Karkaava kasvihuoneilmiö

Karkaava kasvihuoneilmiö (engl. runaway greenhouse effect) on tapahtumasarja, jossa planeetan kasvihuoneilmiö voimistaa itseään. Joidenkin mielestä kasvihuoneilmiö alkaa varsin matalissa lämpötiloissa, toisten mielestä vasta hyvin korkeassa.

Lähtötilanteena on vetinen planeetta, joka on kuumempi kuin Maa. Silloin merivesien haihtuminen vesihöyryksi planeetan kaasukehään lisää kasvihuoneilmiötä, koska vesihöyry on kasvihuonekaasu. Tämä nostaa planeetan lämpötilaa, mikä haihduttaa lisää vesihöyryä meristä kasvihuoneilmiötä ja lämpötilaa nostamaan ja niin edelleen. Myös mahdollinen klatraattikivien metaani vapautuu kaasukehään kuumentamaan planeettaa. Niin sanotussa kosteassa kasvihuoneessa ilmakehän yläosiin noussut vesihöyry hajoaa ilmakehän yläosissa hapeksi ja vedyksi, ja hajoaa avaruuteen. Planeetta kuumenee edelleen, sillä sen kaasukehä on täynnä tulivuoren purkamaa hiilidioksidia, joka on kasvihuonekaasu, ja jota yhteyttäminen ei hajota, koska elämää ei kuumuudessa enää esiinny. Tämä prosessi kuumentaa planeetan pinnan lopulta hehkuvaksi pätsiksi, jossa planeetan karbonaattipitoisiin kiviin, muun muassa kalkkikiviin sitoutunut hiilidioksidi vapautuu.^lähde?

Näin on käynyt ehkä 3–4 miljardia vuotta sitten Venuksessa, joka on yli 400 °C kuumempi kuin mitä sen pitäisi olla.^selvennä Tällöin planeetan lämpötila on yöllä ja päivällä 460 °C. Venuksen kuumassa kaasukehässä kaikki vesimolekyylit nousevat lämpöliikkeen voimasta korkealle ilmakehään ionosfääriin, jossa hajoavat niin että niiden toinen osa vety karkaa avaruuteen. Maan ilmakehässä tropopaussi estää tämän.

Maan arvellaan muuttuvan Venuksen kaltaiseksi noin 2 miljardin vuoden kuluttua, kun Aurinko laajenee keltaiseksi alijättiläistähdeksi ennen muuttumistaan punaiseksi jättiläiseksi. Aurinko kirkastuu huomattavasti jo kauan ennen tätä. Tämä kirkastuminen on melko hidasta. Se nostaa lopulta Maan pintalämpötilan tappavan korkeaksi. Jos Maa siirrettäisiin Venuksen paikalle, sen pinnan lämpötila nousisi 45 °C asteeseen ja kasvihuoneilmiö riistäytyisi käsistä.^[1] Ilman kasvihuoneilmiötä Maan lämpötila nousisi seuraavan 6 000 miljoonan vuoden aikana vain 30 °C^[2], mutta kasvihuoneilmiön kanssa nousu on ainakin 300 °C^[2].

Maasta tulee ensin läkähdyttävän kuuma ja kostea, jossa yhä enemmän vettä haihtuu ilmakehään maata lämmittämään. Merivettään keittävää planeettaa sanotaan kosteaksi kasvihuoneeksi. Joidenkin arvioiden mukaan Maan keskilämpötila 60 °C nostaisi Maan ilmakehän vesihöyrypitoisuuden 20 %:iin, ja tropopaussin kylmyysloukko mikä estää vesihöyryä haihtumasta avaruuteen häviäisi^[3].

Maasta tulee kostea kasvihuone, kun aikanaan noin 1,3 miljardin vuoden kuluttua Auringon säteily kasvaa 1,1 kertaiseksi. Tämä vastaa Maan siirtoa 0,95 AU:n päähän Auringosta.^[4]. Maan keskilämpötila on silloin noin 47 °C.^[5][6] Yleisesti uskotaan, että jo kosteassa kasvihuoneessa vesihöyry karkaa ainakin osittain avaruuteen maan ilmakehästä^[7] vetynä ja happena.^[8]. Maan lämmettyä 150 asteeseen kaikki elämä on kadonnut täältä. Kun Auringon säteily kasvaa 3,5 miljardin vuoden kuluttua^[9] nykyisestä 1,41 kertaiseksi ja lämpötila on 350 °C, kasvihuoneilmiö riistäytyy kokonaan käsistä ja kivien erittäessä hiilidioksidia ilmakehään tulivuoren purkaman hiilidioksidin aiheuttaman kasvihuoneilmiön vaikutuksesta. Viimeistään tässä vaiheessa maan vesihöyry katoaa avaruuteen^[10]. Tämä vastaa Maan siirtoa 0,85 AU:n päähän.^[11] Toisten mukaan karkaava kasvihuoneilmiö vaatisi vain 1,02 kertaisen Auringon säteilyn kasvun.^[12]

Hapen karattua avaruuteen lämpöliikkeen voimasta ilmakehän hiilidioksidipitoisuus pysyy korkeana, koska ei ole enää happea hiilidioksidista yhteyttäviä kasveja tai levää. Lopulta myös hiilidioksidi karkaa avaruuteen.

• Kasvihuoneilmiö
• Venus
• Elinkelpoinen vyöhyke
• Maapallon kasvihuonetila ja jääkausitila

• Ward, Peter D. ja Brownlee, Donald: Planeetta Maan elämä ja kuolema. Ursa, 2003. ISBN 952-5329-31-3

• Venus--Earth's Evil Twin (Arkistoitu – Internet Archive)
• Kasting, Icarus 1988 (Arkistoitu – Internet Archive)