Globalne ocieplenie jest faktem – może korzystnym, może nie. Nie można wykluczyć, że za kilkanaście lat wymknie się spod kontroli, stawiając ludzkość przed poważnymi wyzwaniami.
Na antropogeniczny, czyli spowodowany przez człowieka wzrost temperatury składa się wiele przyczyn, wśród których, jak wkrótce wykażemy, dwutlenek węgla ma udział marginalny. To, kolejne opracowanie ma na celu uzmysłowienie społeczeństwu, jak wielką rolę w globalnym ociepleniu odgrywa zanieczyszczenie oceanów. W poprzedniej części wspomnieliśmy, jaki związek z Paryżem ma zanieczyszczenie oceanów, co je zanieczyszcza, o oceanach jako najważniejszym źródle tlenu dla świata, o ich zakwaszeniu, eutrofizacji i nieco o wpływie nawozów sztucznych na zbiorniki wodne.
NAWOZY SZTUCZNE A WIELKOŚĆ PLONÓW
W średniowieczu wydajność pszenicy wynosiła 1:3. Jeszcze 200 lat temu – 1:5. Współcześnie dochodzi do 1:100. Największy skok w produkcji ludzkość zawdzięcza nawozom i środkom ochrony roślin. Uważa się, że chemizacja rolnictwa i upowszechnienie agrochemikaliów przyczyniło się do ponad 10-krotnego wzrostu produktywności rolniczej ogółem. To bardzo dużo. Proszę sobie teraz wyobrazić, że przynajmniej połowa nawozów dostaje się do zbiorników wodnych.
Agrochemikalia nie są jedynym źródłem odżywek dla zbiorników wodnych. Dodatkowy udział mają odchody ludzkie (7,6 mld ludzi, których tylko 5% odchodów podlega jakiemuś oczyszczeniu w oczyszczalniach) i zwierzęce z intensywnych hodowli. Zanieczyszczenie odbywa się też drogą powietrzną, głównie z opadami – w ten sposób do wód trafiają związki azotu powstające w transporcie i przemyśle oraz część agrochemikaliów. Azot, który raz trafił do akwenu, nawet jeśli z jakiegoś powodu glony i rośliny obumierają, pozostaje długo w systemie, karmiąc kolejne pokolenia organizmów.
Działanie nawozów na ocean jest podobne jak w rolnictwie na lądzie. Pierwsze, niewielkie dawki nawozów dają największy przyrost plonów. Dalsze zwiększanie sztucznego nawożenia już tylko umiarkowanie przyczynia się do wzrostu plonów lub je nawet hamuje. Jeśli do oceanów dostaje się 50% nawozów, rozcieńczają się one na powierzchni 2,5 razy większej od lądów. Zatem oceany w przeliczeniu na jednostkę powierzchni otrzymują 40% tego, co realnie zatrzymały pola na lądzie. Nawet gdyby dostały mniej, wzrost procesów biologicznych może być w dalszym ciągu 10-krotnie wyższy.
PESTYCYDY
Wśród agrochemikaliów pestycydy są drugim produktem pod względem masy. Światowa produkcja (2017) wynosi 4,1 mln ton. Mniej niż 3% pestycydów wchodzi w reakcje z organizmami docelowymi (targetem). Pewien odsetek pozostaje w produktach rolnych (np. w żywności, bawełnie), pozostałe zaś 97% bądź zostaje wraz z deszczem spłukane do ścieków i zbiorników, bądź kumuluje się w glebie, z określonym dłuższym lub krótszym czasem półrozpadu. W minionych 200 latach pestycydy wraz z nawozami mineralnymi przyczyniły się do 10-krotnego wzrostu wydajności intensywnego rolnictwa. W eutrofizacji zbiorników ich rola jest szczególna. O ile nutrienty (nawozy) przyspieszają wzrost i namnażanie się organizmów w zbiorniku, o tyle pestycydy, które tam trafiają okresowo, do kilku razy w roku, jako substancje toksyczne powodują śmierć napotkanego pokolenia glonów i innych organizmów, a przez to przyspieszenie obrotu biologicznego w akwenie. Eutrofizacja charakteryzuje się wtedy szczególnie szybkim cyklem: szybkie namnożenie – szybkie obumarcie – sedymentacja – szybkie namnożenie – szybkie obumarcie – sedymentacja itd. Tak szybkiemu obrotowi materii sprzyja globalne ocieplenie, w tym wzrost temperatury powierzchniowej warstwy oceanów, a przyspieszony metabolizm tej warstwy w mechanizmie dodatniego sprzężenia zwrotnego podnosi tę temperaturę.
O wpływie substancji toksycznych (a należą do nich pestycydy) na ekosystem wodny wiemy już od dawna z Raportu o Środowisku przygotowanego dla prezydenta Stanów Zjednoczonych Lyndona Johnsona w 1965 roku (Restoring the Quality of Our Environment, Report of The Environmental Pollution Panel President’s Science Advisory Committee, The White House, Nov. 1965): „Do zakwitu alg nie potrzeba ogromnych ilości nitratów czy fosforanów. Pojawia się, gdy jakieś toksyczne substancje eliminują inną roślinność wodną i substancje odżywcze stają się dostępne dla alg. Sprzyja temu wzrost temperatury, np. tam, gdzie woda używana jest jako czynnik chłodzący w przemyśle. Sprzyja też brak planktonu. Algom za pożywkę służyć mogą rozpadające się, obumarłe fragmenty wodnych roślin korzeniowych, jako skutek działania herbicydów”.
Przy okazji warto wspomnieć, że nawozy sztuczne, a jeszcze bardziej środki ochrony roślin, poza zagrożeniami środowiskowymi stanowią zagrożenie dla ludzi i zwierząt: bezpośrednie toksyczne oraz odległe – teratogenne i kancerogenne.
BUTWIENIE I GNICIE
Z eutrofizacją wiążą się procesy przemian biologicznych zachodzące w środowisku wodnym i są w pewnym stopniu podobne do tych zachodzących na lądzie.
- Butwienie to rozkład szczątków głównie roślinnych (przede wszystkim celulozy i ligniny), prowadzony przez grzyby pleśniowe i bakterie w środowisku tlenowym. Jest to proces egzotermiczny, w jego wyniku powstają CO2, NH3, azotany, fosforany i siarczany.
- Gnicie – to rozkład głównie białkowych szczątków, prowadzony przez bakterie gnilne w warunkach beztlenowych. Może przebiegać z etapami endotermicznymi, jakkolwiek globalnie – sumarycznie – w warunkach naturalnych są to procesy egzotermiczne. W wyniku gnicia powstają m.in. siarkowodór SO2, wodór H2, azot N2, dwutlenek węgla CO2, metan CH4, amoniak NH3, dwusiarczek węgla CS2, wodorek fosforu PH3, difosfina P2H4.
Procesy butwienia i gnicia w przenawożonych akwenach mogą zachodzić niezależnie lub naprzemiennie. Gnicie i butwienie są procesami niejednorodnymi. Procesy rozkładu materii organicznej zachodzące w sposób kontrolowany określane są mianem fermentacji. Fermentacja odnosi się (zasadniczo) do przemian w warunkach beztlenowych i są one opisane. Zaznajomienie się ze znanymi procesami pozwala wyobrazić sobie niektóre reakcje chemiczne, jakim podlegają szczątki organiczne w zbiornikach wodnych. Przypomnijmy, że istnieją duże sztuczne zbiorniki wodne zasilające hydroelektrownie, w których procesy gnicia i butwienia powodują emisje gazów tzw. cieplarnianych, wyższe, aniżeli gdyby na ich miejscu istniała elektrownia na paliwo kopalne (patrz Hipoteza Harsprånget, „Kurier WNET”, październik 2020 – styczeń 2021).
SZTUCZNE ZBIORNIKI WODNE A TEMPERATURA WODY
W wyżej wspomnianym obszernym artykule Hipoteza Harsprånget znajdziemy też wiele innych informacji. Na świecie istnieje ponad 50 tysięcy dużych sztucznych zbiorników wodnych. Łącznie z mniejszymi jest ich ponad 800 tysięcy. Powierzchnia wszystkich sztucznych zbiorników szacowana jest na 400 000 km², co stanowi 0,3% powierzchni lądów. Z uwagi na bardzo małe albedo wody, a szczególnie spokojnych akwenów lądowych, jest to albedo wielokrotnie mniejsze od albedo lądów. Sztuczne zbiorniki pochłaniają ilości ciepła, które nie mogą być pomijane w bilansie energetycznym lądów. Część tych zbiorników może powodować lokalne, nieznaczne ochłodzenie powietrza nad taflą wody, co odbywa się w dwóch mechanizmach:
- napływająca woda ma niższą temperaturę, aniżeli otoczenie, a rozlana na dużej powierzchni, pochłania znaczne ilości ciepła z otoczenia,
- w sposób podobny do klimatyzatora ewaporacyjnego.
Parowanie z tych zbiorników bezpośrednie lub dzięki nim pośrednie (nawadnianie), łącznie około 5000 km³ wody rocznie, przenosi ciepło utajone na wiele kilometrów i oddaje dopiero daleko, podnosząc temperaturę tam zapewne rejestrowaną przez termometry dla IPCC.
Sztuczne zbiorniki wodne zatrzymują 7000 km³ wody. Niestety brak jest systemowych badań, które jasno by wykazały, o ile stopni Celsjusza woda nurtu rzeki poza zbiornikiem jest cieplejsza od tej, jaka tam płynęła przed instalacją zapory. Badania post factum są niewiarygodne. Dodatkowego ciepła do wody w zbiornikach dostarczają procesy biologiczne w nich zachodzące, które są egzotermiczne. Cała ta cieplejsza woda spływa do mórz i oceanów. Jako cieplejsza i niezasolona rozchodzi się w warstwie powierzchniowej oceanów, czyli tej, która jest obiektem pomiarów stanowiących podstawę do wyciągania wniosków (często – jakże kontrowersyjnych) przez IPCC.
WIELKA PACYFICZNA WYSPA ŚMIECI A GLOBALNE OCIEPLENIE
Od ponad 20 lat spotkaliśmy się w mediach z hasłem „wielka oceaniczna wyspa (lub plama) śmieci” – Great Pacific Garbage Patch.
Plama śmieci to nie wyspa w pełnym tego słowa znaczeniu, choć w mediach można znaleźć takie błędne porównania. Plama śmieci to obszar oceanu (akwenu), w którym występuje większe zagęszczenie stałych zanieczyszczeń pochodzenia ludzkiego. Graniczna ilość ich masy w 1 m³ wody nie została jeszcze jednoznacznie określona. W blisko 99% są to pozostałości tworzyw sztucznych. Inne to resztki drewna, w tym papieru toaletowego, z ponad 30 miliardów kg użytego przez ludzi rocznie, jakie spływają do mórz i oceanów (zauważmy, że w 2017 roku 85% ścieków trafiało do cieków bez żadnego oczyszczenia).
Tworzywa sztuczne zawieszone w oceanach są tam obecne z uwagi na zbliżoną gęstość do słonej wody, dzięki czemu swobodnie unoszą się na powierzchni lub niewiele pod nią. Z czasem ulegają rozdrobnieniu na coraz to mniejsze fragmenty. Ostateczny ich los to rozkład w reakcjach fotochemicznych dzięki promieniowaniu słonecznemu lub zasiedlenie przez drobnoustroje i sedymentacja w głąb oceanu. Odpady tworzyw sztucznych umownie podzielono na kilka kategorii w zależności od ich wielkości, choć klasyfikacje mogą się różnić w poszczególnych krajach. W ten sposób wyróżnia się makroplastik o wielkości powyżej 25 mm w najdłuższej osi, mezoplastik 5–25 mm, mikroplastik 1 um do 5 mm i nanoplastik – poniżej 1 um.
W oceanach występuje ciągły ruch mas wody powiązany z prądami oceanicznymi; cyrkulacja powierzchniowa tworzy 5 tzw. wielkich wirów oceanicznych. Zbierają one śmieci z lądów i z oceanu i skupiają je koncentrycznie w swoim oku. Część śmieci wraca na ląd, na plaże. Mieszkańcy Ameryki Północnej produkują rocznie średnio ok. 100 kg plastikowych śmieci na osobę. Europejczycy średnio 31 kg, Polacy 29 kg. 1/6 do nawet 1/3 z tych ilości trafia do oceanu.
Szacunki co do powierzchni i masy Pacyficznej (tej najbardziej znanej) Plamy Śmieci są dość rozbieżne. Powierzchnia ma wynosić od 700 000 km² do 15 000 000 km², czyli więcej niż Europa, masa zaś co najmniej 100 mln ton (Wikipedia.pl, 2021). Do oceanów, jak się szacuje, trafia rocznie od 5 do 13 mln ton tworzyw sztucznych. W samym Atlantyku ma znajdować się od 200 do 400 mln ton mikroplastiku. 80% antropogenicznych zanieczyszczeń stałych w oceanach pochodzi z lądów: trafia do mórz i oceanów bezpośrednio lub spływa rzekami; pozostałe 20% to resztki sprzętu rybackiego, głównie sieci oraz tworzywa pochodzące z ładunków, które „gubią” statki towarowe, choć ten ostatni proceder obecnie nie powinien się już zdarzać, zgodnie z obowiązującymi umowami międzynarodowymi.
Wielka Pacyficzna Wyspa Śmieci nie ma stałej lokalizacji – przemieszcza się w pewnych granicach. Ma dwa większe niezależne oka: wschodnie i zachodnie. Wielka wyspa śmieci nie jest jedyną na oceanach. Wyróżnia się także Południowopacyficzną i Północnoatlantycką Plamę Śmieci. Występują też mniejsze skupiska unoszących się w wodzie odpadów; należy do nich np. Plama Morza Śródziemnego. Szacuje się, że na obszarze Morza Śródziemnego znajduje się aż 7% odpadów oceanicznego plastiku, podczas gdy Morze Śródziemne stanowi 0,7% powierzchni mórz i oceanów. Refleksja: czy warto spędzać wakacje nad morzem, którego zanieczyszczenie wynosi 1000% średniego zanieczyszczenia mórz i oceanów?
Zanieczyszczenie oceanów cząstkami stałymi działa na bilans energetyczny Ziemi na kilka sposobów. Destabilizuje ekosystem planktonu: mikro- i nanoplastiku jest obecnie liczebnie więcej niż samożywnych organizmów w morzach i oceanach. Zanieczyszczenia te skupiają się w powierzchniowej warstwie wód, zakłócając dopływ światła do planktonu. Wskutek reakcji fotochemicznych następuje degradacja plastiku z uwolnieniem substancji toksycznych. Skraca to cykl życia alg; te, opadając na dno, stają się pożywką dla organizmów cudzożywnych w procesach gnilnych, egzotermicznych. Jak do tej pory, rozdzielczość analizatorów satelitarnych nie potrafi rozpoznać i określić oceanicznych wysp śmieci. Dokonuje się tego metodą bezpośredniego pobierania próbek wody. Próbę określenia rozmiarów wysp śmieci dokonano za pomocą samolotów wyposażonych w lidary, lecz rezultaty wydają się umiarkowane. Wynika to z faktu, że zmiana albedo wody bezpośrednio wskutek obecności w niej mikroplastiku może nie być znacząca. Trzeba pamiętać, że albedo powierzchni zbiorników wodnych zależy przede wszystkim od pofalowania ich powierzchni – zmieniającego się z każdym podmuchem wiatru. Obecnoś
zanieczyszczeń może nieco zmniejszać penetrację promieniowania słonecznego w głąb wody, sprzyjać wydzielaniu się większej ilości ciepła już w górnych partiach wody. Może zostać zaburzona zdolność emisyjna wody – ważny, lecz bagatelizowany czynnik chłodzący Ziemię drogą promieniowania oceanów stanowiących 70% jej powierzchni. W połączeniu z warstwą ropy naftowej, plama śmieci może już znacznie zmienić albedo i zdolność emisyjną dotkniętego obszaru oraz parowanie.Lift: Szacuje się, że na obszarze Morza Śródziemnego znajduje się aż 7% odpadów oceanicznego plastiku, podczas gdy samo Morze Śródziemne stanowi 0,7% powierzchni mórz i oceanów. Refleksja: czy warto spędzać wakacje nad morzem, którego zanieczyszczenie wynosi 1000% średniego zanieczyszczenia mórz i oceanów?
Globalne ocieplenie jest faktem – może korzystnym, może nie. Nie można wykluczyć, że za kilkanaście lat wymknie się spod kontroli, stawiając ludzkość przed poważnymi wyzwaniami.
Na antropogeniczny, czyli spowodowany przez człowieka wzrost temperatury składa się wiele przyczyn, wśród których, jak wkrótce wykażemy, dwutlenek węgla ma udział marginalny. To, kolejne opracowanie ma na celu uzmysłowienie społeczeństwu, jak wielką rolę w globalnym ociepleniu odgrywa zanieczyszczenie oceanów. W poprzedniej części wspomnieliśmy, jaki związek z Paryżem ma zanieczyszczenie oceanów, co je zanieczyszcza, o oceanach jako najważniejszym źródle tlenu dla świata, o ich zakwaszeniu, eutrofizacji i nieco o wpływie nawozów sztucznych na zbiorniki wodne.
NAWOZY SZTUCZNE A WIELKOŚĆ PLONÓW
W średniowieczu wydajność pszenicy wynosiła 1:3. Jeszcze 200 lat temu – 1:5. Współcześnie dochodzi do 1:100. Największy skok w produkcji ludzkość zawdzięcza nawozom i środkom ochrony roślin. Uważa się, że chemizacja rolnictwa i upowszechnienie agrochemikaliów przyczyniło się do ponad 10-krotnego wzrostu produktywności rolniczej ogółem. To bardzo dużo. Proszę sobie teraz wyobrazić, że przynajmniej połowa nawozów dostaje się do zbiorników wodnych.
Agrochemikalia nie są jedynym źródłem odżywek dla zbiorników wodnych. Dodatkowy udział mają odchody ludzkie (7,6 mld ludzi, których tylko 5% odchodów podlega jakiemuś oczyszczeniu w oczyszczalniach) i zwierzęce z intensywnych hodowli. Zanieczyszczenie odbywa się też drogą powietrzną, głównie z opadami – w ten sposób do wód trafiają związki azotu powstające w transporcie i przemyśle oraz część agrochemikaliów. Azot, który raz trafił do akwenu, nawet jeśli z jakiegoś powodu glony i rośliny obumierają, pozostaje długo w systemie, karmiąc kolejne pokolenia organizmów.
Działanie nawozów na ocean jest podobne jak w rolnictwie na lądzie. Pierwsze, niewielkie dawki nawozów dają największy przyrost plonów. Dalsze zwiększanie sztucznego nawożenia już tylko umiarkowanie przyczynia się do wzrostu plonów lub je nawet hamuje. Jeśli do oceanów dostaje się 50% nawozów, rozcieńczają się one na powierzchni 2,5 razy większej od lądów. Zatem oceany w przeliczeniu na jednostkę powierzchni otrzymują 40% tego, co realnie zatrzymały pola na lądzie. Nawet gdyby dostały mniej, wzrost procesów biologicznych może być w dalszym ciągu 10-krotnie wyższy.
PESTYCYDY
Wśród agrochemikaliów pestycydy są drugim produktem pod względem masy. Światowa produkcja (2017) wynosi 4,1 mln ton. Mniej niż 3% pestycydów wchodzi w reakcje z organizmami docelowymi (targetem). Pewien odsetek pozostaje w produktach rolnych (np. w żywności, bawełnie), pozostałe zaś 97% bądź zostaje wraz z deszczem spłukane do ścieków i zbiorników, bądź kumuluje się w glebie, z określonym dłuższym lub krótszym czasem półrozpadu. W minionych 200 latach pestycydy wraz z nawozami mineralnymi przyczyniły się do 10-krotnego wzrostu wydajności intensywnego rolnictwa. W eutrofizacji zbiorników ich rola jest szczególna. O ile nutrienty (nawozy) przyspieszają wzrost i namnażanie się organizmów w zbiorniku, o tyle pestycydy, które tam trafiają okresowo, do kilku razy w roku, jako substancje toksyczne powodują śmierć napotkanego pokolenia glonów i innych organizmów, a przez to przyspieszenie obrotu biologicznego w akwenie. Eutrofizacja charakteryzuje się wtedy szczególnie szybkim cyklem: szybkie namnożenie – szybkie obumarcie – sedymentacja – szybkie namnożenie – szybkie obumarcie – sedymentacja itd. Tak szybkiemu obrotowi materii sprzyja globalne ocieplenie, w tym wzrost temperatury powierzchniowej warstwy oceanów, a przyspieszony metabolizm tej warstwy w mechanizmie dodatniego sprzężenia zwrotnego podnosi tę temperaturę.
O wpływie substancji toksycznych (a należą do nich pestycydy) na ekosystem wodny wiemy już od dawna z Raportu o Środowisku przygotowanego dla prezydenta Stanów Zjednoczonych Lyndona Johnsona w 1965 roku (Restoring the Quality of Our Environment, Report of The Environmental Pollution Panel President’s Science Advisory Committee, The White House, Nov. 1965): „Do zakwitu alg nie potrzeba ogromnych ilości nitratów czy fosforanów. Pojawia się, gdy jakieś toksyczne substancje eliminują inną roślinność wodną i substancje odżywcze stają się dostępne dla alg. Sprzyja temu wzrost temperatury, np. tam, gdzie woda używana jest jako czynnik chłodzący w przemyśle. Sprzyja też brak planktonu. Algom za pożywkę służyć mogą rozpadające się, obumarłe fragmenty wodnych roślin korzeniowych, jako skutek działania herbicydów”.
Przy okazji warto wspomnieć, że nawozy sztuczne, a jeszcze bardziej środki ochrony roślin, poza zagrożeniami środowiskowymi stanowią zagrożenie dla ludzi i zwierząt: bezpośrednie toksyczne oraz odległe – teratogenne i kancerogenne.
BUTWIENIE I GNICIE
Z eutrofizacją wiążą się procesy przemian biologicznych zachodzące w środowisku wodnym i są w pewnym stopniu podobne do tych zachodzących na lądzie.
- Butwienie to rozkład szczątków głównie roślinnych (przede wszystkim celulozy i ligniny), prowadzony przez grzyby pleśniowe i bakterie w środowisku tlenowym. Jest to proces egzotermiczny, w jego wyniku powstają CO2, NH3, azotany, fosforany i siarczany.
- Gnicie – to rozkład głównie białkowych szczątków, prowadzony przez bakterie gnilne w warunkach beztlenowych. Może przebiegać z etapami endotermicznymi, jakkolwiek globalnie – sumarycznie – w warunkach naturalnych są to procesy egzotermiczne. W wyniku gnicia powstają m.in. siarkowodór SO2, wodór H2, azot N2, dwutlenek węgla CO2, metan CH4, amoniak NH3, dwusiarczek węgla CS2, wodorek fosforu PH3, difosfina P2H4.
Procesy butwienia i gnicia w przenawożonych akwenach mogą zachodzić niezależnie lub naprzemiennie. Gnicie i butwienie są procesami niejednorodnymi. Procesy rozkładu materii organicznej zachodzące w sposób kontrolowany określane są mianem fermentacji. Fermentacja odnosi się (zasadniczo) do przemian w warunkach beztlenowych i są one opisane. Zaznajomienie się ze znanymi procesami pozwala wyobrazić sobie niektóre reakcje chemiczne, jakim podlegają szczątki organiczne w zbiornikach wodnych. Przypomnijmy, że istnieją duże sztuczne zbiorniki wodne zasilające hydroelektrownie, w których procesy gnicia i butwienia powodują emisje gazów tzw. cieplarnianych, wyższe, aniżeli gdyby na ich miejscu istniała elektrownia na paliwo kopalne (patrz Hipoteza Harsprånget, „Kurier WNET”, październik 2020 – styczeń 2021).
SZTUCZNE ZBIORNIKI WODNE A TEMPERATURA WODY
W wyżej wspomnianym obszernym artykule Hipoteza Harsprånget znajdziemy też wiele innych informacji. Na świecie istnieje ponad 50 tysięcy dużych sztucznych zbiorników wodnych. Łącznie z mniejszymi jest ich ponad 800 tysięcy. Powierzchnia wszystkich sztucznych zbiorników szacowana jest na 400 000 km², co stanowi 0,3% powierzchni lądów. Z uwagi na bardzo małe albedo wody, a szczególnie spokojnych akwenów lądowych, jest to albedo wielokrotnie mniejsze od albedo lądów. Sztuczne zbiorniki pochłaniają ilości ciepła, które nie mogą być pomijane w bilansie energetycznym lądów. Część tych zbiorników może powodować lokalne, nieznaczne ochłodzenie powietrza nad taflą wody, co odbywa się w dwóch mechanizmach:
- napływająca woda ma niższą temperaturę, aniżeli otoczenie, a rozlana na dużej powierzchni, pochłania znaczne ilości ciepła z otoczenia,
- w sposób podobny do klimatyzatora ewaporacyjnego.
Parowanie z tych zbiorników bezpośrednie lub dzięki nim pośrednie (nawadnianie), łącznie około 5000 km³ wody rocznie, przenosi ciepło utajone na wiele kilometrów i oddaje dopiero daleko, podnosząc temperaturę tam zapewne rejestrowaną przez termometry dla IPCC.
Sztuczne zbiorniki wodne zatrzymują 7000 km³ wody. Niestety brak jest systemowych badań, które jasno by wykazały, o ile stopni Celsjusza woda nurtu rzeki poza zbiornikiem jest cieplejsza od tej, jaka tam płynęła przed instalacją zapory. Badania post factum są niewiarygodne. Dodatkowego ciepła do wody w zbiornikach dostarczają procesy biologiczne w nich zachodzące, które są egzotermiczne. Cała ta cieplejsza woda spływa do mórz i oceanów. Jako cieplejsza i niezasolona rozchodzi się w warstwie powierzchniowej oceanów, czyli tej, która jest obiektem pomiarów stanowiących podstawę do wyciągania wniosków (często – jakże kontrowersyjnych) przez IPCC.
WIELKA PACYFICZNA WYSPA ŚMIECI A GLOBALNE OCIEPLENIE
Od ponad 20 lat spotkaliśmy się w mediach z hasłem „wielka oceaniczna wyspa (lub plama) śmieci” – Great Pacific Garbage Patch.
Plama śmieci to nie wyspa w pełnym tego słowa znaczeniu, choć w mediach można znaleźć takie błędne porównania. Plama śmieci to obszar oceanu (akwenu), w którym występuje większe zagęszczenie stałych zanieczyszczeń pochodzenia ludzkiego. Graniczna ilość ich masy w 1 m³ wody nie została jeszcze jednoznacznie określona. W blisko 99% są to pozostałości tworzyw sztucznych. Inne to resztki drewna, w tym papieru toaletowego, z ponad 30 miliardów kg użytego przez ludzi rocznie, jakie spływają do mórz i oceanów (zauważmy, że w 2017 roku 85% ścieków trafiało do cieków bez żadnego oczyszczenia).
Tworzywa sztuczne zawieszone w oceanach są tam obecne z uwagi na zbliżoną gęstość do słonej wody, dzięki czemu swobodnie unoszą się na powierzchni lub niewiele pod nią. Z czasem ulegają rozdrobnieniu na coraz to mniejsze fragmenty. Ostateczny ich los to rozkład w reakcjach fotochemicznych dzięki promieniowaniu słonecznemu lub zasiedlenie przez drobnoustroje i sedymentacja w głąb oceanu. Odpady tworzyw sztucznych umownie podzielono na kilka kategorii w zależności od ich wielkości, choć klasyfikacje mogą się różnić w poszczególnych krajach. W ten sposób wyróżnia się makroplastik o wielkości powyżej 25 mm w najdłuższej osi, mezoplastik 5–25 mm, mikroplastik 1 um do 5 mm i nanoplastik – poniżej 1 um.
W oceanach występuje ciągły ruch mas wody powiązany z prądami oceanicznymi; cyrkulacja powierzchniowa tworzy 5 tzw. wielkich wirów oceanicznych. Zbierają one śmieci z lądów i z oceanu i skupiają je koncentrycznie w swoim oku. Część śmieci wraca na ląd, na plaże. Mieszkańcy Ameryki Północnej produkują rocznie średnio ok. 100 kg plastikowych śmieci na osobę. Europejczycy średnio 31 kg, Polacy 29 kg. 1/6 do nawet 1/3 z tych ilości trafia do oceanu.
Szacunki co do powierzchni i masy Pacyficznej (tej najbardziej znanej) Plamy Śmieci są dość rozbieżne. Powierzchnia ma wynosić od 700 000 km² do 15 000 000 km², czyli więcej niż Europa, masa zaś co najmniej 100 mln ton (Wikipedia.pl, 2021). Do oceanów, jak się szacuje, trafia rocznie od 5 do 13 mln ton tworzyw sztucznych. W samym Atlantyku ma znajdować się od 200 do 400 mln ton mikroplastiku. 80% antropogenicznych zanieczyszczeń stałych w oceanach pochodzi z lądów: trafia do mórz i oceanów bezpośrednio lub spływa rzekami; pozostałe 20% to resztki sprzętu rybackiego, głównie sieci oraz tworzywa pochodzące z ładunków, które „gubią” statki towarowe, choć ten ostatni proceder obecnie nie powinien się już zdarzać, zgodnie z obowiązującymi umowami międzynarodowymi.
Wielka Pacyficzna Wyspa Śmieci nie ma stałej lokalizacji – przemieszcza się w pewnych granicach. Ma dwa większe niezależne oka: wschodnie i zachodnie. Wielka wyspa śmieci nie jest jedyną na oceanach. Wyróżnia się także Południowopacyficzną i Północnoatlantycką Plamę Śmieci. Występują też mniejsze skupiska unoszących się w wodzie odpadów; należy do nich np. Plama Morza Śródziemnego. Szacuje się, że na obszarze Morza Śródziemnego znajduje się aż 7% odpadów oceanicznego plastiku, podczas gdy Morze Śródziemne stanowi 0,7% powierzchni mórz i oceanów. Refleksja: czy warto spędzać wakacje nad morzem, którego zanieczyszczenie wynosi 1000% średniego zanieczyszczenia mórz i oceanów?
Zanieczyszczenie oceanów cząstkami stałymi działa na bilans energetyczny Ziemi na kilka sposobów. Destabilizuje ekosystem planktonu: mikro- i nanoplastiku jest obecnie liczebnie więcej niż samożywnych organizmów w morzach i oceanach. Zanieczyszczenia te skupiają się w powierzchniowej warstwie wód, zakłócając dopływ światła do planktonu. Wskutek reakcji fotochemicznych następuje degradacja plastiku z uwolnieniem substancji toksycznych. Skraca to cykl życia alg; te, opadając na dno, stają się pożywką dla organizmów cudzożywnych w procesach gnilnych, egzotermicznych. Jak do tej pory, rozdzielczość analizatorów satelitarnych nie potrafi rozpoznać i określić oceanicznych wysp śmieci. Dokonuje się tego metodą bezpośredniego pobierania próbek wody. Próbę określenia rozmiarów wysp śmieci dokonano za pomocą samolotów wyposażonych w lidary, lecz rezultaty wydają się umiarkowane. Wynika to z faktu, że zmiana albedo wody bezpośrednio wskutek obecności w niej mikroplastiku może nie być znacząca. Trzeba pamiętać, że albedo powierzchni zbiorników wodnych zależy przede wszystkim od pofalowania ich powierzchni – zmieniającego się z każdym podmuchem wiatru. Obecnoś
zanieczyszczeń może nieco zmniejszać penetrację promieniowania słonecznego w głąb wody, sprzyjać wydzielaniu się większej ilości ciepła już w górnych partiach wody. Może zostać zaburzona zdolność emisyjna wody – ważny, lecz bagatelizowany czynnik chłodzący Ziemię drogą promieniowania oceanów stanowiących 70% jej powierzchni. W połączeniu z warstwą ropy naftowej, plama śmieci może już znacznie zmienić albedo i zdolność emisyjną dotkniętego obszaru oraz parowanie. Lift: Szacuje się, że na obszarze Morza Śródziemnego znajduje się aż 7% odpadów oceanicznego plastiku, podczas gdy samo Morze Śródziemne stanowi 0,7% powierzchni mórz i oceanów. Refleksja: czy warto spędzać wakacje nad morzem, którego zanieczyszczenie wynosi 1000% średniego zanieczyszczenia mórz i oceanów?
