Dia 1

Mastercourse Google Earth en de zichtbare effecten van klimaatverandering Geschiedenis van de atmosfeer en het klimaat op aarde J.H. van Boxel Universiteit van Amsterdam 13 januari 2010 Inleiding Geschiedenis Broeikaseffect 20ste eeuw Toekomst Google Earth

Dia 2

Geschiedenis aardatmosfeer en het klimaat op aarde Het ontstaan van de aarde en de oeratmosfeer In zevenmijlslaarzen door de geologische geschiedenis van de aarde De hedendaagse atmosfeer Toekomstige atmosfeer Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 3

Het ontstaan van de aarde (circa 4700 Ma BP) Schijf van stof en gas Meeste massa kwam samen in het centrum van de schijf De Zon Planeten, o.a. de aarde (ca 4700 Ma BP) Heel veel meteorieten Aarde was aanvankelijk gloeiend hete bol met een nog vloeibare "aardkorst" Ontgassing van de aardmantel Atmosfeer Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 4

Oeratmosfeer Uit het binnenste van de jonge aarde ontsnapten gassen. Zij vormden de oeratmosfeer. Een vergelijkbaar gasmengsel komt ook nu nog vrij bij vulkaanuitbarstingen. Daarnaast aanvoer van water via meteorieten http://www.museumkennis.nl/nnm.dossiers/museumkennis/i002638.html Ontgassing: WaterdampH 2 O StikstofN 2 AmmoniaNH 3 WaterstofH 2 ZwavelwaterstofH 2 S KoolmonoxideCO KooldioxideCO 2 Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 5

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Chemische samenstelling atmosfeer v/d aarde en haar buurplaneten Volumepercentages Venus Mars 3.502.70 Stikstof 3.50 2.70 Zuurstof 0.00 0.13 1.60 Argon 0.01 1.60 Waterdamp 0.00 0.03 96.4895.32 Kooldioxide96.48 95.32 Zon Waterstof 92.1% Helium 7.8% Zuurstof 0.061% Koolstof 0.030% Stikstof 0.008% Neon 0.008% IJzer 0.004% Silicium 0.003% Magnes. 0.002% Zwavel 0.002% Waar is alle CO 2 gebleven? Volumepercentages Venus Aarde Mars 3.5077.892.70 Stikstof 3.5077.89 2.70 20.90 Zuurstof 0.0020.90 0.13 1.60 Argon 0.01 0.93 1.60 Waterdamp 0.00 0.26 0.03 96.4895.32 Kooldioxide96.48 0.0495.32 http://www.daviddarling.info/encyclopedia/M/Marsatmos.html http://www.daviddarling.info/encyclopedia/V/Venusatmos.html Venus Waar is alle CO 2 gebleven? Waar komt die zuurstof vandaan?

Dia 6

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Het eerste leven op aarde

Dia 7

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Precambrium > 550 Ma BP Cyanobacterin produceren zuurstof Aardkorst bevat veel ijzer, o.a. Pyriet (FeS 2 ) IJzer komt o.a. via verwering & erosie in de oceanen Zuurstof wordt gebruikt voor oxidatie van het ijzer Gebande ijzerformaties Warme perioden Veel cyanobacterin Veel zuurstof Geoxideerd ijzer (rood) Koude perioden Minder cyanobacterin Weinig zuurstof IJzersulfiden (zwart) Pyriet

Dia 8

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Ca 600 Ma BP eerste ijstijd Toen CO 2 -concentraties daalden verminderde het broeikaseffect Circa 600 miljoen jaar geleden eerste ijstijd Veel levensvormen stierven toen uit Toen de atmosfeer zuurstof bevatte ontstonden ook levensvormen die niet hun eigen zuurstof produceerden dieren De jonge zon was zwakker dan huidige zon Aarde was toch warm door sterk broeikaseffect

Dia 9

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Devoon en Carboon: Landplanten Devoon (ca 420-360 Ma BP): ontstaan van de eerste landplanten Carboon (ca 360-300 Ma BP): heel veel CO 2 wordt aan de atmosfeer onttrokken en wordt de koolstof vastgelegd in dikke pakketten steenkool CO 2 -concentraties in de atmosfeer dalen voor het eerst onder de 1000 ppm Nieuwe ijstijd

Dia 10

Perm (ca 300-250 Ma BP) CO 2 -concentraties < 1000 ppm Koud klimaat IJstijd Waarschijnlijk ook interglacialen Perm-Trias overgang (ca 250 Ma BP): waarschijnlijk Meteorietinslag Massaextinctie Vrijwel alle bestaande levensvormen verdwijnen Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 11

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Trias (ca 250-200 Ma BP) : Pangea Breekt Plaattektoniek 250 Ma BP n groot supercontinent Pangea Trias: Opbreken supercontinent Pangea Enorme toename van het vulkanisme Veel extra CO 2 in de atmosfeer CO 2 -concentraties stijgen Temperatuur stijgt

Dia 12

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Trias (ca 250-200 Ma BP) en Jura (ca 200-144 Ma BP) Perm-Trias overgang (ca 250 Ma BP): waarschijnlijk Meteorietinslag Trias: aanvankelijk lage biodiversiteit Mogelijkheden voor nieuwe levensvormen Gedurende Trias en Jura verschijnen veel nieuwe soorten o.a.: Dinosaurirs Eerste zoogdieren

Dia 13

Het Krijt (144-65 Ma BP) : een warme periode Het Krijt was warm (dinosaurirs) Zeespiegel 70 m +NAP Aarde vrijwel ijsvrij Veel CO 2 wordt vastgelegd door schelpdieren Krijtafzettingen/Krijtrotsen Einde van het Krijt (65 Ma BP) waarschijnlijk door inslag van grote meteoriet bij Yucatan Massaal uitsterven van heel veel dieren en planten De dinosaurirs verdwijnen Opkomst van de zoogdieren Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 14

Tertiair (Ca 65-2.5 Ma BP) : Vastlegging CO 2 via verwering Ca 30 Ma BP sluit India aan bij het Aziatische continent Vorming Himalaya-gebergte begint Veel erosie van silicaten Verwering d.m.v CO 2 tot Carbonaten Bijv.: CaSiO 3 + H 2 CO 3 CaCO 3 + SiO 2 + H 2 O CO 2 -concentratie daalt definitief(?) tot beneden de 1000 ppm Begin vergletsjering Antarctica Van "greenhouse" planeet naar "icehouse" planeet Kwarts zand Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 15

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Pleistoceen ( ca 2.5-0.01 Ma BP) IJstijden en interglacialen Afwisseling van ijstijden en interglacialen Glacialen CO 2 -concentratie ca 180-230 ppm Interglacialen CO 2 -concentratie ca 250-300 ppm

Dia 16

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur OeratmosfeerValkuil Goede correlatie Verband bewezen? Oorzakelijk verband? Richting v/d causale relatie? CO 2 en CH 4 concentraties volgden temperatuur Klimaatgevoeligheid voor CO 2 geschat op circa 1 o C per 100 ppm CO 2 (0.5 o C tot 1.5 o C per 100 ppm) Glaciaal-interglaciaal verschil in CO 2 concentratie circa 100 ppm maar temperatuurverschil circa 8 o C Broeikasgassen hebben dus niet de afwisseling tussen glacialen en interglacialen veroorzaakt Bij lage CO 2 concentraties veroorzaken astronomische factoren ijstijden en interglacialen (Ondanks de verhoogde instraling van de zon)

Dia 17

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Ontstaan aarde Oeratmosfeer Precambium Devoon&Carboon Perm Trias en Jura Krijt Tertiar Pleistoceen Moderne atm. Waar is de CO 2 gebleven? Micro-organismen zetten CO 2 om in O 2. Dat werd aanvankelijk gebruikt voor de oxidatie van ijzersulfide Vastgelegd door planten in de vorm van steenkool, olie, gas, veen, etc. Vastlegging in krijtafzettingen door schelpdieren Reactie met door verwering vrijgekomen silicaten Opgelost in de oceanen 750 Gton C < 1 Teraton 39 000 Gton C 39Teraton C 90 000 000 Gton C 90 000 Teraton C

Dia 18

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Wat als CO 2 nog in de atmosfeer zou zijn In sedimenten en rotsen zit circa 100,000 keer zoveel C als in de atmosfeer Nu 0.04 % CO 2 in de atmosfeer Sedimenten bevatten ca 40 maal zoveel C dan N 2 en O 2 samen in de atmosfeer Volumepercentages Venus Aarde Mars 3.5077.872.70 Stikstof 3.5077.87 2.70 20.89 Zuurstof 0.0020.89 0.13 1.60 Argon 0.01 0.94 1.60 Waterdamp 0.00 0.26 0.03 96.480.0495.32 Kooldioxide96.48 0.0495.32 Volumepercentages Venus Aarde Mars 3.50 1.892.70 Stikstof 3.50 1.89 2.70 0.51 Zuurstof 0.00 0.51 0.13 1.60 Argon 0.01 0.02 1.60 Waterdamp 0.00 ?? 0.03 96.4897.595.32 Kooldioxide96.48 97.595.32 Als die C in de vorm van CO 2 in de atmosfeer zou zitten dan zou die veel meer lijken op de atmosfeer van Venus

Dia 19

0.25 Chemische samenstelling van de moderne aardatmosfeer CH 4 (0.04%) % Percentages ten opzichte van droge lucht 0.039 % Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer

Dia 20

Precambrium Cambrium Devoon Carboon Perm Trias Jura Krijt Tertiair Pleistoceen Holoceen Ordovicium Siluur Oeratmosfeer Broeikasgassen in de moderne atmosfeer Pre-industrieel CO 2 280 ppm; CH 4 700 ppb Nu CO 2 390 ppm; CH 4 1700 ppb Einde 21ste eeuw . CO 2 2005: 380 ppm CH 4 2005: 1600 ppb 400 500 600 CO 2 2060: 560 ppm Deze eeuw zullen we concentraties bereiken die al miljoenen jaren niet meer zijn voorgekomen op aarde

Dia 21

Volgende presentatie John van Boxel Het broeikaseffect Inleiding Geschiedenis Broeikaseffect 20ste eeuw Toekomst Google Earth