Wat zijn oorzaken van opwarming van de aarde?

Opwarming van de aarde is een term die doorgaans wordt gebruikt om de verschuiving in de gemiddelde temperatuur van het aardoppervlak sinds het midden van de 20e eeuw te beschrijven. De oorzaken van de opwarming van de aarde zijn een kwestie van enige discussie, hoewel er grotendeels een consensus bestaat onder de wetenschappelijke gemeenschap, geformaliseerd in een Intergovernmental Panel on Climate Change report, dat het grootste deel van de temperatuurstijging sinds het midden van de 20e eeuw het gevolg was van menselijke activiteit. Vóór het midden van de 20e eeuw waren de belangrijkste oorzaken van de opwarming van de aarde natuurlijke gebeurtenissen, zoals vulkanische activiteit en verhoogde zonnestraling.

Een van de belangrijkste oorzaken van de opwarming van de aarde is een toename van bepaalde broeikasgassen, die infraroodstraling absorberen en opwarmende energie in de atmosfeer vasthouden. Koolstofdioxide is een van de belangrijkste broeikasgassen, net achter de hoeveelheid waterdamp, en de niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer zijn met bijna 40% gestegen sinds de industriële revolutie. Koolstofdioxide wordt in een aantal verschillende contexten door de mens afgegeven, bijvoorbeeld in de Verenigde Staten komt ongeveer 40% van de koolstofdioxide-uitstoot voort uit het opwekken van elektriciteit door middel van het verbranden van fossiele brandstoffen, terwijl auto's verantwoordelijk zijn voor nog eens 33% van de uitstoot.

Hoewel niet zo gangbaar in de atmosfeer, is methaan een ander broeikasgas dat verantwoordelijk is voor de opwarming van de aarde. Methaan is ongeveer 20 keer zo effectief in het opvangen van warmte als koolstofdioxide, en in de afgelopen eeuw zijn methaangehalten met bijna 150% gestegen. Veel methaan komt vrij door de productie van fossiele brandstoffen en door de grootschalige productie van vee. Methaan wordt ook geproduceerd in rijstvelden, en naarmate de wereldwijde vraag naar rijst is toegenomen, heeft dit enkele gewas een belangrijke bijdrage geleverd aan de productie van methaan.

Hoewel sommige oorzaken van de opwarming van de aarde direct kunnen worden gekoppeld aan een menselijke activiteit, komen andere als trapsgewijze effecten. Naarmate de gemiddelde temperatuur van de planeet stijgt, breken bepaalde systemen uit en kan de snelheid van de opwarming van de aarde toenemen. Een groot deel van de noordelijke breedtegraad van de planeet is bijvoorbeeld bedekt met permafrost, een soort vaste bevroren grond. Deze permafrost fungeerde al tienduizenden jaren als een gootsteen voor veel broeikasgassen, waaronder koolstofdioxide en methaan, en naarmate de temperaturen zijn gestegen, is de permafrost die meer dan 30.000 jaar bevroren is begonnen te smelten. Dit zorgt er niet alleen voor dat de grond op vaak gevaarlijke manieren verschuift, maar zorgt er ook voor dat de gassen in de atmosfeer terechtkomen, waardoor het broeikaseffect verder wordt versneld.

Andere trapsgewijze oorzaken van de opwarming van de aarde zijn het ijs-albedo-effect en de verminderde sequestering door de oceanen. Naarmate de temperatuur stijgt, smelt ijs op de planeet, waardoor de hoeveelheid sterk reflecterend land dat in het verleden de zonabsorptie heeft geminimaliseerd, wordt verminderd en de smeltsnelheid toeneemt. Terwijl de oceanen warm worden, neemt de nutriëntendichtheid af, wat leidt tot verminderde diatomeeënpopulaties, wat op zijn beurt het vermogen van de oceanen om koolstof vast te leggen vermindert. Hoewel er andere kleine bijdragers zijn aan de opwarming van de aarde, is het grotendeels de afgifte van koolstofdioxide en methaan in de atmosfeer die verantwoordelijk wordt geacht voor de gestaag versnellende opwarming op de wereldbol.