# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Plastikprodukter bliver i dag fremstillet af råolie og naturgas. Fra disse råstoffer kan man få det nødvendige kulstof (C) og brint (H) som indgår i alle typer af plast.

Råolien, der kommer direkte fra undergrunden, behandles på et raffinaderi. Her bliver olien adskilt i bestanddele ved en proces, der hedder destillation. Processen går ud på at opvarme råolien og udnytte at de forskellige olieprodukter, som råolien består af har forskelligt kogepunkt.
Billede, bearbejdet udklip fra https://www.youtube.com/watch?v=IwdUwffecsM
Princippet ved destillation kan ses her

De olieprodukter med det laveste kogepunkt bliver til gasser først og stiger til vejrs. Derefter kommer olieprodukterne i rækkefølge efter deres kogepunkter. På denne måde bliver råolien destilleret til de forskellige olieprodukter, der igen kan behandles til renere stoffer - og til plast.

AKTIVITET

Eksperiment, Prøv selv at destillere

Se øvelsesvejledningen her

Se mere om processen fra olie til plast

Når det handler om fremstillingen af plast er den vigtigste bestanddel fra raffineringen nafta. Nafta bliver nedbrudt til gasarter som ethylen, propylen og andre kulbrinter, der kan bruges som byggesten i produktionen af plast.

Disse molekyler (byggesten) er selve starten på plastikfremstillingen. Byggestenene kaldes monomerer (enkeltdele) som ved kemisk reaktion bliver til polymerer (mange dele).

På denne illustration kan man se, at ethen molekyler går sammen og danner et stort polyethen molekyle. Et Polyethen molekyle kan bestå af flere tusinde kulstofatomer.

Når dobbeltbindinger mellem C-atomer skilles ad og danner store molekyler kaldes det polymerisation. Denne proces sker for alle plasttyper, hvor monomerer går sammen og danner polymerer - ved polymerisation:

For at der kan ske polymerisation, skal der tilføres energi - i form af varme og tryk og ofte kræves også et stof, der kan sætte processen i gang - en initiator.

Fx skal der en initiator til når ethen omdannes til polyethen. Det sker i en trykflaske ved ca. 25 atm. tryk og en temperatur på ca. 150 °C. Efter polymerisationen kan polyethen aftappes fra trykflasken som et hvidt pulver.

Der bliver ikke lavet plast i Danmark, men derimod på petrokemiske anlæg i fx Tyskland.

Mere om hvordan plast produceres

AKTIVITET
Byg et eksempel på en monomer og den tilhørende polymer i molekylbyggesæt. Forklar polymerisationen.

Forskellige typer plastik

Afhængigt af hvilken proces man udsætter råolien for, skaber man forskellige slags plastik. Der findes mange tusinde forskellige plasttyper med forskellige egenskaber som bl.a. holdbarhed, udseende og smidighed. Men plasten kan inddeles i to hovedgrupper:

Termoplastik, som bliver blødt, når det varmes op og hårdt igen, når det køles ned.

I termoplastik ligger molekylerne meget tilfældigt, næsten ligesom i nykogt spaghetti. Det specielle ved termoplast er, at det kan smelte, afkøle også blive fast igen ligesom stearin og det kan termoplast gøre mange gange.

Termoplasttyperne udgør omkring 85 % af hele plastikforbruget.

Hærdeplast bliver aldrig blødt igen, når det først er formet, og kan derfor ikke smeltes om.

Hærdeplast har stærke molekylebindinger og ligger som spaghetti, der har været kogt og er blevet koldt og stift igen.

Hærdeplast kan i modsætning til termoplast ikke smelte, da strukturen er store tredimensionelle netværksstrukturer, som sidder rigtig godt sammen. Ved høje temperaturer forkuller hærdeplast i stedet for at smelte. Derfor kan det ikke kan genbruges.

Det smarte ved hærdeplast er, at det er et hårdt, stift og stærkt materiale, som er meget let at løfte.

# data[].attributes.attachment_link.description
Plastikprodukter bliver i dag fremstillet af råolie og naturgas. Fra disse råstoffer kan man få det nødvendige kulstof (C) og brint (H) som indgår i alle typer af plast. Råolien, der kommer direkte fra undergrunden, behandles på et raffinaderi. Her bliver olien adskilt i bestanddele ved en proces, der hedder destillation.

# data[].attributes.body
WORD

# data[].attributes.attachment_link.title
Kulstofs kredsløb tværfaglig opgave  ny med plastik Redigeret

# data[].attributes.body
PDF

# data[].attributes.attachment_link.title
Kulstofs kredsløb tværfaglig opgave  ny med plastik Redigeret

# data[].attributes.body
Forsøg med plast

# data[].attributes.body
Hvad er alternativet til plast?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
En gruppe forskere fra Heriot-Watt Universitetet har dannet et nyt akademisk netværk, som bl.a. pointerer, at såfremt plast i stigende grad bliver forbudt, så vil det medføre markant mere CO2-udledning og et højere energiforbrug.

Forskere fra Heriot-Watt Universitetet - der bl.a. har base i Skotland - fremsatte i slutningen af år 2018 en række synspunkter, hvor de konkluderer, at plastforurening bør mindskes, men understreger samtidig, at det ikke nødvendigvis handler om at indføre nye forbud og fjerne en masse plastprodukter.

Alternative materialetyper som glas og metal koster nemlig et forbrug af energi og ressourcer i forbindelse med produktion og transport. Plast er grundet materialets lave vægt og formbare materiale bl.a. med til at udlede mindre CO2 ved transport.

Professor David Bucknall fra Heriot-Watt Universitetet forklarer, at vi ikke skal være så plastforskrækket. Han påpeger, at de alternativer, der er til plast ikke nødvendigvis er bedre for miljøet. Derfor skal vi i stedet fokusere på at få indsamlet og genanvendt plastaffaldet fremfor at kigge efter alternativer:

- So whilst some people may wish for plastics to be reduced or banned altogether, we need to ensure we are replacing them with materials that are better for the planet. In many cases there is no credible alternative to using a plastic, so we need to move towards a 'circular economy' for plastics, rather than the largely 'make-use-dispose' model we currently adopt. This will require changes and improvements in not only the plastics we are making, but getting better at reusing and recycling them.

Professor Bucknall understreger endvidere at, man i vesteuropæiske lande skal anerkende, at man ikke kan løse alle globale miljøudfordringer:

- Clearly we are improving how we deal with plastics in the UK. However, a recent study from the USA estimates that over 96% of all waste plastics that end up in the world's oceans derive from economically developing nations (3). Therefore, without a concerted and coordinated global effort, what we do unilaterally in the UK is only going to have a minuscule impact globally. Working across a global platform is something we are doing with our network.

LÆS OGSÅ: Total ban on plastics 'could damage environment' (BBC)

I over fem år har professor Ted Henry fra Life and Earth Sciences School of Energy, Geoscience, Infrastructure and Society på Heriot-Watt Universitetet forsket i den påvirkning plast, som plast har på havmiljøet.

Han udtaler:

- There is a problem with plastics entering the environment and that needs to be addressed but we need to look in the right places to find a long-term solution. Banning plastics is not the answer, efforts should be directed towards creating a circular economy for plastics that integrates product design, use, recycling and reuse of plastics to reduce indiscriminate disposal.

Ted Henry understreger, at plast kan skabe problemer, men at det ikke er en god løsning at forbyde alle plastprodukter- i stedet bør vi finde løsningerne ved hjælp af den cirkulære tankegang.

LÆS MERE: Ban on plastics could increase damage on planet (Heriow-Watt University)

# data[].attributes.attachment_link.title
Forskere: Et forbud mod plast vil have store miljømæssige konsekvenser | plast.dk

# data[].attributes.attachment_link.description
En gruppe forskere fra Heriot-Watt Universitetet har dannet et nyt akademisk netværk, som bl.a. pointerer, at såfremt plast i stigende grad bliver forbudt, så vil det medføre markant mere CO2-udledning og et højere energiforbrug. Forskere fra Heriot-Watt Universitetet - der bl.a.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Alle organiske forbindelser indeholder carbon og de fleste indeholder desuden hydrogen. Mange indeholder kun carbon og hydrogen, disse betegnes carbonhydrider.

Alkaner er carbonhydrider, der kun indeholder enkeltbindinger. Navnene på alkaner med 1 til 10 carbonatomer fremgår af tabel 2. Alle navne har endelsen -an, som i alkan.

Tabel 2: De 10 første alkaner

navn

molekylformel

navn

molekylformel

methan

CH4

hexan

Navnene i tabel 2 bruges for de uforgrenede alkaner:

Eksempel 9

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
butan hexan

Når der er tale om forgrenede carbonhydrider er navngivningen mere kompliceret. Her har man brug for navnene på alkylgrupperne, hvor en alkylgruppe dannes ud fra det tilsvarende alkan, ved at man fjerner et endestillet hydrogenatom. Navne og formler for alkylgrupper med 1 til 10 carbonatomer er givet i tabel 3. Alle navnene har endelsen -yl, som i alkyl.

Tabel 3: De 10 første alkyler

navn

molekylformel

navn

molekylformel

methyl

CH3-

hexyl

Navngivningen af forgrenede alkaner fremgår af følgende eksempel:

Eksempel 10

4-ethyl-2,2-dimethylhexan

Navngivningen af alkaner følger følgende procedure:

Navngivning af alkaner

a) Den længste carbonkæde, hovedcarbonkæden, findes.

b) Hovedcarbonkæden nummereres sådan, at sidegrenene (alkylgrupperne) får de

laveste numre.

c) Numrene på sidegrenenes placering noteres.

d) Alkylgruppernes navne opskrives alfabetisk og med numrene på deres placering.

Er der mere end en alkylgruppe af samme slags angives det med talordene

di, tri, tetra osv.

e) Hovedcarbonkædens navn bestemmes og skrives sidst i navnet for forbindelsen.

# data[].attributes.attachment_link.description
Alle organiske forbindelser indeholder carbon og de fleste indeholder desuden hydrogen. Mange indeholder kun carbon og hydrogen, disse betegnes carbonhydrider. Alkaner er carbonhydrider, der kun indeholder enkeltbindinger. Navnene på alkaner med 1 til 10 carbonatomer fremgår af tabel 2. Alle navne har endelsen -an, som i alkan.

# data[].attributes.body
https://da.wikipedia.org/wiki/Kraftv%C3%A6rk

# data[].attributes.body
https://corporate.vattenfall.dk/om-energi/el-og-varmeproduktion/kul-fakta/sadan-fungerer-kulkraft/

# data[].attributes.body
http://www.clioonline.dk/fysikkemifaget/emner/stof-kredsloeb/organisk-kemi/alkaner/

# data[].attributes.body
Den dannede CO2 reagerer med kalkvand og danner et bundfald
SE Link

http://www.dettmaring.dk/fysikogkemi/syre3.htm

# data[].attributes.body
https://da.wikipedia.org/wiki/Diamant

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Denne artikel omhandler mineralet Diamant. Opslagsordet har også en anden betydning, se diamant (værktøj).

Diamant ( græsk: adámās, genitiv adamantos, af et adjektiv med betydningen "uknuselig, ubrydelig", benyttet som metafor om noget uforanderligt, fx Hades) er en form for kulstof opstået ved stort tryk. Diamant er det hårdeste af alle naturlige mineraler (10 på Mohs' hårdhedsskala), men da hårdheden ikke er lige stor i alle retninger, kan den slibes med diamantstøv.

Som ædelsten har diamanten høj værdi og bruges til smykker. Diamanten vurderes ud fra det, der på engelsk kaldes de 4 C'er, nemlig:

Carat: Karat. En karat er 0,20 gram, og målet stammer fra kernen i frugten fra johannesbrødtræet. I gamle dage anvendtes kernerne som vægtenhed for diamanter. De fleste diamanter er ret små (1 karat eller mindre), men i sjældne tilfælde kan man opleve endog meget store diamanter.

Clarity: Klarhed. Næsten alle diamanter indeholder små partikler, som er kommet ind i diamanten, da den blev dannet. Jo færre urenheder, der er i en diamant, og jo mindre de er, jo højere er værdien. Det skyldes, at urenhederne dels kan begrænse den måde som diamanten kan slibes på, og dels, at urenhederne kan bryde lysgennemstrømningen, så den bliver "grå" og kedelig at se på. Der er ikke registreret urenheder i Pink Star, som blev fundet i 1999; men det tog to år at slibe den til fuldkommenhed. I 2017 blev den solgt for $ 71,2 millioner.

Colour: Farve. Diamanter findes i flere farver, men langt de fleste er svagt gullige eller brunlige. Helt klare diamanter er mere sjældne og derfor også mere kostbare. Fancy diamonds er diamanter med en helt speciel farve. Kun 0,02 % af diamanterne er blå. Det skyldes, at de dannes fire gange så dybt nede i jorden som de farveløse stene. Blåfarven skyldes rester af bor i diamanten.

Cut: Slibning: Det er slibningen, som bringer skønheden frem i diamanten. Den har derfor afgørende indflydelse på diamantens værdi.

Diamanter dannes på store dyb, mindst 60 km nede, hvor kulstof presses sammen under et enormt tryk og høje temperaturer gennem millioner af år. Der er ingen tilgang på ilt, så eksisterende ilt skiller sig fra kulstoffet, der til sidst presses sammen til en diamant. Når diamanterne skal op til overfladen gennem jordskorpen, må det ske hurtigt, i løbet af dage eller timer. Hvis ikke, omdannes diamanterne til grafit - så blødt, at det smitter over på papir, når vi skriver med det i blyanter. At få diamanter op til jordoverfladen er kun muligt ved såkaldte kimberlit- eksplosioner gennem diatremer ( kraterrør); vulkanske udbrud, hvor diamanterne skydes i vejret. Eksplosioner af den magmatiske bjergart kimberlit skaber søjler op gennem jordskorpen, hvor de folder sig ud som grene på et kolossalt træ. Vi ved ikke, hvorfor kimberlit lavaen trænger op gennem de tykkeste dele af jordskorpen.

Der hentes årligt omkring 26 tons diamanter op gennem minedrift. Sandsynligvis findes der endnu omkring en billiard tons dernede - men i 150-250 km dybde.

Verdens største er Cullinan-diamanten, oprindelig på 621,35 g, fundet i Sydafrika i 1905 og senere spaltet i ni smykkesten. Men de fleste diamanter er små eller urene, og anvendes i industrien som skære- eller boremateriale.

Der er forekomster i Sydafrika og Congo, i Australien, Sibirien, Canada og Brasilien. I Arkhangelsk blev der i 2017 fundet en diamant på 36,3 gram - den største, der er fundet i Europa, og opkaldt efter ærkeenglen Mikael. På Norges side af grænsen skal en fransk ekspedition i 1800-tallet have fundet diamanter i grus langsmed Pasvikelven. I 1995 fandt guldvaskeren Robert Gulbrandsen den største diamant, som er fundet i Norge: Et korn på beskedne 3,5 mm på egnen ved Karasjok.

En brillant er en rundsleben diamant med et stort antal facetter.

I 1955 lykkedes det General Electric Company at fremstille syntetiske diamanter, og koncernens aktier steg på én dag med mere end 300 mill. dollars. Kunstige diamanter er svære at skelne fra ægte, men ved brug af spektrometer vil man kunne studere både urenheder og krystalstruktur. I kunstige diamanter er der spor efter grundstoffet bor, som benyttes ved fremstillingen.

# data[].attributes.attachment_link.title
Diamant - Wikipedia, den frie encyklopædi

# data[].attributes.attachment_link.description
Denne artikel omhandler mineralet Diamant. Opslagsordet har også en anden betydning, se diamant (værktøj). Diamant ( græsk: adámās, genitiv adamantos, af et adjektiv med betydningen "uknuselig, ubrydelig", benyttet som metafor om noget uforanderligt, fx Hades) er en form for kulstof opstået ved stort tryk.

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=ab6jV4VBWZE

# data[].attributes.attachment_link.description
a repost - original at http://climate.nasa.gov/warmingworld/

# data[].attributes.body
http://www.dr.dk/skole/geografi/drivhusgasser

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Afbrænding af fossile brændsler

Vores fladskærme, computere, tablets, smartphones, elkogere osv. kører alle sammen på el. Vi har et enormt energibehov, og størstedelen af det behov får vi dækket ved at brænde kul, olie og gas af.

Det kaldes også fossile brændstoffer, og består af ældgamle planterester, som har været udsat for et enormt tryk i jorden gennem millioner af år og gennemgået forskellige biologiske og kemiske processer.

Når vi brænder fossile brændstoffer af, udsender vi store mængder af drivhusgassen CO2 til atmosfæren.

Udledning af drivhusgasser

Det er vores stigende udledning af drivhusgasser, der er skyld i den globale opvarmning. CO2 er den mest kendte drivhusgas, og også den vi mennesker udleder mest af.

Drivhusgasser

I klimadebatten bliver ordene "drivhusgasser" og "CO2" ofte brugt i flæng. Men drivhusgasser er ikke kun CO2.

CO2 er blot én af mange drivhusgasser. Alle gasserne har forskellige egenskaber og stammer fra forskellige kilder. I praksis omregner man ofte alle drivhusgasser til CO2-ækvivalenter, så gasserne lettere kan sammenlignes.

De vigtigste drivhusgasser, når vi snakker om drivhuseffekt og global opvarmning, er:

Men brugen af gødning i landbruget udleder også store mængder lattergas, som er en anden drivhusgas. Og når køer bøvser og prutter, udleder de drivhusgassen metan.

De største kilder til udledning af drivhusgasser er:

Produktion af el, produktion af varme

Industriel produktion

Transport

Landbrug

Afbrænding af regnskov

Fly er en ægte CO2-skurk

Vi opfatter ikke os selv som klimaskurke, når vi tager på ferie, men faktisk udleder fly store mængder af drivhusgassen CO2.

For eksempel udleder du lige så meget CO2, hvis du flyver til Bali, som hvis du sætter vaskemaskinen til at køre i 29 dage. Og det er vel at mærke kun for én vej.

Her kan du se de fem destinationer, hvor du udleder mest CO2, hvis du flyver dertil fra Danmark:

Kilde: CO2-beregneren fra DR Nyheders database-redaktion (Foto: Mads Rafte Hein © DR)

Rige lande udleder mest CO2

Udledningen af drivhusgasser omregnes ofte til CO2, så gasserne lettere kan sammenlignes.

I 2010 udledte en dansker i gennemsnit 8,35 kg CO2 om året, mens en indbygger i det fattige, afrikanske land Malawi udleder 0,08 kg om året, ifølge tal fra Verdensbanken.

En dansker udleder altså 100 gange så meget CO2 om året som en malawineser.

Amerikanerne topper listen af CO2-syndere med en udledning på 17 kg om året pr. indbygger i 2010. Mens Kina er det land, der udleder mest CO2 samlet set.
Senest opdateret den 05.03.2014

# data[].attributes.attachment_link.description
Vores fladskærme, computere, tablets, smartphones, elkogere osv. kører alle sammen på el. Vi har et enormt energibehov, og størstedelen af det behov får vi dækket ved at brænde kul, olie og gas af. Det kaldes også fossile brændstoffer, og består af ældgamle planterester, som har været udsat for et enormt tryk i jorden gennem millioner af år og gennemgået forskellige biologiske og kemiske processer.

# data[].attributes.body
http://ec.europa.eu/clima/sites/campaign/pdf/gases_da.pdf

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=O6VHViA2BcQ

# data[].attributes.attachment_link.description
A short clip on the chemistry of the carbon atom created for the UMass class, PLSOILIN 100 - Botany for Gardeners

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=QuW4_bRHbUk

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=ULiLt2rtpAg

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=0MuXV3ywH_U

# data[].attributes.attachment_link.title
Carbon Fiber Fabrication | Strength Testing

# data[].attributes.attachment_link.description
A video showing how adding dimension to Carbon Fiber makes its much stronger. Simple foam in between layers dramatically increases the strength of carbon fiber. Carbon Fiber strength comparison.

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=O5ZG7qg1dko

# data[].attributes.attachment_link.description
Inside Oil Tankers - Documentary Films All over the world, tanker operations are constantly moving. Oil tankers are ships specially designed for the bulk transport of either unrefined crude oil or petrochemicals. Their size classes can range from coastal or inland tankers of a few thousand metric tons of deadweight (DWT) to a colossal amount of 550,000 DWT.

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=Yq9cgIPsMJg

# data[].attributes.attachment_link.description
A semi-submersible (semisubmerged ship) is a specialised marine vessel used in a number of specific offshore roles such as offshore drilling rigs, safety vessels, oil production platforms, and heavy lift cranes. They are designed with good stability and seakeeping characteristics. Other terms include semisubmersible, semi-sub, or simply semi.

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=YQtDiX2Dbr0

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=IKzPTAc9gno

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=DPrWYcCW2yo

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=j9WRFqkhgus

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=NPXVKb-k2nU

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=KPgDjoUeiK4

# data[].attributes.body
http://videnskab.dk/gronland-en-tikkende-klimabombe/det-globale-kulstofkredslob-er-i-ubalance

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
I kulstofkredsløbet bliver kulstof (C) udvekslet mellem atmosfæren, landjorden og oceanerne. Det sker når kemiske forbindelser der indeholder kulstof, f.eks. CO ₂, ved hjælp af biologiske og kemiske processer omdannes til nye kulstofholdige stoffer, f.eks. glukose (C ₆H ₁2O ₆) i planter eller hydrogencarbonat HCO ₃- i havet.

Figur 3.1 illustrerer det globale kulstofkredsløb og størrelsen af de forskellige kulstofpuljer på Jorden og udvekslingen mellem puljerne. Drivhusgasserne kuldioxid (CO ₂) og metan (CH ₄) er vigtige elementer i det globale kulstofkredsløb.

Kuldioxid er (bortset fra vand) den drivhusgas, der bidrager mest til drivhuseffekten, fordi koncentrationen af den er størst, og mængden af den stiger kraftigst i atmosfæren. Se også kapitel 2. Spørgsmålet er om årsagen til det er menneske-skabt. Det kan man få svar på ved at se på kulstoffets fordeling og udveksling mellem Jordens kulstofpuljer. Indholdet af kulstof i atmosfæren ville være konstant, hvis der var balance i udvekslingen mellem Jordens kulstofpuljer. Det er der tilsyneladende ikke - hvad går galt?

Udveksling af kulstof med atmosfæren

Som figur 3.1 viser, er der på globalt plan stor set balance mellem de naturlige processer på landjorden der binder CO ₂ fra atmosfæren, og de processer der frigiver CO ₂ til atmosfæren. Ca. 121,8 (121,3 + 0,5) gigatons bindes ved fotosyntese, og 121,6 (60 + 60 +1,6) gigatons frigives ved respirationsprocesser.

Planter på landjorden laver fotosyntese. Ved den proces optager de CO ₂, og ved hjælp af lysenergi fra solen omdanner de det sammen med vand til organisk stof og ilt:
6CO₂ + 6H₂O + lysenergi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Vi kalder produktionen af det organiske stof dannet ved fotosyntese for primærproduktion. Planterne bliver til føde for dyr (planteædere) som igen bliver ædt af rovdyr. Alle organismerne udgør tilsammen en fødekæde, som det organisk bundne kulstof strømmer igennem.

Det bundne kulstof bliver frigivet igen gennem respirationsprocesser. Det sker ved planternes egen respiration eller gennem respirationen hos de dyr og bakterier, som æder og nedbryder det organiske materiale, som planterne eller de selv har produceret. Respirationen ser således ud:
C₆H₁₂O6 + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energi
Regnskabet går næsten op, men der bindes 0,2 gigatons mere pr. år ved fotosyntese end der frigives ved respirationsprocesser.

Som man kan se midt på figur 3.1, sker der også udveksling af kulstof mellem atmosfæren og oceanerne, idet 92 gigatons bliver fjernet fra atmosfæren og 90 gigatons bliver frigivet til atmosfæren. Her er der tale om fysisk-kemiske processer i oceanerne i kombination med de biologiske processer fotosyntese og respiration. Tilsammen fjerner disse processer netto 2 gigatons kulstof fra atmosfæren, som akkumuleres i oceanerne.

Men som man kan se til højre på figur 3.1, er der en ikke ubetydelig proces, der tilfører atmosfæren CO2. Det er den menneskeskabte afbrænding af fossile brændstoffer som kul, olie og naturgas. Denne udledning af CO ₂ til atmosfæren er på 5,5 gigatons om året. Det er noget mere end de naturlige processer på landjorden og i oceanerne kan modvirke, og det forklarer hvorfor indholdet af CO ₂ i atmosfæren er stadigt stigende, i dette regnestykke med 2,3 (5,5-0,2-2,0) gigatons om året. Prøver fra iskerneboringer viser da også, at atmosfærens indhold af CO 2 ikke har været højere de sidste 20 millioner år af Jordens historie.

Processerne i oceanerne

Men regnestykket ville se meget værre ud, hvis ikke oceanerne havde en kæmpe evne til at optage kulstof fra atmosfæren. Mange forskere arbejder med at kortlægge, hvordan kulstoffet bliver optaget i havet - og hvor meget kulstof havet kan blive ved med at optage, hvis indholdet af CO ₂ i atmosfæren bliver ved med at stige.

Man ved at oceanernes pulje af kulstof er ca. 50 gange så stor som atmosfærens kulstofpulje. Det skyldes dels at havet er umådelig stort, og dels at vand pr. volumen enhed kan binde langt mere CO ₂ end atmosfærisk luft.

Når CO ₂ bliver transporteret til oceanerne, taler man populært om at det kan ske ved hjælp af en biologisk pumpe eller en fysisk pumpe. Den biologiske pumpe involverer de levende organismer, mens den fysiske pumpe involverer en række fysiske processer. I oceanerne udveksler de to pumper kulstof med hinanden ved en række kemiske processer. Man mener, den biologiske pumpe står for ca. 20 % af transporten af CO 2 til oceanerne, mens den fysiske pumpe står for ca. 80 % af transporten. De to pumper er illustreret på figur 3.3.

Den biologiske pumpe

I oceanerne foregår fotosyntesen i de øverste vandmasser, hvor planteplankton (fritsvævende alger) udgør havets vigtigste primærproducenter. Selv om disse mikroskopiske alger kun udgør ca. 1 % af Jordens samlede plantebiomasse, optager de alligevel næsten halvdelen af den CO ₂, der bliver fjernet fra atmosfæren ved fotosyntese. Som på landjorden strømmer den bundne kulstof gennem fødekæderne, og det meste frigives igen ved respiration.

En mindre del af kulstoffet synker imidlertid sammen med plante- og dyreceller ud af de øverste vandmasser og ender i dybhavet. Herved fjerner den biologiske pumpe kulstof fra det globale kulstofkredsløb for en tid. Såvel planteplankton som dyreplankton synker af sig selv, selv om de er levende, men også andet organisk materiale synker ned mod dybhavet. Det kan være døde partikler, der er under nedbrydning af bakterier. Det ser næsten ud som snevejr i vandsøjlen og de mange synkende partikler bliver da også kaldt for marin sne, se figur 3.4.

I dybhavet eller på dybhavets bund bliver en del af det organisk bundne kulstof omsat og frigivet som CO ₂. Men her vil CO ₂-gassen på grund af det høje tryk på store dybder være fanget i flere hundrede år. En anden del af kulstoffet bliver slet ikke omsat, men aflejres på havbunden. Her kan det blive i millioner af år og kan så omdannes til olie og gas.

De fossile brændsler, som vi har afbrændt gennem de sidste 150 år i stadig stigende grad, er altså dannet for millioner af år siden ved processer i havbunden. Det forklarer ubalancen i CO ₂ udvekslingen mellem atmosfæren og Jordens øvrige kulstofpuljer.

Den fysiske pumpe

Havets CO ₂-indhold forsøger til stadighed at komme i ligevægt med atmosfærens CO ₂-indhold. Den gasmængde der kan opløses i vandet, afhænger af det tryk gassen har over vandet. Når atmosfærens indhold af CO ₂ stiger på grund af afbrænding af fossile brændsler, stiger trykket af den også. Derfor bliver der opløst mere CO ₂ i havoverfladen, som vind og strøm derefter fordeler bl.a. til dybere vandlag.

Ved polerne presses CO ₂ ud af havvandet, når det fryser. CO ₂ diffunderer sammen med salte, der også fryser ud af isen, til isens underside. Man siger der sker en 'tungtvandsdannelse', da vandet med et højt saltindhold har en større densitet end det øvrige havvand. Det 'tunge' vand synker ned i dybhavet - vi kalder det den fysiske pumpe. Læs mere i kapitel 4.

Jo mere 'tungt' vand der dannes ved polerne, jo mere CO ₂ transporteres der mod dybhavet. Når isen smelter i foråret, er havvandet derfor undermættet med CO ₂, og det trækker CO ₂ ned fra atmosfæren. Det gør den fysiske pumpe ganske effektiv. Processen er derfor med til at reducere atmosfærens koncentration af CO ₂. Men jo mindre havis der dannes, jo mindre CO ₂ vil der blive hevet ud af atmosfæren, og den globale opvarmning er i færd med at reducere mængden af havis ganske voldsomt.

Kemiske processer i oceanerne

Når CO ₂ fra atmosfæren opløses i oceanerne, reagerer hovedparten af det med vand og danner carbonsyre (kulsyre). Den dannede carbonsyre frigiver straks hydroner (brintioner), H+, og danner hydrogencarbonat, HCO ₃-:
CO₂(aq) + H₂O(l) ↔ H₂CO₃(aq) ↔ H+(aq) + HCO₃-(aq)
Der er tale om en ligevægtsreaktion, hvilket vil sige, at ikke alle CO ₂-molekyler bliver omdannet. Men jo flere der omdannes, jo flere hydroner kommer der i vandet, og så bliver det mere surt (pH falder). Det vil altså sige, at når indholdet af CO ₂ i atmosfæren stiger, bringer den fysiske pumpe mere CO ₂ til oceanerne, som derved bliver mere sure.

Primærproducenterne, der jo bruger CO ₂ til deres fotosyntese, optager i vand en del af deres kulstof som HCO ₃-. Inde i cellerne omdanner de det så til CO ₂, inden det anvendes til fotosyntesen. Fotosyntese modvirker altså isoleret set forsuring af havet, og gør samtidig at der kan optages mere CO ₂ fra atmosfæren.
I oceanerne findes der også carbonat CO ₃ ²-. Det er en ion, der dannes når kalk (calciumcarbonat, CaCO ₃) opløses i vandet:
CaCO3(s) ↔ Ca²+(aq) + CO₃ ²-(aq)
Også her er der tale om en ligevægtsreaktion.

Kalken findes på havbunden som aflejringer fra marine dyr og planter med kalkskjold eller kalkskelet, fx snegle, koraller og visse mikroskopiske alger. Kalk kan modvirke forsuringen af oceanerne, idet carbonationerne vil reagere med nogle af hydronerne (H+) fra carbonsyre, så der dannes mere hydrogencarbonat:
CO₃ ²-(aq) + H+(aq)  HCO₃-(aq)
De viste reaktioner, hvor hydrogencarbonat indgår, fungerer som et buffersystem, der til en vis grad modvirker en forsuring af oceanerne. Reaktionernes indbyrdes påvirkning af hinanden gør, at der i oceanerne er en nogenlunde konstant fordeling af mængden mellem CO ₂, HCO ₃- og CO ₃ ²- på 1 % : 92 % : 7 %.
Når indholdet af CO2 i atmosfæren øges, påvirker det altså i høj grad kemiske processer i havet. Der kommer tilsvarende mere CO2 i havvandet, hvilket gør det sværere at danne kalk. Det kan man tydeligt se, når man samler ovennævnte reaktioner til én fælles reaktion:
CO2(aq) + H2O(l) + CaCO3(s)  Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq)
Det skaber problemer for de organismer, som er afhængige af at kunne danne kalk, og kan således direkte nedsætte biodiversiteten (artsrigdommen) i oceanerne.

Ubalancen i kulstofkredsløbet er voksende

Ubalancen i det globale kulstofkredsløb skyldes altså tilførsel af CO ₂ til atmosfæren. Lige nu tegner forbruget af fossile brændstoffer sig for 85 % af de samlede udledninger til atmosfæren, mens ca. 15 % stammer fra ændret jordanvendelse (fjernelse af skov o.l.).

Siden 2000 er emissionerne fra de fossile brændstoffer vokset med 3,4 % om året, og det ligger nu på et niveau som IPPC i deres fremtidsscenarier har kaldt for "Worst case scenariet". Vidste du f.eks. at hver dansker udleder 10-12 tons CO ₂ per år?

Men havde vi ikke haft landjorden - og primært oceanerne som et effektivt CO ₂ dræn ville CO ₂ koncentrationen i dag have været 500 ppm. Den er 'kun' på 385 ppm og vokser for tiden med ca. 2 ppm om året. Vore naturlige dræn - landjorden og havet - har faktisk fjernet godt halvdelen af den CO ₂, vi har sendt ud i atmosfæren gennem de sidste 150 år.

Men forskerne er bange for at det effektive CO ₂ dræn bliver mindre effektivt i de kommende år. På landjorden betyder de højere temperaturer mangel på vand og næringsstoffer. Det gør tilsammen at der bindes mindre CO ₂ i planterne.

Oceanerne bliver varmere og dermed kan de ikke binde så meget CO ₂, da opløseligheden af CO ₂ i vand aftager med temperaturen. I det varmere vand nedbrydes det organiske materiale også hurtigere, og CO 2 sendes dermed hurtigere tilbage til atmosfæren. Når overfladevandet bliver varmere, sker der også en kraftigere lagdeling af vandsøjlen, hvor det koldere og næringsrige bundvand holdes væk fra de øverste lag, hvor solens lys sikrer fotosyntese og dermed at planktonalgerne binder CO ₂.

Havet bliver langsomt surere og surere pga. de øgede kulstofoptag, og det betyder at der dannes færre og færre kalkskeletter, der også binder og fjerner kulstof fra vandet.

Forskerne forudser også at klimaforandringerne fører til flere kraftige storme i fremtiden, og at det kan være med til at afgasse CO ₂ fra havet og bringe det tilbage til atmosfæren.

Alt tyder på, at forbruget af de fossile brændsler øges i årene fremover. Samtidig frygter vi med rette et stort input af både CO ₂ og CH ₄, når den permafrosne jord med de store lagre af organisk stof tør (læs mere i kapitel 9). Hvis vores gode naturlige kulstofdræn samtidig begynder at melde pas, vil ubalancen i kulstofkredsløbet for alvor accelerere. Det vil føre til en yderligere opvarmning af Jorden - en ond cirkel som vi gerne skal have brudt. Det er derfor uhyre vigtigt at tilegne sig en adfærd og finde nogle teknologiske løsninger for samfundets og den enkeltes energibehov, der er CO ₂-neutrale og bæredygtige.

# data[].attributes.attachment_link.title
Det globale kulstofkredsløb er i ubalance

# data[].attributes.attachment_link.description
I kulstofkredsløbet bliver kulstof (C) udvekslet mellem atmosfæren, landjorden og oceanerne. Det sker når kemiske forbindelser der indeholder kulstof, f.eks. CO 2, ved hjælp af biologiske og kemiske processer omdannes til nye kulstofholdige stoffer, f.eks. glukose (C 6H 12O 6) i planter eller hydrogencarbonat HCO 3- i havet.

# data[].attributes.body
http://www.klimadebat.dk/kulstofkredsloebet-r540.php

# data[].attributes.attachment_link.description
Om kulstoffets kredsløb og ændringer i klimaet Når klimaet forandrer sig i disse år, hænger det tæt sammen med det, der sker med helt bestemte grundstoffer ...

# data[].attributes.body
http://www.climateminds.dk/index.php?id=794

# data[].attributes.body
http://www.dmi.dk/laer-om/temaer/klima/drivhuseffekten/kulstoffets-kredsloeb/

# data[].attributes.attachment_link.description
DMI udfører, indsamler og bearbejder meteorologiske klimatologiske og oceanografiske målinger/iagttagelser samt udfører måling, indsamling og bearbejdning af andre beslægtede geofysiske parametre i hele Rigsfællesskabet.