Miksei hiilidioksidi härmisty Etelämantereella?

Kuva 1.

Kun otetaan pari havaintoa hiilidioksidista, niin päästään kysymään, että miksei hiilidioksidia sada Etelänavalle tai härmisty kylmille lumipinnoille. Ensiksikin Marsin napa-alueilla on havaittu hiilidioksidijäätiköitä ja toisekseen hiilidioksidijään lämpötila on -78,5 °C, jonka alle Etelämantereella lämpötila on mitatusti laskenut.

Kuvassa 1 olen pyrkinyt vastaamaan Etelämantereen osalta kysymykseen. Pystyakselilla kuvaajassani on vähän laittomasti yksikkönä ppm, mutta hain sillä tuttuutta siihen, miten ilmakehän CO2-pitoisuus ilmoitetaan. Ilmakehässä ei suinkaan ole hiilidioksidia osapaineeltaan lähelläkään sitä, mitä on hiilihappojään pinnassa, jossa se vastaa normaalia ilmakehän painetta, 1 atm.  Voidaan sanoa niinkin, että jos Etelämantereen kylmimpään kohtaan tehtäisiin sadan metrin kuoppa ja se täytettäisiin kiinteällä hiilidioksidilla, se säilyisi lähes haihtumattomana pitkään. Varsinkin kun tuiskulumi peittäisi pinnan.  Mutta siihen tyhjään kuoppaan ei ilmakehästä ala hiilidioksidia kiteytyä, kuten kuvasta 1 voi päätellä. Vaikka olen venyttänyt ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta 1000 ppm ylärajalle, ei -90 °C:een huippukylmyyskään ole lähelläkään riittävää, joka tarkoittaisi alle -130 °C. Kuvaa napsauttamalla asiat voivat näyttää selkeämmiltä.

Marsin osalta asiat ovat toisin, vaikken sitä kuvaan piirtänytkään. Kylmin lämpötila Marsissa on -140°C, joka riittäisi jo maapallon oloissakin hiilidioksidin härmistymiseen. Toisaalta hiilidioksidia on Marsin kaasukehässä n. 20-kertaisesti ilmakehään verrattuna, joka kuvaajasta katsottuna tarkoittaa n. -122°C lämpötilaa härmistymiselle.

Tarkemmat ihmiset saattaisivat huomauttaa, että Etelämantereen kylmimmät pinnat ovat paljon merenpintaa korkeammalla. Näin on, mutta tässä on nyt sikseen suuret toleranssit, ettei sillä ole olennaista merkitystä.  Siitäkin voinee huomauttaa, ettei Etelämantereella vuoden kylmimpään aikaan edes yläilmakehässä ole niin kylmää, että siellä muodostuisi hiilidioksidilunta, kuten Marsissa ilmeisesti tapahtuu. Alas satava hiilidioksidilumihan voisi sitten hautautua tavalliseen lumeen ja näin poistua pitkäksi aikaa kierrosta. Lämpötilainversio juuri pimeimpään aikaan on vielä varmistamassa sen, ettei hiilidioksidilunta muodostu.

Tästä voi kehitellä erinäköistä jossittelua, jos olisi toisin. Kun Etelämantereella hiilidioksidi nytkin aiheuttaa käänteisen kasvihuoneilmiön, hiilidioksidipitoisuuden kasvu pysähtyisi mahdollisesti kokonaan, jos CO2 vielä härmistyisi siellä ja hautautuisi lumeen kesäajan yli säilyen. Toisaalta, tämä hiilidioksidinielu voisi olla liiankin tehokas, jolloin kasvit menehtyisivät ja biosfääri romahtaisi ja lopuksi jäljellä olisi vain jääpallo. Ainakaan Etelämantereen jäätiköstä ei koko nykyisen ilmakehän hiilidioksidia hautautuneena juuri havaitsisi, kun n. 25 000 000 gigatonnissa jäätä olisi n. 3000 gigatonnia epäpuhtautta, eli 120 miljoonasosaa (ppm), siis vähäisempi pitoisuus kuin nyt hiilidioksidilla on ilmakehässä. Se, että jääkairauksien tuloksina ilmoitetaan hiilidioksidipitoisuuksia, jotka ovat yli tuon edellä esittämäni arvion, eivät suinkaan tarkoita sitä, että mannerjäätiköissä olisi hiilidioksidia enemmän kuin ilmakehässä. Kyse on hiilidioksidipitoisuuden ilmoittamisena jäässä olevien kaasukuplien osalta. Karkeana yläraja-arviona 300 ppm kaasukuplasta tarkoittaisi enintään 3 ppm jäästä laskettuna. Oletuksena tässä, että kaasun tiheys olisi 10 kg/m³ ja jään 0,9 900 kg/m³, kun kaasun osuus on 10% tilavuudesta, eli kaasun massa% jäässä olisi n. 1%.  Viite(LinkkiPDF).

Ei härmisty CO2, ei maapallon luonnonoloissa.Mahdollisesti se onkin hyvä asia.