Reklama
 
Blog | Jan Orna

Je třeba opravit učebnice fyziky!

Vzpomínám si, jak na jedné třídní schůzce gymnázia kritizovali rodiče učitelku zeměpisu za to, že je příliš stará a nestíhá řádně vyložit probíranou látku. Této učitelky jsem se tehdy zastal s poukazem na to, že její předmět je dost obtížný, protože v zeměpise se dynamicky mění jak fakta, tak jejich výklad, zatímco například v dějepise se nemění fakta a mění se pouze jejich dobový výklad, v matematice a fyzice se dokonce nemění ani fakta, ani výklad – atmosféra schůzky se potom uvolnila.

Teď však nastal čas, kdy je nutno opravit středoškolské učebnice fyziky. O složení atmosféry Země se v nich uvádí, že se skládá z přibližně 75% dusíku, 23% kyslíku a malého procenta dalších plynů, z čehož je 0,03% kysličníku uhličitého. Množství CO2 v atmosféře však stále stoupá a již několik let činí jeho podíl na celkové hmotnosti  0,04%.  

Abychom mohli detailně sledovat průběh nárůstu množství tohoto plynu v atmosféře, je účelné vyjádřit jej namísto v setinách (procentech) v jemnější škále: v miliontinách (t.zv. „ppm“ = partes per million). Před 200 léty to bylo nějakých 270 ppm, vyjádřeno v procentech a zaokrouhleno tedy oněch 0,03%. Aktuálně jsme však již překročili hranici 350 ppm a od té doby je zaokrouhlená hodnota 0,04%. 

Pozemská atmosféra pozorovaná z vesmíru se jeví jako tenký namodralý závoj obklopující celou planetu. Její celková hmotnost činí přibližně 5,3 x 1015 tun (napsáno nezkráceně 5 300 000 000 000 000 tun), což je množství z lidského měřítka téměř nepředstavitelné, je to však pouhá jedna milióntina hmotnosti celé Země.  

Reklama

Jedna milióntina hmotnosti atmosféry, to jest 1 ppm z její hmotnosti, představuje přibližně 5,3 x 1015 x 10-6 = 5,3 miliard tun. V posledních desetiletích činí roční nárůst množství CO2 přibližně právě 1 ppm, každým rokem je tedy v zemské atmosféře o cca 5 miliard tun kysličníku uhličitého více. Toto číslo se nápadně podobá číslu udávajícímu, kolik CO2 je ročně uvolněno do atmosféry činností člověka. Pokud nedojde ke změně tohoto trendu, bude za několik desetiletí opět nutno opravit učebnice v tomto aspektu, tentokrát na hodnotu 0,05%…   

 V historii zemské atmosféry se změny jejího složení děly v časových škálách statisíců a miliónů let. Současná „skoková“ změna znamená zřejmé narušení dosavadního rovnovážného stavu. Země absorbuje stále více tepelné energie z dopadajícího slunečního záření a poznenáhlu se zvyšuje energie (teplota) atmosféry. Oceány mají velkou tepelnou setrvačnost a jejich „ohřívání“ probíhá s příslušným zpožděním. Postupně dojde k vzestupu hladin světových moří už jenom z důvodu tepelné roztažnosti vody, o možném „přírůstku“ z tající sněhové a ledové pokrývky nemluvě. Celý proces se zatím nezpomalil a plynule pokračuje dál. 

Žijeme zřejmě na počátku nestabilního dynamického stavu atmosféry, který se plně projeví v nadcházejícím období. V přírodních vědách je schéma stabilní stav – dynamická změna – nový stabilní stav celkem běžný (příklad ze statiky stavebních konstrukcí: stojící budova představuje stabilní stav. Pokud dojde z nějakého důvodu k porušení nutných výminek rovnováhy, vzniká tzv. kinematický řetěz – budova se hroutí k zemi. Vznikl nový stabilní stav: trosky ležící na zemi). V takto gigantickém měřítku je to ale bezprecedentní. Následky je těžké odhadnout, protože postupně se mohou objevit další neočekávané vlivy. Na prognóze budoucího vývoje pracují týmy odborníků. Vzhledem k nejistotám a rizikům vstupních údajů je škála možných výsledků v širokém rozsahu. Nejde tedy ani s jistotou vyloučit, že na výsledek některého řešení neměly vliv, kromě fyzikálních veličin, také názory zadavatele, který tuto práci financuje… Příroda si nakonec najde sama nový rovnovážný stav. Bude to za sto let, za tisíc let?… kdo ví.

 Je zarážející, jak si my, „homo sapiens sapiens“, neopatrně „podřezáváme pod sebou větev“. Mozaika zhoubného jednání je přepestrá: od postupného ničení deštných pralesů v tropech, až třeba k jásotu ekonomů nad zvýšením přepravních kapacit letišť (přitom každý velký dopravní tryskáč spaluje při svém letu desítky tun benzinu a zplodiny zůstávají – kde jinde, než v atmosféře). Tisíce kamiónů převážejí to samé zboží z jednoho konce kontinentu na druhý – z hlediska ekonomů nádherný rozvoj svobodného trhu a obchodu, z hlediska budoucnosti nás všech je tím položen další kamínek do zhoubné mozaiky… 

Závěrem ještě jeden údaj: Hmotnost 8 miliard lidí po 70 kg činí přibližně půl miliardy tun…to je zhruba jedna desetibiliontina hmotnosti celé Země (0,000 000 1 ppm celkové hmotnosti Země)…