma kontynentami.

 

Półwysep Reykjanes, fot. G. Jonsson / UNSPLASH

Cała Islandia jest aktywna wulkanicznie, ale najgorętszy jest rejon ryftu. Tutejsze wulkany są jedną z naturalnych bram, przez które do atmosfery pod postacią dwutlenku (CO2) przedostaje się węgiel, czyli czwarty najpowszechniejszy pierwiastek we Wszechświecie (po wodorze, helu i tlenie). Ten, który mamy na Ziemi, został wykuty w fuzjach termojądrowych zachodzących w podstarzałych gwiazdach. Kiedy wybuchały jako supernowe, rozsiewały go po Kosmosie. Węgiel krąży w ziemskiej przyrodzie w obiegu, który nie ma początku ani końca. W tym cyklu biorą udział także organizmy, bo – jak żartują biolodzy – życie to nic innego jak forma organizacji atomów węgla. Tworzą one szkielet, do którego chętnie dołączają inne pierwiastki, budując aminokwasy, a z nich białka. Stąd chemia organiczna zajmuje się związkami węgla.

To one wchodzą w skład naszej diety, a jednym z procesów, w którym pozbywamy się z naszych ciał atomów węgla, jest oddychanie. Rocznie oddajemy w ten sposób powietrzu kilkadziesiąt kilogramów tego pierwiastka; o rząd wielkości mniej wydalamy pod postacią kału, moczu, potu i… puszczając gazy. Materia tylko przez nas przepływa, utrzymywana w ryzach człowieczej formy przez matrycę naszego DNA. Kiedy po wielokrotnym i coraz mniej doskonałym kopiowaniu tego nośnika informacji genetycznej moje komórki będą już tak zdegradowane, że energia wiązań pomiędzy ich atomami nie będzie w stanie dłużej utrzymywać w ruchu mojego organizmu, umrę. Moje ciało – a właściwie nie moje, bo mnie już przecież nie będzie – zostanie wtedy być może skremowane, a tworzące je atomy węgla w gwałtownej reakcji spalania połączą się z atomami tlenu i pod postacią CO2 ulecą do atmosfery. Niczym dusza do nieba.

Ludzkie ciało składa się w niemal 18 procentach z węgla (reszta budujących nas pierwiastków to przede wszystkim tlen i wodór wchodzące w skład wody, która wypełnia człowieka w blisko 65 procentach). W moim jest go więc obecnie 13 kilogramów – chyba że przez zimę przytyłem. Masa atomowa węgla to w zaokrągleniu 12 u, a tlenu 16 u (od ang. unit, czyli po prostu „jednostka [masy atomowej]”). Masa cząsteczkowa dwutlenku węgla wynosi więc 44 (12 + 2 x 16) u, a to oznacza, że cząsteczka CO2 jest niemal czterokrotnie cięższa od atomu węgla.

Gdybym więc teraz oddał ducha, a już-nie-moje ciało zostałoby spalone, w powietrze uleciałoby z niego prawie 48 kilogramów dwutlenku węgla. Gdyby zaś do-niedawna-moja rodzina zdecydowała się je pochować, 13 kilogramów węgla razem z resztą do-niedawna-mojej materii zostałoby pochłonięte przez bezkręgowce oraz mikroorganizmy i w ten sposób ponownie wprowadzone do karuzeli życia. Węgiel, którego atomy tworzyły kiedyś pierwiastkowy szkielet mojego ciała, przedostałby się potem do innych, także większych organizmów.

To tak zwany szybki obieg węgla w przyrodzie, mierzony długością życia. Jak podaje Earth Observatory – oficjalny portal NASA (amerykańskiej Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej) – naukowcy szacują, że co roku przez ziemską biosferę przepływa w ten sposób od miliarda do stu miliardów ton tego pierwiastka. Z prochu powstajemy i w proch się obracamy.

Bywa, że atomy węgla wyrwą się z obiegu organicznego i na dłużej trafią do wody lub atmosfery, między innymi pod postacią CO2. Taka cząsteczka może się utrzymać w atmosferze trochę ponad sto lat. Potem jest albo z powrotem wchłaniana przez fotosyntezujące glony i rośliny (a z nimi wędruje do organizmów zwierząt, w tym ludzi), albo razem z bąblami powietrza jest pochłaniana przez morskie fale bądź wymywana z powietrza przez deszcz. W połączeniu z deszczówką CO2 tworzy słaby roztwór kwasu węglowego, który rozpuszcza skały i razem z wymytymi jonami niektórych pierwiastków, w tym wapnia, spływa do gleby, rzek, jezior i oceanu. W oceanie jony wapnia reagują z jonami wodorowęglanów, tworząc węglan wapnia, z którego organizmy planktoniczne i koralowce budują sobie skorupki albo szkielety wewnętrzne. Kiedy one z kolei umrą, opadną na dno oceanu, gdzie zostaną przykryte kolejnymi warstwami obumarłych organizmów. Ich szczątki będą przez miliony lat kompresowane w skałę wapienną, która w młynie kolizji i subdukcji płyt tektonicznych (czyli wciąganiu lub wpychaniu jednej płyty pod lub nad drugą) może dotrzeć do górnych warstw płaszcza ziemskiego, gdzie pod wpływem temperatury i ciśnienia stopnieje, tworząc minerały zwane krzemianami i oddając dwutlenek węgla. Cząsteczki CO2 razem z magmą powędrują wtedy do pęknięć skorupy ziemskiej – między innymi tam, gdzie wypiętrza się Islandia – i przez wulkany ulecą z powrotem w powietrze.

To tak zwany wolny obieg węgla w przyrodzie. Wymiana atomu węgla pomiędzy atmosferą, skałami, glebą, hydrosferą i ponownie atmosferą zajmuje aż sto do dwustu milionów lat. Jak szacują uczeni, wszystkie wulkany świata emitują rocznie od 130 milionów do 380 milionów ton dwutlenku węgla.

Część węgla pochodzącego z martwych glonów, roślin i zwierząt utyka jednak w skałach i osadach na setki milionów lat. Martwe organizmy, które trafiły do osadów morskich, pod wpływem temperatury i ciśnienia rozpadają się wtedy w kerogen, a z niego przekształcają się w ropę naftową i gaz ziemny. Szczątki roślin lądowych tworzą z kolei torf, który z czasem przemienia się w węgiel brunatny, a następnie w węgiel kamienny i gaz ziemny. W powstawaniu tego ostatniego – którego głównym składnikiem jest metan (CH4) – częściowo biorą udział podziemne mikroorganizmy beztlenowe.

Węgiel (pierwiastek plus zanieczyszczenia), ropa naftowa (węgiel i wodór z niewielką domieszką innych pierwiastków) oraz gaz ziemny (metan plus zanieczyszczenia) to zatem przekształcone pod wpływem ciśnienia, ciepła i mikrobów szczątki organizmów zmarłych setki milionów lat temu. Dla nas to także wysokoenergetyczne paliwa kopalne. Od rewolucji przemysłowej, która wybuchła w połowie XVIII wieku, masowo wydobywamy je na powierzchnię i spalamy, by w szybkiej reakcji węgla lub wodoru z tlenem uzyskać energię cieplną, której część przekształcamy w inne formy energii: elektryczną i mechaniczną. Przy okazji oddajemy powietrzu gaz cieplarniany, jakim jest dwutlenek węgla, którego wahania stężenia w atmosferze zawsze wywoływały globalne ocieplenia i ochłodzenia.

Tylko w 2021 roku nasza cywilizacja wpompowała w powietrze ponad 36 miliardów ton CO2 pochodzącego ze spalania paliw kopalnych (odrabiając związany z pandemią COVID-19 spadek emisji w 2020 roku), a więc niemal trzysta razy więcej niż islandzki Fagradalsfjall razem ze wszystkimi pozostałymi wulkanami świata. Jeśli dodamy do tego węgiel wykorzystywany w produkcji cementu czy stali, a także ten pochodzący z eksploatacji lasów i innych ekosystemów, dwutlenku węgla zrobi się już blisko 40 miliardów ton. A gdy dodamy inne gazy cieplarniane, w tym metan, a ich moc grzewczą przeliczymy na ekwiwalent dwutlenku węgla (CO2e), to okaże się, że nasza cywilizacja co roku defekuje do atmosfery około 50 miliardów ton CO2e.
Choć dziewiętnastowieczne czarne wizje zalania miast przez końskie łajno się nie ziściły, to na niespotykaną w historii ludzkości skalę zanieczyszczamy odchodami naszej cywilizacji powietrze. Od wybuchu rewolucji przemysłowej spaliliśmy tyle paliw kopalnych, wycięliśmy tyle lasów, a także wysuszyliśmy tyle torfowisk i bagien, że w sumie wyemitowaliśmy do atmosfery około 2,4 biliona ton dwutlenku węgla (654 miliardów ton węgla, bo przypomnijmy: masa cząsteczkowa CO2 jest prawie czterokrotnie wyższa od masy atomowej C). Przy tym tylko w ostatnim półwieczu wpompowaliśmy w powietrze tyle tego gazu cieplarnianego, co przez wcześniejsze dwa stulecia. Naukowcy zajmujący się antropocenem nazywają ten okres wielkim przyśpieszeniem (rozwoju cywilizacji i wzrostu gospodarki). Klimatolodzy obliczyli, że ponad 20 procent emitowanego przez ludzkość CO2 jest pochłaniane przez ocean, a 30 procent przez rośliny lądowe. Prawie połowa zostaje w atmosferze.
W wyniku rewolucji przemysłowej i rosnącego spalania paliw kopalnych stężenie dwutlenku węgla w atmosferze podniosło się z blisko 280 części na milion (ppm – parts per million) w połowie XVIII wieku do około 415 ppm obecnie. A średnia temperatura Ziemi wzrosła o 1,1 stopnia Celsjusza. Taki jest dotychczasowy koszt zaburzeń, jakie nasza rozrastająca się niczym nowotwór cywilizacja już wywołała w obiegu węgla w przyrodzie.

W Islandii próbują obecnie ten proces w maleńkim stopniu odwrócić – i odrobinę zdekarbonizować, czyli odwęglić atmosferę.

Chcesz przeczytać do końca? Wykup dostęp online

Zapewnij sobie dostęp do ulubionych tekstów, nagrań audio, a także miesięcznika w wersji na czytniki.

Wykup dostęp online

Newsletter

Pismo na bieżąco

Nie przegap najnowszego numeru Pisma i dodatkowych treści, jakie co miesiąc publikujemy online. Zapisz się na newsletter. Poinformujemy Cię o najnowszym numerze, podcastach i dodatkowych treściach w serwisie.

* pola obowiązkowe

SUBMIT

SPRAWDŹ SWOJĄ SKRZYNKĘ E-MAIL I POTWIERDŹ ZAPIS NA NEWSLETTER.

DZIĘKUJEMY! WKRÓTCE OTRZYMASZ NAJNOWSZE WYDANIE NASZEGO NEWSLETTERA.

Twoja rezygnacja z newslettera została zapisana.

WYŁĄCZNIE DLA OSÓB Z AKTYWNYM DOSTĘPEM ONLINE.

Zaloguj

ABY SIĘ ZAPISAĆ MUSISZ MIEĆ WYKUPIONY DOSTĘP ONLINE.

Sprawdź ofertę

-

-

-

  • -
ZAPISZ
USTAW PRĘDKOŚĆ ODTWARZANIA
0,75X
1,00X
1,25X
1,50X
00:00
50:00