Skortur á Helíum Gasi

 

Helíum (He) er annað algengasta frumefnið í veröldinni (hitt er vetni, H).   Við þekkjum öll helíum, sem gasið í partý-blöðrum, enda er það léttasta frumefnið.  Nú er verð á helíum gasi að rjúka upp úr öllu valdi. Gasið var uppgötvað árið 1814, þegar þýski eðlisfræðingurinn Joseph Fraunhofer fann helíum í litrófi sólarinnar.  Helíum kom fyrst á markaðinn árið 1928, og varð vinsælt snemma á tuttugustu öldinni, sem staðgengill fyrir vetni í loftbelgjum og mönnuðum loftförum.  Megin kostur helíums fram fyrir vetni er að helíum er alls ekki eldfimt og gengur reyndar ekki í nein efnasambönd.   Meiri parturinn af helíum framleiðslu jarðar er í Amarillo í Texas.   Þar er gasið unnið úr borholum með jarðgasi, en metan jarðgasið hér í Texas inniheldur allt að 7% helíum.  Línuritið sýnir að verð á helíum er sífellt að hækka og spáð er mikilli hækkun næstu mánuðina.  Reyndar er ekkert vit að vera að nota þetta dýrmæta frumefni til að fylla partýblöðrur, sem  rísa til himins. Þar springur blaðran og helíum er svo létt að það streymir út í geiminn. Þannig minnkar helíumforði jarðarinnar smátt og smátt.  Nafnið Helíum er dregið af gríska heitinu á sólinni: helios.  Enda er helíum um 27% af sólinni sjálfri og um 23% af sólkerfinu er helíum.  Það er reyndar dálítið furðulegt að annað algengasta efnið í veröldinni skuli vera svona dýrt og stöðugt hækka í verði.  Djúpt í jörðu myndast helíum vegna geislavirkni á frumefnum í möttli og jarðskorpu, einkum geislavirku þóríum og úran.  Framleiðslan heldur áfram, en birgðir minnka stöðugt.   Margir vísindamenn vilja setja bann á partý-blöðrur sem eru fylltar með helíum.  Gasið er ómissandi í heilsugeiranum og í iðnaði og allt of vermætt til að kasta því út í geiminn.  Á Íslandi kostar ein áfylling á 10 lítra helíumhylki nú kr. 18457,-  Í Bandaríkjunum kostar nú partý-blaðra fyllt með helíum $5.

Loftslagsbreytingar á öðrum hnöttum

 

Stundum heyrir maður þetta:  “Já, en það eru loftslagsbreytingar og hnattræn hlýnun í gangi á öðrum hnöttum:  Það getur auðvitað ekki verð af manna völdum, og þess vegna er hnattræn hlýnun á jörðinni bara eðlilegt og náttúrulegt fyrirbæri.”   Á þennan hátt vilja sumir reyna að afgreiða umræðuna um hnattræna hlýnun jarðar af mann völdum.  Þetta er alröng rökfærsla, sem mig langar til að fjalla um lítið eitt hér. Auðvitað eru loftslagsbreytingar á öðrum hnöttum, alveg eins og þær, sem voru ríkjandi á jörðu fyrir uppruna mannsins og fyrir iðnbyltinguna á átjándu öldinni.  Síðan höfum við mannkynið verið að dæla út miklu magni af koldíoxíði og öðrum gösum, sem hafa djúpstæð áhrif á loftslag og umhverfið allt. Tökum til dæmis plánetuna Mars.  Þar hafa gengið yfir ísaldir öðru hvoru, alveg eins og á jörðu, en ekki á sama tíma. Eins og jörðin, þá hefur Mars  sólbaugshalla:  þ.e. snúningsmöndull plánetunnar er ekki þvert á braut hennar umhverfis sólu. Á jörðinni er sólbaugshallinn (obliquity) nú um 23,4 gráður.  Þessi halli er auðvitað ástæðan fyrir árstíðum á jörðu.  Á Mars hefur sólbaugshallinn sýnt miklar sveiflur undanfarnar 3 milljónir ára, eða allt að 35 gráður, eins og sýnt er á fyrstu myndinni. Á myndinni eru stóru sveiflurnar ferill plánetunnar Mars, en litlu sveiflurnar eru fyrir jörðina.  Á Mars var ísöld á þeim tíma, sem eru sýndur með gráum lit á myndinni, en hlýskeið annars.  Auk þess er braut Mars umhverfis sólu sporöskjulaga og af þessum sökum hafa miklar loftslagsbreytingar átt sér stað á rauðu plánetunni.   Þar hafa skiftst á ísaldir og hlýskeið, eins og á jörðu.  En það er töluvert hlýrra á Mars í dag en gert hafði verið ráð fyrir. Jeppinn Curiosity hefur verið á ferðinni á yfirborði Mars síðan hann lenti hinn 5. ágúst og stöðugt skráð hitastig.  Mælarnir sýna allt að 6 stiga hita á daginn, rétt fyrir sunnan miðbaug, en á nóttinni fellur mælirinn niður í um mínus 70 stig.  Hitinn er því ekki óbærilegur.  En þunna loftið er vandamálið og á Mars er það aðeins um 1% af lofti jarðar.  Nú hafa sumir vísindamenn stungið uppá að það sé hægt að bæta og auka andrúmsloft á Mars með því að hita upp jarðveginn og jarðmyndanir nærri yfirborði með kjarnorkuafli. Þannig væri hægt að skapa lofthjúp, sem menn gætu búið við.  Það er mikið magn af ís í jarðveginum,  svo þetta kann að vera fært.  En aðdráttarafl plánetunnar er aðeins brot af því á jörðu.  Sýður þá ekki gasið beint út í geiminn?  Á Mars er lausnarhraði  um 5.027 km/sek.  Þetta er sá hraði, sem reikul efni þurfa að hafa til að losna úr viðjum aðdráttarafls plánetunnar og sleppa út í geiminn.  Það er sá hraði, sem eldflaug þarf að ná, til að sleppa út fyrir aðdráttarafl plánetunnar. Á jörðu er lausnarhraðinn helmingi hærri en á Mars.  Í gasi eru allar frumeindir á sífelldu iði og á fleygiferð. Önnur myndin sýnir hraða fyrir mólekúl af súrefni O2 á Mars, reiknað við um 7 stiga hita.   Þar kemur í ljós að hann er um eða innan við 1000 metra á sekúndu fyrir megnið af súrefni og því langt fyrir neðan 5 km/sek. lausnarhraða plánetunnar.  Það er því tæknilega hægt að framleiða andrúmsloft á Mars, ef næg orka er fyrir hendi. 

Staðhæfingar um að núvernadi hnattrræn hlýnun jarðar sé af náttúrlegum öflum eru því fjarstæða. Stærsta náttúrulega aflið er auðvitað sólin.  Sumir (þeir eru reyndar örfáir) telja að hnattrænu breytingarnar séu vegna misumnandi geislunar sólarinnar. Auðvitað er sólin stærsta orkulind okkar. Hún gefur ylinn með sólskininu og einnig hefur sólin skapað þá jarðolíu og jarðgas, sem við brennum.  Það eru aðeins jarðhitinn og kjarnorkan, sem eru óháð sólarorkunni.  Við vitum vel að sólorkan er ekki stöðug, heldur sveiflast hún í bylgjum, eins og myndin til hliðar sýnir.  Takið eftir að sólorkan er sýnd sem Wött á hvern fermeter. Þetta er orkan sem berst að ytra borði lofthjúps jarðar. Aðeins partur af þessu nær niður á yfirborð jarðar. Myndin sýnir einnig hvernig meðalhiti hefur breyst á jörðu á sama tíma. Síðan um 1980 hefur ekkert samhengi verið í sólargeislun og hitaferli á jörðu. Hnattræn hlýunun er ekki vegna breytinga í sólinni, heldur af okkar völdum.  Sama er að segja um aðra geimgeisla. Þeim hefur ekki fjölgað á þeim tíma sem hlýnar hér á jörðu. Þetta kemur fram í nýrri skýrslu frá Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), sem nýlega “lak”  út til vísindamanna, en er enn óbirt.

Frostlögur í Síldinni

 

Sumir lesendur mínir hafa deilt nokkuð hart á skoðun mína um síldardauðann í Kolgrafarfirði undanfarið. Ég stakk uppá því hér fyrir neðan að hann væri vegna súrefnisskorts í lokuðum firði. Aðrir virðast telja að síldin hafi frosið í hel. Ég er ekki sannfærður um það. Síld, eins og svo margir fiskar á norður slóðum, inniheldur frostlög í blóði sínu.  Ýmsar fisktegundir framleiða glycspeptíð og önnur prótín í blóðinu, sem virka sem frostlögur.  Fyrsta myndin sýnir áhrif þessa frostlagar á að lækka frostmark blóðs í síld. Rannsóknir í St. Lawrence flóa eftir E.M.P. Chadwick hafa sýnt fram á að blóð síldar sem er að fara í vetursetu frýs ekki fyrr en við mínus 1,2 til 1,4 stig.   James Raymond og fleiri hafa fengið svipaðar niðurstöður við rannsókn á síld við Alaska, þar sem frostmark blóðsins lækkaði einnig niður að mínus 1,4 gráðum.  Önnur myndin sýnir hvað frostlögurinn getur lækkað frostmark blóðsins mikið í síld. Svörtu merkin eru fyrir fullorðna, en krossmerkin eru fyrir unga síld.  Þar sem ég er nú staddur nokkuð langt frá Kolgrafarfirði, þá get ég ekki gert neinar beinar athuganir.  Samt sem áður vil ég halda á lofti þeirri skoðun minni, að síldin hafi drepist af súrefnisskorti, en ekki af kulda.  Hún ræður alveg við þetta lága hitastig, af því að frostögurinn er fyrir hendi. 

 

Súrefni í sjó og síldargöngur

Það virðist vera nú nær árlegur atburður, að síld veður inn á grunnsævi á sunnanverðum Breiðafirði.  Þessar göngur eru einkum áberandi í grend  við Grundarfjörð og Kolgrafarfjörð, en einnig inn á Hofstaðavog.  Nú liggur síldin dauð í hrönnum á fjörum Kolgrafarfjarðar.  Hvað veldur þessari hegðun síldarinnar? Sumir telja að síldin leiti inn á grunna firði snemma vetrar til að komast í kaldari sjó, til vetursetu. Þá dregur úr fæðunámi síldarinnar og öll líkamsstarfsemi hennar hægir á sér. Hún legst í dvala.  En hvers vegna er síldin að drepast?  Það virðist nær örugglega vera vegna súrefnisskorts, eins og fiskifræðingar hafa bent á.  Sjór sem er mettaður af súrefni inniheldur um 10 mg af súrefni í hverjum lítra (rauði hringurinn á fyrstu mynd).   Í innilokuðum fjörðum eyðist súrefnið hratt vegna starfsemi lífríkisins og niðurbrots á fóðurleifum og saur. Endurnýjun súrefnis í fjörðum gerist vegna hafstrauma. Kolgrafarfjörður var þveraður af Vegagerðinni árið 2004 og síðan hefur dregið úr magni nýsjávar innan brúar. Endurnýjunartími fyrir sjó í innilokuðum fjörðum getur því verið langur, og á meðan hrapar súrefnisinnihald vatnsins.  Þannig fór í Lóni í Kelduhverfi árið 2001 og síðar í Grundarfirði í janúar árið 2007. Þar lækkaði súrefnismagn í sjónum niður í 2 til 2,9 ml á líter og þorskur drapst og einnig síld.  Önnur myndin sýnir að súrefnismagn í sjó í Grundarfirði í janúar árið 2007 var innan við 3 ml á líter á stóru svæði innarlega í firðinum (rauða svæðið).   Þé er sjórinn innan við um 30% af mettun súrefnis.

Sum hafsvæði eru nær súrefnissnauð, og má þar telja til dæmis Eystrasalt, Mexíkóflóa og Svartahaf.  Yfir mikinn hluta Eystrasalts  er súrefni í botnsjó aðeins um eða undir 2 ml á líter. Fyrir neðan 2 til 3 ml á líter er krítiskt ástand sjávar og dauði blasir við fyrir flestar fisktegundir. Ásæðan er sú, að straumur af söltum sjó frá Norðursjó inn í Eystrasalt er mjög lítill. Önnur ástæða er að úrgangur og mengun frá um 80 milljón íbúum umhverfis Eystrasalt hefur borið inn efni, sem hafa gleypt upp nær allt súrefni hafsins. Allt fram til ársins 1950 var Eystrasalt við góða heilsu. En nú horfir illa og hugmyndir hafa komið fram um betrumbætur.  Nú er til dæmis í athugun að nota eitt hundrað fljótandi vindmyllur til að dæla súrefni niður í djúpið til að lífga aftur Eystrasaltið.   Takið eftir á fyrstu myndinni að súrefnisinnihald sjávar lækkar með hækkandi hitastigi hafsins. Þetta er mjög mikilvægur þáttur.  Sumir vísindamenn hafa bent á, að með hækkandi hita vegna hnattrænnar hlýnunar og minnkandi súrefni í hafinu, þá muni stærð fiska minnka og afli okkar úr heimshöfunum dragast saman af þessum sökum um fjórðung næstu áratugina.