Jak se mění koncentrace kyslíku a oxidu uhličitého v atmosféře?

V časovém průběhu koncentrací O2 a CO2 se projevují roční cykly, které souvisí s dýcháním rostlin a fotosyntézou, a dlouhodobé změny související se spalováním fosilních paliv. Zdroj fotografie: 123rf.com

Na úvod uveďme, že zemská atmosféra obsahuje 78,1 % dusíku, 20,9 % kyslíku, 0,9 % argonu a ~0,04 % oxidu uhličitého. Koncentrace CO2 se v průběhu roku mění vlivem fotosyntézy a dýchání rostlin. Od května do října koncentrace CO2 klesají a ve zbylých měsících zase rostou. Z dlouhodobého hlediska koncentrace CO2 vlivem spalování fosilních paliv v atmosféře vzrůstají. Nárůst činí 20 ppm za desetiletí. V roce 1960 byly registrovány koncentrace 315 ppm, ale v roce 2022 již koncentrace CO2 činily 421 ppm, což je o ~30 % více. 

Pokud se podíváme na koncentrace O2 v atmosféře, tak i zde můžeme pozorovat roční cyklus, který souvisí s fotosyntézou a dýcháním rostlin. Dlouhodobě však koncentrace O2 v atmosféře v důsledku spalování fosilních paliv klesají, a to tempem ~40 ppm za desetiletí. Jednotky ppm znamenají parts per milion, tedy počet částic v jednom milionu. Například 421 ppm oxidu uhličitého znamená, že v jednom milionu molekul vzduchu je 421 molekul CO2, což v procentech odpovídá 0,0421 %. 

Jak již bylo zmíněno, roční cykly CO2 a O2 jsou způsobeny fotosyntézou a dýcháním rostlin. Většina světových lesů se nachází na severní polokouli, tedy v letních měsících zde převažuje fotosyntéza, při které rosliny spotřebovávají CO2 z atmosféry a ukládají jej do listů a kmenů. Naopak v zimním období se listy rozkládají a převažuje dýchání rostlin, čímž dochází k uvolnění CO2 do atmosféry. 

Důkazů, že dlouhodobý nárůst koncentrací CO2 v atmosféře je způsoben antropogenní činností, existuje hned několik. Lidstvo každoročně spálí ~8 miliard tun uhlí, ~5 miliard tun ropy a ~3 miliardy tun zemního plynu. Pokud započteme pohlcování CO2 v oceánech, připadá nárůst CO2 na antropogenní činnost. Dalším důkazem je dlouhodobý pokles O2, který odpovídá směšovacím poměrům při spalování fosilních paliv. 

Jako další důkaz antropogenní činnosti na růst koncentrací CO2 v atmosféře posluhuje izotopové složení uhlíku, které se liší v závislosti na zdroji. Uhlík, který je obsažen v ropě a zemním plynu neobsahuje žádné 14C a jen malé množství 13C. Dále oxid uhličitý pocházející z vydechování rostlin obsahuje míň 13C než oxid uhličitý původem z oceánu. Oxid uhličitý v atmosféře představuje směs CO2 z různých zdrojů a jeho podrobnou analýzou můžeme zjistit, jak vzrůstající koncentrace CO2 odpovídají uhlíku, který je emitován ze spalování fosilních paliv.