Hoe haalt de aarde CO2 uit de lucht?
Koolstofdioxide (CO2) is een van de belangrijkste broeikasgassen van onze planeet. Het versterkt het broeikaseffect van de atmosfeer en een hogere concentratie van CO2 in de lucht leidt tot opwarming van de aarde. De planeet heeft echter ook haar eigen manieren om CO2-concentraties weer terug te dringen, met een ingewikkelde koolstofkringloop. Klimaatonderzoeker Robin van der Ploeg bij de Universiteit Utrecht richt zijn promotieonderzoek op het doorgronden van deze chemische en biologische processen.
Robin van der Ploeg
Hoe zit dat met de koolstofkringloop?
“In het verleden van onze aarde zijn vaker warme perioden geweest, waarna het ook weer afkoelde. Bij die warme periodes zat er veel CO2 in de lucht, maar later is dat weer afgenomen. Die omslag heeft veel te maken met de koolstofkringloop: de aarde heeft een manier om CO2-concentraties, en dus ook temperatuur, te reguleren.”
HOE WERKT DAT?
“Een belangrijk onderdeel van de kringloop is verwering. Dat is het mechanisme waar mijn onderzoek zich voornamelijk op richt. Het werkt zo: wanneer de temperatuur op aarde stijgt, zullen gesteentes sneller chemisch verweren. Ze veranderen van samenstelling en brokkelen af. Bij zulke processen is CO2 betrokken, waardoor er CO2 uit de atmosfeer verdwijnt. De aarde kan vervolgens afkoelen. Via rivieren belandt de CO2 in de oceaan en wordt uiteindelijk vastgelegd in gesteenten op de zeebodem.”
Werkt dat kringloopsysteem in onze huidige situatie net zo goed?
“Ik kijk in mijn onderzoek vooral naar het verleden. En je ziet daar dat de koolstofkringloop soms haperde, bijvoorbeeld tijdens een wereldwijde periode van opwarming veertig miljoen jaar geleden. Daarbij duurde het wel 500 duizend jaar voordat het klimaatsysteem en de koolstofkringloop zich herstelden, veel langer dan wat je op basis van de theorie verwacht. De vraag is hoe dat komt; we denken nu dat er toen te weinig verwering was om de stijgende CO2-concentraties te neutraliseren.”
Hoe onderzoek je dat?
“Ik verzamel meer gegevens over de koolstofkringloop in die periode, want er is daarvan nog niet veel bekend. Daarvoor gebruik ik isotopen van het element osmium. Dat komt voor als sporenelement in gesteenten op land én in de oceaan. Voor mijn onderzoek haal ik monsters uit boorkernen van verschillende locaties, waaruit ik het osmium isoleer. Aan de verhouding van osmiumisotopen kan ik bijvoorbeeld zien of er relatief meer of minder verwering was in die tijd. Zo kan ik een deel van de koolstofcyclus achterhalen.”
Wat maakt dit onderzoek interessant voor je?
“Mijn onderzoek is vooral belangrijk om uit te pluizen wat de interactie is tussen het klimaatsysteem en de koolstofcyclus. Wat veroorzaakt klimaatverandering? Hoe reguleert het systeem zich? Als we dat beter weten, kunnen we klimaatverandering in de komende eeuw misschien niet precies voorspellen – maar wel veel beter begrijpen. Voor mij is dat een belangrijke motivatie. Wij mensen brengen zelf grote verstoringen aan, en we moeten beter begrijpen hoe het systeem daarop reageert.”