Hoe gevaarlijk zijn broeikasgassen?
Gepubliceerd: 2-10-2018
Laatste update: 14-02-2023
Bij broeikasgassen als CO2 en methaan denken we meteen aan smeltende ijskappen en klimaatverandering. Maar ondanks hun slechte naam zijn deze gassen onmisbaar op onze planeet. Wat is een broeikasgas precies? Hoe komt het in de atmosfeer terecht? En zit er nu meer broeikasgas in de lucht dan ooit?
Redacteur: Jessie van den Broek
Wat is een broeikasgas?
Broeikasgassen zijn belangrijk voor het leven op aarde. Ze hebben de bijzondere eigenschap dat ze warmtestraling kunnen absorberen en geleidelijk weer af kunnen geven. Zo dragen ze bij aan het broeikaseffect: ze helpen de warmte van de zon vast te houden in de atmosfeer. En dat is maar goed ook, want anders zou het ijskoud zijn op aarde – gemiddeld zo’n 18 graden onder nul, in plaats van de huidige +15.
Net zoals een broeikas de warmte binnenhoudt, houden broeikasgassen warmte vast in de atmosfeer.
Het broeikasgas waar je het meeste over hoort, is koolstofdioxide (CO2). Dat is opgeslagen in fossiele brandstoffen, zoals aardolie en aardgas, en zit ook in bijvoorbeeld bomen. Bij verbranding komt die opgeslagen CO2 in de atmosfeer terecht. Er zijn ook allerlei andere broeikasgassen, zoals methaan (CH4), distikstofmonoxide (N2O, ook wel bekend als lachgas) en zwavelhexafluoride (SF6). Die hebben een veel groter aardopwarmingsvermogen dan CO2, maar komen in lagere concentraties voor in de atmosfeer. Daarom wordt CO2 toch gezien als het belangrijkste broeikasgas.
En je zou het misschien niet verwachten, maar ook waterdamp is een broeikasgas. Het is zelfs verantwoordelijk voor bijna twee derde van het natuurlijke broeikaseffect. Als de lucht warmer wordt door opwarming van de aarde, komt er meer waterdamp in de lucht. Dat zorgt dan weer voor extra opwarming, waardoor de luchtvochtigheid nóg verder toeneemt. Zo versterkt het effect van waterdamp in de lucht zichzelf.
Zijn broeikasgassen gevaarlijk?
In principe zijn broeikasgassen niet slecht of gevaarlijk. Ze zorgen door het broeikaseffect niet alleen voor een leefbare temperatuur op aarde, maar zijn ook in andere opzichten belangrijk. Voor bomen en planten is CO2 bijvoorbeeld onmisbaar om te kunnen groeien. Via fotosynthese zetten ze het gas om in zuurstof en koolhydraten.
Maar een teveel aan broeikasgassen in de atmosfeer heeft ingrijpende gevolgen. Doordat de uitstoot van broeikasgassen in de afgelopen eeuwen flink is toegenomen, wordt het natuurlijke broeikaseffect versterkt en warmt de aarde verder op. Daardoor is het nu gemiddeld 0.9 graden warmer dan 140 jaar geleden.
Opwarming van het klimaat heeft grote gevolgen: van smeltende ijskappen en een stijgende zeespiegel tot extreme weersomstandigheden, overstromingen en woestijnvorming. Niet alleen mensen, maar ook dieren en planten hebben moeite om zich aan die nieuwe omstandigheden aan te passen.
Welk broeikaseffect?
Vaak praten mensen over ‘het broeikaseffect’ als ze eigenlijk het versterkte broeikaseffect bedoelen. Het broeikaseffect op zich is een natuurlijk effect. Het versterkte broeikaseffect, dat wordt veroorzaakt doordat de mens steeds meer broeikasgas uitstoot, zorgt voor de recente extra opwarming van de aarde.
Ook in Nederland wordt het weer steeds extremer. Merken we dat eigenlijk wel?
Onderzoekers kijken ook terug in de tijd om meer te weten te komen over de link tussen broeikasgassen en de temperatuur op aarde. Door diep in de oceaanbodem bij Antarctica te boren, kunnen wetenschappers van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) miljoenen jaren oude bodemlagen analyseren. Die laten zien dat variaties in de hoeveelheid CO2 in de lucht ook lang geleden al zorgden voor temperatuurveranderingen.
NIOZ-onderzoeker Henk Brinkhuis onderzocht hoe het klimaat op Antarctica miljoenen jaren geleden was. Bekijk de hele aflevering op NPO Start.
Hoe komen broeikasgassen in de atmosfeer terecht?
De meeste broeikasgassen komen van nature voor in onze atmosfeer. CO2 komt bijvoorbeeld vrij bij rotting van plantenresten en bij vulkaanuitbarstingen, en methaan wordt uitgestoten door bacteriën in moerassen. Maar sinds de industriële revolutie is de hoeveelheid broeikasgassen door menselijk toedoen enorm gestegen. We gebruiken fossiele brandstoffen in energiecentrales, voor transportmiddelen en om onze huizen te verwarmen. Bij de verbranding die daarvoor nodig is, komt CO2 vrij die eerst was opgeslagen in de grond.
En ook door het kappen van bomen komt er CO2 in de atmosfeer terecht. Volgens de Verenigde Naties is de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer in de afgelopen 800.000 jaar nog nooit zo hoog geweest als nu.
Het koolzuurgas in frisdranken is ook CO2. Waar komt dat eigenlijk vandaan? De hele uitzending is te zien op NPO Start.
Andere belangrijke bronnen van broeikasgas zijn landbouw en veeteelt. De koeien, schapen, en andere dieren die in de wei staan, stoten veel methaan uit via hun adem en scheten. En ook uit de grond waar de dieren op staan komen vaak broeikasgassen vrij. Veel Nederlandse polders liggen op veengrond, een bodem die bestaat uit oude plantenresten. Om landbouw mogelijk te maken wordt er regelmatig water uit de polders weggepompt, waardoor het veen droog komt te staan. Daardoor kunnen er bacteriën bij, gaat de bodem rotten en komt er veel CO2 in de lucht.
Ontwaterde veenpolders stoten grote hoeveelheden CO2 uit. De hele aflevering zien? Kijk op NPO Start.
Op sommige plekken waar permafrost is, zoals Siberië en Canada, is iets vergelijkbaars aan de hand. Door opwarming van de aarde is de bevroren bodem op veel plekken aan het ontdooien. Daardoor worden bacteriën actief die de grote hoeveelheden organisch materiaal in de bodem omzetten in methaan en CO2. Onderzoekers schatten dat in het jaar 2100 maar liefst een kwart van alle broeikasgassen die door menselijk toedoen in de atmosfeer terecht zijn gekomen, afkomstig zal zijn van permafrost.
"De bodem zakt hier als een plumpudding in elkaar."
Zit er nu meer broeikasgas in de lucht dan ooit?
Je zou misschien denken dat de concentratie van broeikasgassen nog nooit zo hoog is geweest als nu. Toch is dat niet zo: ongeveer 55 miljoen jaar geleden zat er nog veel meer broeikasgas in de atmosfeer. De concentratie van CO2 in de lucht was in die tijd zelfs zeven keer hoger dan tegenwoordig. Daardoor moet het overal op aarde tropisch warm zijn geweest – zo warm dat er krokodillen rondzwommen op de Noordpool. De gemiddelde temperatuur was daar waarschijnlijk zo’n 24°C.
Hoe zijn we van een subtropische Noordpool terechtgekomen in de veel koudere omstandigheden van nu? Wetenschappers vermoeden dat een klein en snelgroeiend plantje, de watervaren azolla, daar een belangrijke rol in heeft gespeeld. In de bodem van de Noordelijke IJszee vonden ze een dikke laag azolla van zo’n vijftig miljoen jaar oud. Dat suggereert dat het plantje voor die tijd massaal begon te groeien rond de Noordpool. De hele Noordelijke IJszee moet bedekt zijn geweest met een groene deken van watervarens, misschien wel een miljoen jaar lang.
Lang geleden was de hele Noordelijke IJszee bedekt met azolla. Bekijk de hele aflevering op NPO Start.
Normaal gesproken nemen planten CO2 op uit de atmosfeer, en komt die CO2 weer vrij zodra de plant afsterft en vergaat. Maar de azolla-plantjes die afstierven in de Noordelijke IJszee begonnen niet te rotten; ze zonken naar de zeebodem en bleven daar liggen. Zo werden er grote hoeveelheden CO2 opgeslagen in de bodem in plaats van in de atmosfeer terecht te komen. Daardoor daalde de hoeveelheid broeikasgas in de atmosfeer, waardoor de aarde flink begon af te koelen. Zo veroorzaakte het ‘Azolla Event’ een kantelpunt in ons klimaat, denken onderzoekers.
Hoe kunnen we zorgen voor minder broeikasgas in de atmosfeer?
Nu het op onze planeet steeds warmer wordt, zijn we naarstig op zoek naar manieren om de hoeveelheid broeikasgas in de lucht te verlagen. Er zijn allerlei manieren om de uitstoot van deze gassen te verminderen, van het gebruik van groene energie tot duurzamer voedsel en elektrische auto’s. Toch zijn de ogen ook op andere mogelijkheden gericht.
Denk bijvoorbeeld aan CO2-opslag, waarbij de CO2 van fabrieken of energiecentrales wordt afgevangen en geïnjecteerd in een opslagplaats diep onder de grond of in de zeebodem. In Noorwegen gebeurt dat inmiddels op grote schaal, maar in Nederland is er veel discussie over de veiligheid en duurzaamheid van deze oplossing.
CO2-opslag staat nog in de kinderschoenen. Bekijk de hele uitzending op NPO Start.
En ook azolla, het plantje dat miljoenen jaren geleden de aarde wist af te koelen, kan ons misschien helpen bij het terugdringen van de hoeveelheid CO2 in de atmosfeer. Als we grote wateren laten begroeien met azolla zou het plantje, net als lang geleden in de Noordelijke IJszee, kunnen zorgen voor een soort natuurlijke CO2-opslag.
Dan moeten we er wel voor zorgen dat de resten van de plant echt naar de bodem zakken, zegt NIOZ-onderzoeker Henk Brinkhuis, omdat er anders bij het vergaan van de planten alsnog veel CO2 terechtkomt in de atmosfeer. Maar in principe kan het.
Klimaatredder of onkruid?
Niet iedereen vindt het een goed idee om azolla op grote schaal te kweken. Het plantje groeit razendsnel en laat weinig ruimte over voor ander leven in het water. Waterschappen zien het dus vooral als een lastig onkruid en ecologen vrezen voor de biodiversiteit.
Misschien kan het plantje ons helpen de aarde af te koelen. De hele aflevering zien? Kijk op NPO Start.
In Nederland experimenteren we sinds kort met het verbouwen van azolla. Sommige veenpolders worden onder water gezet, om te voorkomen dat ze grote hoeveelheden CO2 uitstoten. In die natte bodem kan geen gras meer groeien, maar de snelgroeiende watervaren voelt zich er prima thuis. Voor de boeren is het verbouwen van azolla misschien wel een interessant alternatief voor gras. Het plantje zit namelijk vol met eiwitten en kan verwerkt worden tot duurzaam veevoer. En ook voor mensen is het eetbaar – dus wie weet eten we in de toekomst massaal azolla-burgers in plaats van vlees.
Hoe smaakt azolla eigenlijk? Elisabeth van Nimwegen probeert het uit.
In het kort
Broeikasgassen kunnen warmtestraling absorberen en geleidelijk weer afgeven. Zo helpen ze de warmte van de zon vast te houden in de atmosfeer. En dat is maar goed ook, want anders zou het ijskoud zijn op aarde.
In principe zijn broeikasgassen niet slecht of gevaarlijk. Maar een teveel aan broeikasgas in de atmosfeer heeft ingrijpende gevolgen: van smeltende ijskappen tot extreme weersomstandigheden.
Sinds de industriële revolutie is de hoeveelheid broeikasgas in de atmosfeer enorm gestegen. Door onder andere veeteelt en het gebruik van fossiele brandstoffen stoten we veel broeikasgassen uit.
Zo’n 55 miljoen jaar geleden zat er nog veel meer broeikasgas in de atmosfeer dan nu. Het plantje azolla zorgde waarschijnlijk voor een daling van de hoeveelheid broeikasgas, waardoor de aarde flink afkoelde.
Er zijn allerlei manieren om de uitstoot van deze gassen te verminderen, van groene energie tot duurzamer voedsel. Ook CO2-opslag en het kweken van azolla kunnen hier misschien aan bijdragen.
