Skip to ContentSkip to Navigation
Maatschappij/bedrijvenWetenschapswinkels

Hoe is het mogelijk dat het zuurstofgehalte in de lucht door de "eeuwen" heen op 20.9% blijft?

Vraag 10: Hoe is het mogelijk dat het zuurstofgehalte in de lucht door de "eeuwen" heen op 20.9% blijft? Wat/hoe regelt het de verhouding zuurstof in de lucht? Bossen zijn gehalveerd, zuurstofverbruik is door mens en machines/fabrieken sterk toegenomen!

Eerst een kanttekening:

Het percentage zuurstof, ca. 21%, is al miljoenen jaren stabiel. Dat is echter niet altijd zo geweest: gedurende de eerste 1.5 miljard jaar in het bestaan van de aarde kwam moleculair zuurstof (O2) niet voor in de atmosfeer; alle zuurstof was gebonden aan water en mineralen. Pas bij het begin van de fotosynthese door de eerste cyanobacteriën begon de zuurstofconcentratie te stijgen. Een sterke stijging vanaf ca. 1 miljard jaar geleden hangt mogelijk samen met de eerste meercellige organismen. Deze stijging staat ook wel te boek als ‘’the great oxygen event’’ en was van grote invloed op de evolutie. Zuurstof was voor veel van de toenmalige organismen giftig. De periode van stijgende concentratie werd gevolgd door een periode in het Carboon en vroege Perm waarin de concentratie mogelijk met ca. 30% aanmerkelijk hoger was dan de huidige. Hoe hoog de concentratie geweest is en wat de gevolgen zijn geweest voor de evolutie: dat is onderwerp van wetenschappelijke discussie. Ook in latere periodes komen schommelingen in het zuurstofgehalte voor. De stabiliteit is dus op de aardse tijdschaal betrekkelijk. Op de relatief korte tijdschaal van het voorkomen van mensen op aarde is het zuurstofgehalte wel stabiel.

Kunnen menselijke activiteiten verandering brengen in de mondiale zuurstofconcentratie?

Daaraan hebben wetenschappers al in de jaren ’70 gerekend. In een artikel in Science 26 juni 1970 “Man’s Oxygen Reserves’’ rekent Wallace S. Broecker uit wat het gevolg is van het verbranden van de enorme voorraad fossiele brandstof (1016 mol koolstof, ongeveer 50% van de totale voorraad) tot dan toe. Het antwoord is geruststellend: de zuurstofconcentratie verandert nauwelijks. Je kunt uitrekenen hoe groot het reservoir is: ongeveer 3.8 x 1019 mol zuurstof. Voor het verbranden van de voorraad fossiel tot nog toe is 2x1016 mol zuurstof nodig. Dat is slechts 0.05%, dus marginaal. Ook onze invloed op de aanmaak van zuurstof (niet alleen door bossen maar vooral ook door algen en graslanden) is verwaarloosbaar.

De angel van het gebruik van fossiele brandstoffen zit dus niet in het zuurstofgebruik, maar in de kooldioxide-productie. Het reservoir kooldioxide is veel kleiner, ongeveer 6x1016 mol. De verbranding van bovengenoemde voorraad levert een extra bijdrage van 1016 mol, dus dat tikt wel aan! Deze bijdrage blijft niet volledig in de atmosfeer hangen (een groot deel wordt in de oceaan opgenomen), maar is wel voldoende om ons zorgen te maken over klimaatverandering. Over verandering in de zuurstofconcentratie hoeven we voorlopig niet wakker te liggen.

Met dank aan prof A.J.M. Schoot Uiterkamp, Inst. voor Energie- en Milieukunde

Referentie: W. Stumm, J. Morgan (1981): Aquatic Chemistry; 2nd ed. Wiley 1981

.
.

Estimated evolution of atmospheric PO2. The upper red and lower green lines represent the range of the estimates. The stages are: stage 1 (3.85–2.45Gyr ago (Ga)), stage 2 (2.45–1.85Ga), stage 3 (1.85–0.85Ga), Stage 4 (0.85–0.54Ga )and stage 5 (0.54Ga–present)

Terug naar de vragen

Laatst gewijzigd:06 september 2017 16:03