Kulstoffets kredsløb (Spørg naturen, tema, Peter Norrild)

Transkript

1 Kulstoffets kredsløb (Spørg naturen, tema, Peter Norrild) 3. Luft er ikke bare luft Jorden har eksisteret i mange milliarder år, livet på den i mange millioner år. Men det er kun et par hundrede år siden, man kom på sporet af, hvorledes luft, planter og dyr vekselvirker med hinanden. Joseph Priestley, der levede for cirka 180 år siden, var en af de første, der opdagede, at der var forskel på luft. Hans forsøg viste, at brændte man et lys eller andre ting under en tæt glasklokke, gik ilden ud efter et stykke tid. Og en mus kunne kun leve et begrænset stykke tid inde i en glasklokke, selv om den fik al den mad og alt det vand den behøvede. God luft bliver til dårlig luft, når mennesker og dyr ånder, og når ting brænder. Ånding og forbrænding giver de samme ændringer af luften. I den friske eller gode luft er der så lidt kuldioxid, at vi ikke kan påvise det med vores apparatur. Når luften har været brugt af mennesker, dyr eller til forbrænding, er det derimod let at påvise kuldioxid i den. Et fællestræk for mennesker og dyrs ånding og for forbrænding er, at der produceres luftarten kuldioxid. Når man tænker på, at cirka fire milliarder mennesker og mange flere dyr hele tiden ånder, kan man godt undre sig over, at der alligevel stadig er frisk luft til alle. 4. Planterne, luftens skraldemænd Joseph Priestley fandt frem til en forklaring på, hvordan luften kunne blive frisk igen:»jeg har været så heldig ved et tilfælde at finde en metode til forbedring af luft, der er blevet forurenet af et brændende lys, og jeg har opdaget i det mindste et af de midler, som naturen anvender til dette formål. Det et planterne.«hans rapport fra 1772 viste, at planterne fungerer som luftrensere. Senere fandt man ud af, at det netop var kuldioxid, planterne fjernede fra den dårlige luft. Det forklarede, hvordan atmosfæren kunne blive ved med at være frisk, selv om den blev fyldt med affaldsstoffet kuldioxid fra mennesker og dyrs åndedræt eller respiration, som det også kaldes. Planternes aktivitet har betydet, at mængden af kuldioxid i atmosfæren har været næsten konstant i alle de år, den er blevet målt. Der sker hele tiden en livlig udveksling af stoffer mellem planter, mennesker og dyr. Denne udveksling er i "balance". Der forbruges stort set lige så meget kuldioxid af planterne, som der dannes ved menneskers og dyrs respiration. 5. Kuldioxid bliver til organisk stof Planterne renser naturligvis ikke luften for kuldioxid blot for at glæde mennesker og dyr. Kuldioxid er livsvigtig næring for planterne. De vokser og opbygger deres væv ved hjælp af den kuldioxid, de optager. Kuldioxiden omsættes med vand, som planten optager fra jorden. Vandet spaltes i hydrogen og oxygen. Hydrogenet bliver sammen med kuldioxid til de organiske stoffer, planten består af. Oxygenet frigiver planten til atmosfæren. Planterne opbygger tre hovedtyper af organisk stof: kulhydrat, fedt og protein. Når der dannes kulhydrat, kan processen skrives: kuldioxid + vand kulhydrat + oxygen Et af de kulhydrater, planten danner, er druesukker eller glucose. Det har formlen C 6 H 12 O 6. Et reaktionsskema for processen bliver så: 6 C H 2 0 C 6 H 12 O Det meste glucose omdannes videre til andre typer kulhydrater. En af de almindeligste er sukker, eller sucrose. Det består af et molekyle glucose, der er sat sammen med et molekyle fructose. Fructose har også formlen C 6 H 12 O 6 men atomerne er bygget lidt anderledes sammen end i glucose. Når disse to molekyler kobles sammen, fraspaltes der et molekyle vand: C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 C 12 H 22 O 12 + H 2 0 Sucrose findes i for eksempel sukkerrør og sukkerroer. Størstedelen af det sukker, vi bruger i Danmark, kommer fra sukkerroer. Og sukkerroerne har altså lavet det ved at forene luftens kuldioxid med vand fra jorden. Stivelse er et andet vigtigt kulhydrat, som findes i planternes blade og næringsdepoter. Det består af et meget stort antal glucosemolekyler, der er koblet sammen i lange kæder, idet der fraspaltes et molekyle vand, når glucose-molekyler kobler sig sammen. Stivelse kender man fra hverdagen som hovedbestanddelen i korn og mel. Andre eksempler er "maizenamel" og "kartoffelmel". Planternes cellevægge er opbygget af kulhydratet cellulose, der giver planterne stivhed og styrke. Det danner med andre ord planternes skelet. Det er ligesom stivelse opbygget af glucoseenheder, bundet sammen i en form for netværk, så der opstår en meget stiv og stærk struktur. Fedt og protein var de andre typer organisk stof, der blev

2 opbygget i planterne ud fra luftens kuldioxid. Fedtstofferne i planterne kender vi som planteolier, f.eks. solsikkeolie, majsolie, olivenolie og sojaolie. Planteolierne er opbygget af kulstof, hydrogen og oxygen, ligesom kulhydra terne. Men de tre grundstoffer er kombineret pa en anden måde. Protein findes der ikke så meget af i planter som i mennesker og dyr. Protein er organiske stoffer, der foruden kulstof, hydrogen og oxygen, også indeholder nitrogen (kvælstof). Nitrogen får planten fra forskellige salte, den optager fra jorden sammen med vand. 6. Solen, en nødvendighed Det var Priestley, der opdagede, at planterne bruger den kuldioxid, mennesker og dyr producerer. Men der var noget, hverken han eller andre i starten efter denne opdagelse kunne få til at stemme. Af og til svigtede de forsøg, der viste, at planterne optog kuldioxid og producerede den livsnødvendige ilt. Det lykkedes ikke for Priestly selv at forklare, hvorfor forsøgene af og til mislykkedes. Først nogle år senere opdagede andre forskere, at planterne kun brugte kuldioxid, når solen skinnede på dem. Bagefter er det let for os at se, hvorfor Priestleys forsøg samme tider kunne mislykkes. Han har sikkert ikke taenkt på, om han udførte sine forsøg med planter, der stod lyst i vinduet, eller om de stod i en mørk krog af hans laboratorium. I dag kan vi med meget simple forsøg vise, at planter, som er anbragt i mørke, ikke kan optage kuldioxid og derfor heller ikke danne stivelse. Får en plante ikke lys nok, dør den. Solen er en livsnødvendighed for planterne, lige så vigtig som vand og kuldioxid. Der er dog stor forskel på, hvor meget lys de forskellige typer planter behøver. Processen i planterne har fået navnet fotosyntesen. Foto betyder lys og syntese betyder at samle dele til en større helhed. Ved hjælp af lyset samles kuldioxid og vand til komplicerede, organiske stoffer. Solen er nødvendig for planternes liv. Planterne er nødvendige for både dyrs og menneskers liv. Både dyr og mennesker behøver nemlig mad for at leve, holde sig varme og kunne arbejde. De organiske stoffer, der produceres i planterne af luftens kuldioxid og vand, er næringsstoffer for både dyr og mennesker. Kulhydrat, fedt og protein er lige præcis de stoffer, mennesker og dyr behøver for at kunne leve. Vi mennesker kunne godt leve udelukkende af planter. Men de fleste af os vil også gerne have kød af forskellig slags for at få en mere varieret kost. Det betyder, at de næringsstoffer, som er opbygget i planterne, passerer gennem nogle ekstra led, inden vi spiser dem. Tænker man for eksempel på en god, saftig hakkebøf, er det næringsstof, der stammer fra en ko. Og koen har levet af næringsstofferne i græs, som igen blev lavet ved fotosyntese ud fra luftens kuldioxid. Det samme gælder flæskestegen og den bayerske pølse. Det er næringsstoffer fra en gris. Og grisen har levet af en menu, der mest består af byg og andre plantearter, lavet af luftens kuldioxid. Alle næringsstoffer kommer oprindeligt fra planter, lavet af luftens kuldioxid og sollys. Næringsstofferne passerer gennem et eller flere led i fødekæder, hvoraf mennesker også er en del. De næringsstoffer, som ikke bliver spist af mennesker eller dyr, går alligevel ikke til spilde. I naturen forrådner de. Ved en forrådnelse nedbrydes det organiske stof af bakterier og andre mikroorganismer, der på denne måde lever af det. Når vi spiser stivelsesholdig mad, nedbrydes de store stivelsesmolekyler i vores fordøjelsessystem til glucose, som fra tarmen kan optages i blodet, hvorefter det sendes til forbrænding i de enkelte celler i kroppen. I spyt er der et enzym, som kan angribe og ødelægge stivelse. Enzymer er i øvrigt en fællesbetegnelse for de "katalysatorer", som regulerer hastigheden af de kemiske processer i levende organismer. Det er ikke nok at spise for at leve. Det er også nødvendigt, at vi trækker vejret. Mad og luft er lige vigtige for os. Det er ikke tilfældigt, for de to ting hænger nøje sammen. I indåndingsluften er der meget oxygen og meget lidt kuldioxid. I vores udåndingsluft er oxygenindholdet mindre, og indholdet af kuldioxid er forøget. Ved respiration bruger vi oxygen og producerer kuldioxid. Kulstoffet i kuldioxiden kan kun være hentet inde fra vores krop. Men vi bliver ikke tømt for kulstof af den grund, for kulstoffet kommer fra de næringsstoffer, vi spiser. Oxygenet i indåndingsluften reagerer i kroppen med kulstoffet i næringsstofferne, vi har spist. Herved dannes kuldioxid og vand, som vi ånder ud. Ved respiration forbrænder kulstoffet i næringsstofferne til kuldioxid, som frigives til atmosfæren med udåndingsluften. Med kulhydrater bliver reaktionen: C 6 H 12 O CO H 2 O En del af kulstoffet i føden omsættes til kuldioxid ved respiration (ånding). Resten passerer som næringsstof videre til næste led i fødekæden, hvor det samme sker. Når planter, dyr eller mennesker dør i naturen, rådner det organiske stof op, og alt kulstoffet bliver omdannet til kuldioxid igen. Vi er kommet tilbage, hvor vi startede. Ved respirationen omsættes organiske kulstofforbindelser til kuldioxid i atmosfæren. Og kuldioxid er næringsstof for planterne. I fotosyntesen bliver atmosfærens kuldioxid omsat med vand til organiske kulstofforbindelser i form af kulhydrat, protein og fedt. Det sker med hjælp fra solen. Fotosyntesen og respirationen er»modsatte«processer: i fotosyntesen bliver atmosfærens kuldioxid og vand til organiske kulstofforbindelser. I respirationen bliver de organiske kulstofforbindelser igen omsat til kuldioxid og vand, som leveres tilbage til atmosfæren.

3 Tidligere tiders opfattelse af planterne som luftens skraldemænd er ikke helt forkert. Fotosyntesen er nemlig grundlaget for alt liv. Fotosyntesen renser atmosfæren for kuldioxid, fylder den med ilt og skaber næringsstoffer til mennesker og dyr. 10. Et kredsløb er skabt Kulstoffet cirkulerer i et evigt kredsløb. I respirationen (åndingsprocessen) omsættes kulstof fra organisk stof til kuldioxid. I fotosyntesen omsættes kulstof fra kuldioxid til organisk stof. Planterne lever af luftens kuldioxid, og de sørger for at CO,-koncentrationen i luften hele tiden holder sig på cirka 0,03 %. Vi har også set, at kulstoffet kan passere gennem kortere eller længere fødekæder, inden det igen vender tilbage til luften som kuldioxid. Kulstoffet kan altså være bundet i organisk stof i kortere eller længere tid. Meget af det kulstof, som engang i tidernes morgen havnede på planeten Jorden, ligger ikke uvirksomt hen. Det cirkulerer igen og igen i jordens vigtigste kredsløb mellem fotosyntese og respiration. 11. Fra hulemandens bål til naturgas Lige fra hulemandens tid har menneskene fået mere end mad ud af fotosyntesen. Hulemanden tænkte ikke over, at de organiske kulstofforbindelser i dyrekøllen har været kulstof bundet i planter, der igen har hentet det fra atmosfærens kuldioxid. Men hvad han tænkte over var, at stegt kød smagte bedre end råt kød. Og han fandt ud af, at man kunne skaffe varmen ved at brænde træ. Undersøger vi, hvad der sker, når træ brænder, konstaterer vi, at det er en proces, der kræver luft, og at træet omdannes til kuldioxid og vand. De organiske kulstofforbindelser i træ består mest af kulhydratet cellulose. Processen kaldes forbrænding, og den svarer i princippet til respirationen. Det er let at konstatere, at der dannes varme ved forbrænding. Varme er den første form for energi, mennesket begyndte at udnytte for at gøre livet lettere og mere behageligt. Tager vi denne nye oplysning med, kan reaktionen skrives: C 6 H 12 O CO H 2 O + energi I mange tusinde år var træ, kvas, tørv og brunkul de eneste energikilder, mennesket havde. De blev udnyttet til tilberedning af mad, opvarmning af boliger og til udsmeltning og forarbejdning af metaller til redskaber. For nogle få hundrede år siden begyndte vi at udnytte kul til opvarmning og til at drive dampmaskiner, som kunne overtage noget af det tunge arbejde for mennesket. Kul er næsten rent kulstof. Energiudviklingen ved forbrænding blev så at sige menneskets forstærkede arm, der kunne overtage det arbejde, mennesket ikke brød sig om eller slet ikke ville kunne magte. Da oberst Drake i 1859 fandt på at bore efter olie i USA, tog denne udvikling for alvor fart. Olie består af carbonhydrider (kulbrinter), som indeholder kulstof og hydrogen i varierende sammensætning. Energiudviklingen ved forbrænding af olie har overtaget meget store dele af det arbejde, mennesker selv var nødt til at gøre i gamle dage. Energi er ikke længere blot et hjælpemiddel for mennesker, det er faktisk en helt nødvendig drivkraft for alle moderne samfund i den industrialiserede verden. Naturgas er den sidste nye energikilde, vi er begyndt at udnytte herhjemme. Den hentes op fra Nordsøen og fordeles over hele Danmark gennem et net af rørledninger. Naturgas er også en forbindelse, der kun indeholder kulstof og hydrogen. Stoffet har formlen CH 4, og dets kemiske navn er methan. 12. Fossile braendstoffer opsparet gennem årtusinder Kul, olie og naturgas kaldes fossile brændstoffer. Kul er dannet af planterester i søer og moser. I stedet for at gå i forrådnelse er disse planterester blevet dækket af andre aflejringer, og ved sammenpresningen er der dannet tørv, der omdannes videre til brunkul. Der forsvinder mere hydrogen og oxygen end kulstof ved disse omdannelser af plantematerialet. Resultatet bliver et lag af stærkt kulstofholdige forbindelser, der kaldes stenkul. Hele denne omdannelse tager flere millioner år. Stenkullene kan ved forskellige processer omdannes videre til blandt andet kul, koks og bygas. Olie og naturgas er dannet på tilsvarende måde af døde dyrearter, der er sunket ned på bunden af urtidens have og er blevet liggende der. Efterhånden er disse aflejringer blevet presset sammen af nye aflejringer, og det hele er langsomt blevet omdannet til olie og gas. Måske har der også medvirket bakterier ved disse omdannelser, der tager millioner af år. De fossile brændstoffer indeholder altså kulstof, der er udgået af kulstoffets naturlige kredsløb og opsparet i jordskorpen gennem mange millioner år. 13. Forbrænding og respiration slipper energien Iøs Forbrænding og respiration er processer, der ligner hinanden på mange måder. Det vigtigste lighedspunkt er, at kulstofholdige forbindelser omdannes til kuldioxid og vand. Ved processerne frigøres energi, som kan udnyttes til mange forskellige formål. Når et menneske gennem respiration forbrænder glucose, er den kemiske reaktion: C 6 H 12 O CO H 2 O + energi Når benzin brænder i en bilmotor, er den kemiske reaktion: C 7 H CO H 2 O + energi I et menneske bruges en del af den frigjorte energi til at holde kroppens temperatur på 37 C, hvilket er et godt stykke over omgivelsernes temperatur. En anden del af

4 energien bruges til vores fysiske aktiviteter gå, løbe, løfte ting osv. Respirationen er en langsom, kontrolleret forbrænding, hvor energien slippes løs lige præcis i det tempo, der er brug for den. I modsætning hertil forløber forbrændingen i bilmotoren meget hurtigt. En lille del af den frigjorte energi udnyttes som bevægelsesenergi (kinetisk energi), der får bilen til at køre. Størstedelen af energien omsættes til varme.i bilmotoren er varmeudviklingen ved forbrændingen så kraftig, at motoren må køles med vand for ikke at blive for varm. Det gælder for alle forbrændingsprocesser, at energiudviklingen sker meget hurtigt og temperaturen stiger kraftigt, fordi størstedelen eller al energien omsættes til varme. En mindre del af energien kan omsættes til forskellige former for nyttigt arbejde, for eksempel i biler, skibe og fly. Den kan omdannes til elektricitet, der så kan udføre en række opgaver i lamper, ovne og elektromotorer. Ved respirationen i mennesker og dyr frigøres energien langsomt og kontrolleret, så temperaturen i organismen holder sig konstant på 37 C. Slutresultatet er det samme i respiration og i forbrænding. Kulstofholdige organiske forbindelser omdannes til kuldioxid og vand, og der frigøres energi som varme eller arbejde af forskellig art. 15. Fotosyntesen sparer energien op I fotosyntesen omdannes kuldioxid og vand til de energirige, organiske kulstofforbindelser. Solen er nødvendig, for at fotosyntesen kan finde sted. Og det er netop solens energi, der så at sige indfanges og oplagres i de energirige organiske kulstofforbindelser. Hver gang der ved fotosyntese er lavet 1 gram glucose af kuldioxid og vand, har solen leveret en energimængde på 17 kj. Og denne energimængde går ikke til spilde. Den udløses igen, når glucosen omsættes i respiration eller forbrænding. De energirige, organiske kulstofforbindelser er en slags sparebøsse for solenergien. Både dyr og mennesker lever i virkeligheden udelukkende af solenergi, der er sparet op af planterne. Al vores føde er nemlig forskellige organiske kulstofforbindelser, hvis energiindhold oprindelig stammer fra solen. Ved at spise frugt og grønsager udnytter vi solenergien mest effektivt. Når vi spiser kød, æg, ost eller andre mejeriprodukter, har solenergien passeret gennem nogle led i fødekæder. En stor del af energien går til spilde herved, fordi vore husdyr bruger energi til at opretholde deres eget liv. Kun en lille del af energien i deres føde gives videre til os. Men den del, der når til os stammer altså i virkeligheden også fra Solen. Planterne selv er dog ikke kun energisparere. De skal også bruge energi for at vokse. Planterne skaffer sig denne energi på samme måde som dyr og mennesker ved at omsætte organisk stof gennem respiration. Cirka halvdelen af den energi, planterne opsparer som organisk stof, omsætter de selv igen i respirationen. Når landmanden dyrker markerne, sørger han i virkeligheden for at opspare solenergi. Landbrugets formål er at opsamle solenergien og binde den kemisk i planter, dyr og andre landbrugsprodukter, som er føde for mennesker. Når vi bruger de fossile brændstoffer, er det lagre af solenergi, vi bruger. Den energi, der frigøres ved forbrændingen, blev opsparet ved fotosyntese for mange millioner år siden, da kul, olie og gas blev dannet af urtidens plante- og dyreliv. Samfundet arbejder nu på at finde andre måder at udnytte solenergien på. Solfangere, vindmøller, solceller og så videre er eksempler på ny og moderne teknologi. Men i virkeligheden drives verden allerede ved hjælp af solenergi. Udnyttelse af solenergi er faktisk grundlaget for alt liv på Jorden, også for os mennesker. Udnyttelse af solenergi er egentlig naturens ældste opfindelse. Solen er Jordens vigtigste energikilde. De enorme energimængder, der udløses på Solen, sendes ud i verdensrummet som stråling af forskellig art. En del af den stråling, som har retning mod Jorden, reflekteres (tilbagekastes) af atmosfæren. Af resten bruges størstedelen til at opvarme luft, jord og vand. Herved "skabes" vind og vejr. En meget lille del af solens energi opfanges af de grønne planter og omdannes til kemisk bundet energi. Denne lille del af solenergien bliver derved grundlaget for livet pa Jorden. Energiregnskab for en ko: Ved fotosyntese oplagres energi i græsset. En del af græsset spises af koen, og en del går til spilde. Den del af græsset, der spises af koen, bruges til flere formål. En del af energien i græsset omsaetter koen ved respiration. En del af energien bliver bundet i organisk stof som oksekød og komælk. Den sidste del af energien passerer med ufordøjet græs ud igen og findes i kokassen. Kokassen giver liv til en lang række smådyr, der kan udnytte energien i den. 16. Stof i kredsløb, strøm af energi I kulstoffets kredsløb bliver kuldioxid til energirigt, organisk stof ved fotosyntese. Planterne omsætter en del af de organiske stoffer til kuldioxid ved respiration. Resten bliver enten til føde for planteædende dyr eller ender som dødt organisk stof i jorden. Planteæderne omsætter en del af det organiske stof til kuldioxid. Bakterier, svampe og andre nedbryderorganismer omsætter dødt plante- og dyrevæv. De organiske stoffer heri bliver også til kuldioxid. Det er kulstoffets kredsløb. Gennem kulstoffets kredsløb omsættes solenergi til en strøm af energi gennem alt levende på Jorden. De grønne planter opfanger Solens energi. I planterne bindes energien kemisk i form af energirige, organiske kulstofforbindelser. En del af energien i disse bruger planterne selv, en anden del går til de dyr, der spiser planterne. Dyrene bruger det meste på at opretholde deres eget liv. Resten af energien oplagres kemisk i de organiske stoffer, dyrene

5 består af. Når planter og dyr dør, efterlader de den kemisk bundne energi i deres døde væv. Energien fra det døde væv udnyttes af de forskellige nedbryderorganismer ved forrådning. Solenergien, der blev opsamlet i fotosyntesen, udløses altså i småportioner, efterhånden som de organiske kulstofforbindelser passerer fra led til led i livet på Jorden. Og når alt det organiske stof igen er omdannet til kuldiox id, er al bunden energi blevet udløst. Den forsvinder dog ikke. Nøjagtig den samme energimængde, som blev sparet op i "koncentreret" form som kemisk energi i organisk stof, er til slut endt i spredt og "fortyndet" form som varme i atmosfæren. Fra atmosfæren spredes varmen videre ud i verdensrummet. Gennem kulstoffets kredsløb omsættes solenergien til en strøm af kemisk energi, der holder alt levende i gang. Energien omsættes lidt efter lidt til varme, som forlader Jorden igen. Undervejs har energien holdt gang i kulstoffets kredsløb og dermed i livet på Jorden. 17. Det handler om balance Jorden har nogenlunde konstant temperatur. Nok kan vinteren være kold og sommeren varm, men temperaturudsvingene holder sig inden for visse grænser, hvortil livet på Jorden har tilpasset sig. Det er et spørgsmål om balance. Jorden modtager konstant en kraftig energistrøm fra Solen. En stor del reflekteres fra atmosfæren og jordoverfladen. En mindre del bindes i organisk stof og omsættes igennem kulstoffets naturlige kredsløb til varme, som igen forlader Jorden. Jordens konstante temperatur skyldes, at der er balance mellem den energi, Jorden modtager, og den energi, der udstråles. Jorden modtager det meste af sin energi som synligt lys og ultraviolet lys. Jorden afgiver energien igen som infrarødt lys (varmestråling). Vi har ændret på kredsløb og energistrømme. Afbrænding af fossile brændstoffer ændrer således både på kulstoffets kredsløb og på energistrømmen. I det sidste par hundrede år er vi begyndt at tilføre atmosfæren mere kul dioxid, end den har tilpasset sig til gennem millioner af år. I den tid, man har målt på det, er mængden af kuldioxid i atmosfæren blevet øget en smule. Det er sandsynligvis på grund af afbrændingen af de store mængder fossile brændstoffer. Den øgede mængde kuldioxid har fået indflydelse på kulstoffets kredsløb. I den samme periode er temperaturen på Jorden (taget som gennemsnit) steget en lille smule. Klimaforskere me ner, at det blandt andet hænger sammen med stigningen i luftens CO,-koncentration. Kuldioxid kan nemlig opsuge noget af den varmestråling, der udgår fra jordoverfladen. Man kan sammenligne virkningen af kuldioxid med glasset i et drivhus, og man taler derfor om drivhuseffekten i atmosfæren. Jo mere kuldioxid der er i atmosfæren, jo større betydning får drivhuseffekten. 18. Drivhuseffekten Hvis jordens temperatur stiger, vil klimaet ændre sig. Danmark kan få et klima som i Frankrig, men overskyet, og derfor ikke så solrigt. Der går dog endnu 10 til 20 år før vi med sikkerhed ved, om temperaturstigningen er kommet for at blive. Måske er der kun tale om en naturlig ændring i jordens temperatur, og måske bliver det på et tidspunkt koldere igen helt af sig selv. Hvis temperaturstigningen varer ved, kan vi for evigt lægge kælke og skøjter til side. Vi kommer til at opleve vintre med grønne marker og grå, overskyet himmel. For at opleve en hvid vinter, skal vi så nok langt op i Norge eller Sverige. Temperaturstigningen vil medføre, at noget af iskalotten på Grønland og Antarktis smelter. Vandet Iøber ud i havene, hvor vandstanden vil stige. Langs kysterne ved Danmark stiger vandet måske op til en halv meter. Lavt liggende områder af Lolland og Sønderjylland kan blive oversvømmet, hvis der ikke bygges flere og højere diger. I forvejen ved man, at havet i Iøbet af de sidste hundrede år er steget mellem 10 og 15 centimeter. Det skyldes, at temperaturen i Iøbet af den tid er steget ca. en halv grad i gennemsnit. Landbruget må tilpasse sig et varmere klima, og vi kan få nye skadedyr til landet. F.eks. trives Coloradobillen dårligt i Danmark i det klima, vi har nu. Hvis det bliver så varmt, at den bliver i stand til at overvintre i Danmark, kan det gå ud over kartoffelmarkerne. Skovene kan komme til at se anderledes ud. Mere sydlige arter som Korkeg og ægte kastanje kan blive almindelige træer i Danmark. Men bøgen vil vi stadig have. Plantelivet i højmoser, strandenge og marsk kan lide skade på grund af varmen, og nordlige gæster som sæler og lomvie vil nok holde sig væk fra det varme Danmark. Også de fisk, vi i dag kender bedst fra fiskehandleren kan måske forsvinde fra de danske have. Det gælder torsk, kuller, sej, sild og rødspætter. I stedet vil vi se fisk som hestemakrel, ansjoser og sardiner. Bundfisk som tunge, kulmule og havaborrer vil i stedet blive almindelige. Det er de fisk, vi i dag finder i Den Biscayiske Bugt. Drivhuseffekten rammer hele verden: Det er ikke bare i Danmark, vi vil opleve så dramatiske ændringer på grund af drivhuseffekten. Andre lande vil blive hårdt ramt: Store landområder i Syden kan blive udtørret, store floddeltaer og hele øsamfund kan blive oversvømmet. Det kan betyde, at der sker store folkevandringer mod nord. Bort fra et udtørret, solsvedent Syden, hvor der ingen mulighed vil vaere for at dyrke landbrug og dermed skaffe sig føde. Kuldioxid og freon er også årsager: Der er to forhold, der er vigtige for drivhuseffekten med dens klimaforandringer. Det ene er som nævnt mængden af kuldioxid i atmosfæren, som betyder, at varmen har sværere ved at slippe væk fra jorden. Det andet er ned-

6 brydningen af jordens ozonlag. I takt med at ozon forsvinder, vil der trænge ekstra ultraviolet sollys ned mod jorden, som medfører øget opvarmning af jorden. Nedbrydningen af ozonlaget skyldes blandt andet brugen af freon som drivgas til sprayflasker, som driv gas ved opskumning af plast og som kølevaeske i køleskabe. Freon hører til en familie af gasser, som kaldes chlorflourcarboner, forkortet CFC gasser. Befolkningseksplosionen giver også drivhuseffekt: Den voksende befolkning i verden forværrer problemerne med drivhuseffekten. Skal alle mennesker have en nogenlunde rimelig levestandard, kraever det et meget større energiforbrug end nu. Omkring år 1800 var der ca. 1 milliard mennesker i verden. Nu er vi omkring 5 milliarder og vi vil sandsynligvis være nær 10 milliarder i slutningen af næste århundrede. I Danmark og andre I- lande har man vænnet sig til et meget højt energiforbrug. Vi har huse, der skal opvarmes om vinteren og afkøles om sommeren, masser af apparater, der bruger strøm, og vi bruger energi på at køre i biler, busser eller tog. I U- landene bruger hvert enkelt menneske ikke nær så meget energi. En dansker bruger således i gennemsnit næsten 12 gange så meget energi som en afrikaner. I øjeblikket er det så skævt fordelt, at ca. en fjerdedel af verdens befolkning tegner sig for tre fjerdedele af verdens samlede energiforbrug og slipper tre fjerdedele af den samlede mængde kuldioxid ud i atmosfæren. Brundtlandrapporten siger, at vi skal stræbe efter et»bæredygtigt energisystem«, dvs. at produktionen af energi ikke må udtømme jordens energireserver eller ødelægge miljøet. Brundtlandrapporten blev skrevet i 1987 af Verdenskommissionen for Miljø og Udvikling, nedsat af For enede Nationer. Den norske statsminister Gro Harlem Brundtland var formand for Verdenskommissionen, derfor har rapporten fået navn efter hende. Rapporten foreslår, at I-landene skærer energiforbruget pr. indbyggere ned til det halve. Så er der mulighed for, at hver indbygger i U-landene kan øge sit energiforbrug med en trediedel. Alligevel vil der stadig være kollosale forskelle mellem mennesker i I-lande og i U-lande. Hvis befolkningerne i I-landene er villige til at sætte deres energiforbrug ned til halvdelen, kan vi stadig leve rimeligt godt. Med teknikkens udvikling behøver vi måske slet ikke at mærke denne nedskæring. Men hvad angår U-landene, vil mange lande slet ikke være tilfredse med kun at bruge en trediedel mere end nu. Indien og Kina har allerede planer om at forøge deres energiforbrug op til det dobbelte frem til år Kina har meget store kulforekomster, og hvis de brændes af, hjælper det ikke at andre lande sparer på energien for at undgå drivhuseffekten. Energi må skaffes på andre måder Den væsentligste årsag til klimaændringerne er det stigende udslip af kuldioxid, der opstår ved forbrænding, og mest ved brug af fossilt bræendsel som gas, olie og kul. De forskellige fossile brændsler forurener ikke lige meget. Gas er det reneste, og kul forurener mest. Selv om vi kan begrænse udslippet af kuldioxid ved rene- re og mere effektive forbrændingsteknik, er det bedste at begræense selve energiforbruget. Det må så kombineres med overgang til andre produktionsformer. På længere sigt slipper de fossile brændsler også op, og derfor må man allerede nu forske i at finde andre måder at skaffe energi på. Blandt de vedvarende energikilder er vindmøller, halmfyring og biogas de mest lovende. Vindmøller dækker i dag knapt én procent af det danske energiforbrug. Måske kan de komme til at dække op til næsten to procent, men det er svært fortsat at finde steder, hvor vindmøllerne kan stilles op uden at skæmme landskabet. For tiden arbejdes der derfor meget med at bygge vindmølleparker på havene. Halm er et miljøvenligt brændsel, fordi der ikke udvikles mere kuldioxid ved forbrændingen, end der optages ved fotosyntesen, når halmen vokser op. Af samme grund er biogas et miljøvenligt braendsel: Biogas udvikles ved nedbrydning af organisk stof, der på et tidspunkt er dannet ved fotosyntese. Kernekraftværker forurener ikke med kuldioxid, men til gengæld har problemer med sikkerheden gjort, at man i mange lande ikke vil bruge denne energiform. Skal kernekraft tages i brug i større målestok, skal sikkerhedsproblemerne løses. Det samme gælder problemerne omkring opbevaringen af det radioaktive affald. Men der vil også i Iøbet af næste århundrede blive mangel på uran, som er brændslet i kernekraftværker. Uran reserverne strækkes, hvis den såkaldte formeringsreaktor udvikles videre. En formeringsreaktor er en type reaktor, der udnytter uran 60 gange så effektivt som en almindelig kernereaktor. En anden mulighed er udviklingen af fusionsreaktorer, hvor man anvender brint og lithium som brændstof, der minder meget om de processer, der sker i solen. Tidshorisonten for at tage fusionsreaktorer i brug er dog mindst 50 år, fordi teknikken er meget kompliceret. Processen i en fusionsreaktor finder først sted ved 100 millioner grader, hvor det er næsten umuligt at holde noget stof indespærret. Og der er mange andre tekniske problemer, der skal overvindes først. Lykkes det at udvikle fusionsreaktor, er der til gengæld mulighed for at skaffe energi langt ud i fremtiden. Brint og lithium findes i meget store mængder i naturen. Solceller omsætter direkte solenergien til elektrisk strøm uden forurening med kuldioxid. Men solceller kan ikke løse verdens energiproblemer, fordi de kræver megen sol og fylder meget store arealer af jordoverfladen, hvis de skal erstatte kulfyrede kraftværker. Men i visse dele af verden kan de få stor betydning. Skovrydninger må høre op: De omfattende skovrydninger, som især er sket i troperne, kan være med til at øge drivhuseffekten, fordi der så ikke opsuges så meget kuldioxid i plantevækst som ellers. Skovrydningerne har også andre uheldige virkninger på klimaet. Forskellige steder i verden er der sat lovende genplantningsprojekter igang, men det er langt fra nok.