het belang van zuurstof

Moderators: jkien, Xilvo

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 18

het belang van zuurstof

Zuurstof   ;) . Ik weet niet hoe jullie er over denken maar ik vind voor het voortbestaan van de mens, zuurstof wel een heel belangrijk topic, alsof dat maar allemaal normaal is dat die 21% altijd constant blijft en goed in evenwicht is. De plantjes en bomen hebben CO2 nodig als brandstof en stoten O2 uit als afvalstof, de mens doet juist het tegenovergestelde. Met zoveel dieren en mensen op deze bol en steeds minder en minder groen zou het mij logisch lijken dat een vermeerdering van CO2 zelfs nuttig kan zijn om een evenwicht te creëren. Wat bepaalt of die 21% zou dalen? Komt het door te weinig groen of komt het door te weinig CO2

Berichten: 12.263

Re: het belang van zuurstof

Dat 'steeds minder groen' is gewoon incorrect, de aarde is in de afgelopen decennia veel "groener" geworden in de zin van de hoeveelheid aanwezige vegetatie.  

 

Zeker in centraal europa-tot-azie, zuid-amerika of sub-sahara afrika zie je die vergroening, je hoeft maar naar satelliet foto's te kijken uit pakweg de jaren 70 en huidige. Uiteraard is hier ook kwantitatief aan te rekenen, maar als je puur het moneyshot wil spreken de foto's voor zich. 

 

Die vergroening heeft meerdere oorzaken: Meer CO2 en veranderende neerslagpatronen hebben hun bijdrage, maar zeker ook "zure regen" - en dat met name de NOx / NH3 emissies. Dat klinkt allemaal vrij eng, maar het brengt ook bruikbare stikstof naar gebieden waar gebrek aan organisch stikstof een beperkende factor is in plantgroei. Uiteraard bevat lucht gewoon pakweg 78% stikstof, maar daar kunnen planten helemaal niets mee - maar als het in de vorm van ammonia of NOx komt kunnen bacterien in de grond er wel een voor planten geschikte voedingsstof van maken. 

 

Dat de concentratie van CO2 in de atmosfeer in de laatste eeuw fors is toegenomen staat denk ik zonder twijfel. Dat dat tot gevolg heeft dat de aarde netto opwarmt lijkt een redelijke correlatie, maar of dat allemaal maar "slecht" is valt natuurlijk te bezien: Iemand met een redelijk onvruchtbaar stuk land zal er best blij mee zijn als daar de nodige organische stikstof neervalt in combinatie met een hogere teperatuur (geen vorst meer bijvoorbeeld) en een hogere CO2 concentratie - het zijn allemaal factoren die gezamelijk zorgen dat een stuk onbruikbaar land geschikt wordt voor landbouw. 

 

Dat neemt niet weg dat elders eilanden onder de zeespiegel verdwijnen met allerlei rampzalige gevolgen van dien, maar de situatie is gewoon niet "slecht voor iedereen". Hoe je netto zou moeten tellen hoeveel schade en profijt het globaal oplevert weet ik niet, maar er zijn zeker 2 kanten aan het hele verhaal.
Victory through technology

Berichten: 1.796

Re: het belang van zuurstof

Toch weer heerlijk om te lezen dat kooldioxide een soort van brandstof is, voor planten. Maakt een statement over het klimaat enz. weer echt zinniger ): 
 
@ Benn, op zich zal het wel kloppen met die directe stikstof opname uit de lucht van planten, geen idee, maar in samenwerking met bacterien natuurlijk wel. 
 

Stikstoffixatie - Wikipedia

https://nl.wikipedia.org/wiki/Stikstoffixatie
LiA

Berichten: 12.263

Re: het belang van zuurstof

Bacterieel kan het inderdaad wel, maar de snelheid waarmee dat gaat is wellicht onvoldoende voor maximale groeisnelheid: Kunstmest bevat niet voor niets een behoorlijk gehalte stikstofzouten (naast kalium en fosfor).
 
Sowieso is die greening een fenomeen dat duidelijk zichtbaar is, maar relatief weinig besproken wordt. Het zal zeker niet het enige mechanisme zijn dat zuurstofconcentraties verrassend constant houdt, maar interessant is het wel. 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 49.706

Re: het belang van zuurstof

Opmerking moderator

Oorspronkelijk waren titel "zin en onzin van broeikasgassen en het belang van zuurstof", en de inhoud van het startbericht tweeledig. Na uitgebreid moderatoroverleg zijn beide nu beperkt tot "het belang van zuurstof".  Verzoek aan alle deelnemers om op die weg te blijven.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 231

Re: het belang van zuurstof

Zuurstof   ;) . Ik weet niet hoe jullie er over denken maar ik vind voor het voortbestaan van de mens, zuurstof wel een heel belangrijk topic, alsof dat maar allemaal normaal is dat die 21% altijd constant blijft en goed in evenwicht is. De plantjes en bomen hebben CO2 nodig als brandstof en stoten O2 uit als afvalstof, de mens doet juist het tegenovergestelde. Met zoveel dieren en mensen op deze bol en steeds minder en minder groen zou het mij logisch lijken dat een vermeerdering van CO2 zelfs nuttig kan zijn om een evenwicht te creëren. Wat bepaalt of die 21% zou dalen? Komt het door te weinig groen of komt het door te weinig CO2?
Die 21% zuurstof is aan het afnemen ongeveer in gelijke tred met de stijging van de atmosferische CO2.

Zie http://scrippso2.ucsd.edu/

(Ralph Keeling, de zoon van... heeft bij Scripps een O2 programma opgezet, en de ontwikkeling van de atmosferische zuurstof wordt nu net zo gemonitord als de de ontwikkeling van atmosferische broeikasgassen)

De globale zuurstof afname is c.a. 19 per meg per jaar. Vergeleken bij die 21% is dat een heel kleine fractie en die atmosferische zuurstofafname is ook geen bedreiging. Maar toch, er is dus een dalende trend van atmosferische zuurstof en de oorzaak ervan is de verbranding van fossiele brandstoffen zoals dat ook de oorzaak is van de stijging van de atmosferische CO2.

Bij de verbranding van de koolstof van die fossiele brandstof wordt immers zuurstof uit de atmosfeer verbruikt.

De antropogene CO2 uitstoot blijft ongeveer voor de helft in de atmosfeer, een kwart wordt opgenomen in de oceanen, en het overige kwart verdwijnt in de biologische (korte) koolstofkringloop.

Dat laatste door planten en bomen die CO2 opnemen door extra fotosynthese,

Door vergroening van de Aarde is er die extra fotosynthese.

Fotosynthese geeft een zuurstofflux terug aan de atmosfeer, maar omdat het bij die extra fotosynthese door vergroening maar om een kwart van onze CO2 uitstoot gaat, is de extra hoeveelheid teruggegeven zuurstof door fotosynthese ook maar een kwart van de zuurstof die uit de atmosfeer verbruikt werd om de extra CO2 middels verbranding van fossiele brandstoffen te produceren.

Bij de verbranding van 1 liter benzine verbruik je ongeveer 1740 gram zuurstof uit de atmosfeer. De extra fotosynthese (door vergroening door CO2 bemesting) geeft daarvan dus ongeveer 435 gram zuurstof terug. (Als het zo simpel zou zijn)

De zuurstofconcentraties in de atmosfeer zijn dus aan het dalen, ook al is er sprake van extra fotosynthese door CO2 bemesting. En omdat er veel zuurstof in de atmosfeer is en het om een kleine fractie gaat is die zuurstofafname daar geen probleem.

Waar de zuurstofafname wel een probleem gaat vormen is in de Oceanen.

Berucht uit het klimaat verleden in tijden met verhoogde CO2 concentraties zijn z.g.n. Oceanic Anoxic Events met mariene massa uitsterving.

En ook nu al is er in de oceanen een zuurstofafname.

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-09/hcfo-ool090318.php

Berichten: 231

Re: het belang van zuurstof

Een reden voor mij om met het bovenstaande stukje op dit onderwerp te reageren is omdat ik op de sociale media teveel en te vaak de misvatting lees dat zuurstof in de atmosfeer zou toenemen door de stijging van CO2 en vergroening van de Aarde. En dat is echt een misvatting. Zuurstof neemt juist af bij de toename van CO2.

Maar ik kan wel begrijpen hoe die misvatting tot stand komt. Door het simpele gegeven dat bij fotosynthese zuurstof wordt afgegeven, en een toename van fotosynthese door de vergroening door stijging van CO2 maakt de redenatie: “meer fotosynthese dus meer zuurstof”.

Ik vind het belangrijk om met argumenten te benadrukken dat dat het in dit geval (antropogene uitstoot) een misvatting is, en dat meer CO2 op deze manier een afname van zuurstof betekent.

Gebruikersavatar
Berichten: 18

Re: het belang van zuurstof

barthol schreef: Een reden voor mij om met het bovenstaande stukje op dit onderwerp te reageren is omdat ik op de sociale media teveel en te vaak de misvatting lees dat zuurstof in de atmosfeer zou toenemen door de stijging van CO2 en vergroening van de Aarde. En dat is echt een misvatting. Zuurstof neemt juist af bij de toename van CO2.

Maar ik kan wel begrijpen hoe die misvatting tot stand komt. Door het simpele gegeven dat bij fotosynthese zuurstof wordt afgegeven, en een toename van fotosynthese door de vergroening door stijging van CO2 maakt de redenatie: “meer fotosynthese dus meer zuurstof”.

Ik vind het belangrijk om met argumenten te benadrukken dat dat het in dit geval (antropogene uitstoot) een misvatting is, en dat meer CO2 op deze manier een afname van zuurstof betekent.
 
Eigenlijk zitten we dan toch in een redelijk goede evenwichtssituatie met deze verwaarloosbare neerwaartse trend van het O2-percentage ten gevolge van de verhoogde CO2 uitstoot. Alle variabelen stabiel houden dat is onmogelijk want er is maar één konstante in het klimaat: de variatie. De aarde zal haar ding wel doen om keer op keer een evenwicht te vinden, ten koste van mens, dier of plant. 

Berichten: 231

Re: het belang van zuurstof

Eigenlijk zitten we dan toch in een redelijk goede evenwichtssituatie met deze verwaarloosbare neerwaartse trend van het O2-percentage ten gevolge van de verhoogde CO2 uitstoot.
Het O2-percentage in de atmosfeer is inderdaad behoorlijk stabiel. Ook als je de seizoenscyclus bekijkt, (toename O2 op het N.halfrond in de zomermaanden door de fotosynthese, en afname O2 in de wintermaanden) zie je dat het dan slechts gaat om iets meer dan 100 per meg verschil. Kleine fluctuaties dus. Ik heb soms de indruk dat mensen de invloed van de normale fotosynthese op de hoeveelheid zuurstof overschatten. Je ziet de Aarde wel ademen met de seizoenen maar het zijn maar heel kleine verschillen qua hoeveelheid O2 in de atmosfeer.

Met de hoeveelheid Zuurstof in de atmosfeer zijn er geen problemen in het vooruitzicht.

Ik schreef al dat het anders is met de hoeveelheid zuurstof in de Oceanen.

Een belangrijke factor daarbij is opwarming. Warmere oceanen kunnen niet alleen minder CO2 vasthouden maar ook minder zuurstof. Die warmere oceanen beginnen dan CO2 en O2 uit te stoten naar de atmosfeer. (Ook met stikstof is er zoiets) en de oceanen worden in toenemende mate zuurstofarm, met alle gevolgen voor het zeeleven.

Het extreme voorbeeld ervan wat ik noemde, zo’n “Oceanic Anoxic Event” (wat ongeveer een half miljoen jaar duurt), zover zijn we gelukkig ook nog lang niet. Dan praat je over een hothouse wereld met heel veel broeikasgassen, en heel veel global warming. Ook heel warme oceanen en een zeespiegel die 100 meter of meer hoger is.

Uit de afzettingslagen van dat soort events in het verleden winnen we nu aardolie of schalieolie.

Die events waren in het verleden perioden van versnelde sequestratie van koolstof. Een manier van de Aarde om de verhoogde CO2 concentraties weer omlaag te brengen. Voor de toekomstige generaties hoop ik dat we het niet tot zover laten escaleren.
Alle variabelen stabiel houden dat is onmogelijk want er is maar één konstante in het klimaat: de variatie. De aarde zal haar ding wel doen om keer op keer een evenwicht te vinden, ten koste van mens, dier of plant.
Het systeem Aarde zoekt inderdaad zelf een nieuw equilibrum als een verstoring van het evenwicht dat vraagt.

Berichten: 12.263

Re: het belang van zuurstof

barthol schreef: Het O2-percentage in de atmosfeer is inderdaad behoorlijk stabiel. Ook als je de seizoenscyclus bekijkt, (toename O2 op het N.halfrond in de zomermaanden door de fotosynthese, en afname O2 in de wintermaanden) zie je dat het dan slechts gaat om iets meer dan 100 per meg verschil. Kleine fluctuaties dus. 
 
Maar als je het met resoluties beter dan 100 ppm kunt meten, dan zou je toch een afname over te tijd moeten zien: Als de CO2 concentratie oploopt van 300 naar 400 ppm over eeuw, zou je ook een structurele, seizoens-onafhankelijke, afname van zuurstof van 100 ppm moeten zien. Nu weet ik niet hoe lang men het zuurstofgehalte al zo nauwkeurig kan meten en daarmee of er relevante data beschikbaar zijn over een eventuele afname. 
 
Voor mensen is het overigens geen probleem, een beetje minder zuurstof - als je een kilometer omhoog gaat vanaf zeenivo is de (partiaal)druk nog maar 90% - vergelijkbaar met een daling van 21 naar 19 procent op zeenivo. Vrijwel niemand heeft moeite met verblijf op 1 kilometer hoogte, ook niet als ze er helemaal niet mee bekend zijn. Je begint de effecten redelijk te merken op 3km hoogte (70% van de druk aan de grond), en afhankelijk van de persoon kom je in de problemen rond 4 a 5 km als je dat niet gewend bent (je hebt dan nog resp 60 en 55% van de zuurstof over die je op zeenivo had). 
 
En voor de niet-klimmers: afhankelijk van het type is de druk in en passagiersvliegtuig ongeveer 80-85% van die op zeenivo, equivalent aan een daling van het zuurstofgehalte met 15 a 20 procentpunt. Je merkt er weinig van ;)
Victory through technology

Berichten: 460

Re: het belang van zuurstof

Benm schreef:  
Maar als je het met resoluties beter dan 100 ppm kunt meten, dan zou je toch een afname over te tijd moeten zien: Als de CO2 concentratie oploopt van 300 naar 400 ppm over eeuw, zou je ook een structurele, seizoens-onafhankelijke, afname van zuurstof van 100 ppm moeten zien. Nu weet ik niet hoe lang men het zuurstofgehalte al zo nauwkeurig kan meten en daarmee of er relevante data beschikbaar zijn over een eventuele afname. 
 
ik denk dat resoluties van 100 ppm op 21% nog een behoorlijke uitdaging is om te meten. Je moet voor nogal wat dingen fluctureren/corrigeren tijdens de meting (luchtdruk, temperatuur etc).

Berichten: 12.263

Re: het belang van zuurstof

Daar ben ik het mee eens, maar blijkbaar zijn fluctuaties op het 100 ppm nivo tussen de seizoenen meetbaar, dus dan zou ik ook denken dan trends op langere termijn even goed meetbaar moeten zijn. Vraag is alleen of dat gemeten wordt, en sinds hoe lang het nauwkeurig kan. 
Victory through technology

Berichten: 231

Re: het belang van zuurstof

Maar als je het met resoluties beter dan 100 ppm kunt meten, dan zou je toch een afname over te tijd moeten zien: Als de CO2 concentratie oploopt van 300 naar 400 ppm over eeuw, zou je ook een structurele, seizoens-onafhankelijke, afname van zuurstof van 100 ppm moeten zien. Nu weet ik niet hoe lang men het zuurstofgehalte al zo nauwkeurig kan meten en daarmee of er relevante data beschikbaar zijn over een eventuele afname. 
Ja, die structurele seizoens-onafhankelijke afname van zuurstof wordt gemeten. Dat is de dalende trend.

Het scripps O2 programma is in 1989 gestart, en de doorlopende meetgegevens zijn er vanaf januari 1991. De data is publiekelijk beschikbaar in data en in plots van de data op de website van het Scripps O2 programma. http://scrippso2.ucsd.edu/index

Het gaat dan over O2/N2 ratio en APO. Beide uitgedrukt in een “per meg” eenheid, een eenheid die iets anders is dan de “ppm” eenheid die voor de CO2 metingen wordt gebruikt.

(Bij “APO” gaat het om “Atmospheric Potentional Oxygen” en daarbij hoort ook de O2 die in CO2 is gevangen, en NO2. APO is zo gedefineerd dat het signaal van fluxes in en uit de oceanen onderscheiden kunnen worden van fluxes die met fotosynthese en respiratie op het land te maken hebben.)

De FAQ sectie op de website van het Scripps O2 programma geeft een heleboel uitleg.

De metingen worden gedaan bij 10 verschillende meetstations verdeeld over de wereld. Van Alert (Ellesmere eiland,Canada) tot aan het station op de Zuidpool, en uiteraard heeft elk meetstation zijn eigen dataset.

De plot van het meetstation van Mauna Loa (O2/N2 ratio in “per meg” vs CO2 in “ppm”) ziet er zo uit:

http://scrippso2.ucsd.edu/assets/pdfs/plots/daily_avg_plots/mlo.pdf

Misschien dat “stabiel” niet het juiste woord was om te gebruiken, want er is inderdaad een structurele dalende trend. Maar wat ik ermee wilde aangeven is dat de veranderingen t.o.v. de totale hoeveelheid zuurstof heel klein zijn.

 
Voor mensen is het overigens geen probleem, een beetje minder zuurstof - als je een kilometer omhoog gaat vanaf zeenivo is de (partiaal)druk nog maar 90% - vergelijkbaar met een daling van 21 naar 19 procent op zeenivo. Vrijwel niemand heeft moeite met verblijf op 1 kilometer hoogte, ook niet als ze er helemaal niet mee bekend zijn. Je begint de effecten redelijk te merken op 3km hoogte (70% van de druk aan de grond), en afhankelijk van de persoon kom je in de problemen rond 4 a 5 km als je dat niet gewend bent (je hebt dan nog resp 60 en 55% van de zuurstof over die je op zeenivo had). 

 

En voor de niet-klimmers: afhankelijk van het type is de druk in en passagiersvliegtuig ongeveer 80-85% van die op zeenivo, equivalent aan een daling van het zuurstofgehalte met 15 a 20 procentpunt. Je merkt er weinig van ;)
Mooi aanvullend verhaal. !

Berichten: 12.263

Re: het belang van zuurstof

Even aangenomen dat lucht ca 20% zuurstof bevat is het dus zo dat het 'per meg' getal pakweg 5x zo groot is als het ppm getal?
 
Als ik naar die plot kijk van begin tot einde zie ik een daling van ca 550 'per meg' (~110 ppm?) in zuurstof, en een stijging van ca 50 ppm aan CO2. 
Begrijp ik dan toch die 'per meg' unit verkeerd? Ik zou verwachten dat een stijging (al gevolg van verbranding van koolstofhoudende stoffen) van 50 ppm CO2 een daling van 50 ppm O2 zou moeten opleveren, tenzij er 'iets mee gebeurd'. 
 
Maar als ik die data bekijk dan is de daling van het zuurstofgehalte ongeveer 2x zo hoog als je zou verwachten. Bij het stoken van aardgas is dat te verwachten gezien je CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O hebt. Maar bij olie is de hoeveelheid die je kwijt bent aan waterstof verbranden ongeveer de helft, en bij kolen een zeer kleine hoeveelheid. 
 
Blijft voor mij de vraag: reken in verkeerd, of gaat die zuurstof ergens anders heen?
Victory through technology

Berichten: 231

Re: het belang van zuurstof

Even aangenomen dat lucht ca 20% zuurstof bevat is het dus zo dat het 'per meg' getal pakweg 5x zo groot is als het ppm getal?
Bijna. In het antwoord op de een na laatste vraag in de FAQ op de Scripps website wordt 4,8x vermeldt.

”What is the proportionality factor in per meg/ppm? The answer is 1/.2095 = 4.8 per meg/ppm, where 0.2095 is the O2 mole fraction of air.”

 
Als ik naar die plot kijk van begin tot einde zie ik een daling van ca 550 'per meg' (~110 ppm?) in zuurstof, en een stijging van ca 50 ppm aan CO2. 

Begrijp ik dan toch die 'per meg' unit verkeerd? Ik zou verwachten dat een stijging (al gevolg van verbranding van koolstofhoudende stoffen) van 50 ppm CO2 een daling van 50 ppm O2 zou moeten opleveren, tenzij er 'iets mee gebeurd'. 

 

Maar als ik die data bekijk dan is de daling van het zuurstofgehalte ongeveer 2x zo hoog als je zou verwachten. Bij het stoken van aardgas is dat te verwachten gezien je CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O hebt. Maar bij olie is de hoeveelheid die je kwijt bent aan waterstof verbranden ongeveer de helft, en bij kolen een zeer kleine hoeveelheid. 

 

Blijft voor mij de vraag: reken in verkeerd, of gaat die zuurstof ergens anders heen?
Terecht m.i. dat je opmerkt dat er bij verschillende vormen van antropogene CO2 uitstoot verschillen kunnen zijn in zuurstofconsumptie, dat b.v. als er ook verbranding van waterstof speelt bij de reactie.

Hou je er ook rekening mee dat de atmosferische stijging van CO2 maar ongeveer de helft van de antropogene uitstoot representeert? Dat als alle uitstoot zou bijdragen aan die verhoging CO2, dat de CO2 dan dubbel zo hard zou stijgen. Er verdwijnt ook een kwart in de Oceanen, en dus een kwart wat naar de biosfeer gaat, waar zuurstof door fotosynthese weer tevoorschijn kan komen. Onderdeel van de seizoenscyclus wordt van fotosynthese en respiratie. Dat maakt het denk ik complex.

Heb je de vragen en antwoorden erop in FAQ sectie van de Scripps website erop nagelezen?

Met de antwoorden die ik kan geven moet ik het daar ook van hebben. Ik wil van informatie uitgaan en uiteraard niet In de verleiding komen om zelf dingen te verzinnen.

Ik kan je vraagteken verder wel volgen, als er de informatie wordt gegeven dat de zuurstof in de atmosfeer per jaar met 19 per meg afneemt. (Wat correspondeert met een jaarlijks verlies van 19 moleculen O2 van elke miljoen O2 moleculen die er in de atmosfeer zijn) en ik die 19 door die 4,8 factor deel, kom ik ook op een veel groter getal dan de gemiddelde jaarlijkse atmosferische stijging van CO2 in ppm.

Reageer