Měnící se rovnováha CO₂ a O₂ v atmosféře

Dlouhodobý nárůst koncentrace oxidu uhličitého a pokles koncentrace kyslíku ukazují, že složení atmosféry se mění v důsledku lidské činnosti – především vlivem spalování fosilních paliv.

Koncentrace oxidu uhličitého (CO₂)¹ během roku kolísá, dlouhodobě však roste: jen za poslední desetiletí (2015–2025) se zvýšila přibližně o 26 ppm. Zatímco v roce 1960 se hodnoty pohybovaly kolem 315 ppm, v roce 2025 již dosahovaly přibližně 425 ppm – za pouhých 65 let tedy vzrostly o 35 %.

Graf rovněž zachycuje vývoj koncentrace kyslíku (O₂)² – tedy to, o kolik se v daném roce změnila oproti referenčnímu roku 1991. Koncentrace O₂ také během roku kolísá, avšak dlouhodobě klesá: jen za poslední desetiletí přibližně o 55 ppm.

Jak se měří koncentrace CO₂ a O₂?

Metodu pro přesné stanovení koncentrací CO₂ (s přesností na 0,1 ppm, tedy 0,00001 %) vyvinul Charles Keeling v roce 1952. Nejprve ho výsledky měření překvapily – koncentrace se náhodně měnily podle toho, odkud právě foukal vítr. Došlo mu, že jeho měření v San Franciscu ovlivňují okolní lesy (fotosyntéza) a továrny (spalování) a že potřebuje měřit na místě, které bude od takových vlivů hodně vzdálené. Přesunul se proto doprostřed Tichého oceánu: na Mauna Loa na Havaji. Teprve na tak odlehlém místě začala jeho měření dávat smysl – koncentrace zůstávaly stabilní. Keeling si všiml, že hodnoty během roku kolísají – od května do října klesají a po zbytek roku zase stoupají. Pozoroval „dýchání“ celé planety.

Při fotosyntéze rostliny spotřebovávají oxid uhličitý z atmosféry a vytvářejí kyslík. Při buněčném dýchání naopak kyslík spotřebovávají a uvolňují oxid uhličitý.

CO₂ + H₂O ⇄ O₂ + sacharidy

Většina světových lesů se nachází na severní polokouli. V létě listnaté stromy rostou a mají listy a převládá fotosyntéza – rostliny pohlcují CO₂ ze vzduchu a ukládají uhlík do svých kmenů a listů. V zimě fotosyntéza výrazně zpomalí, ale rostliny i nadále dýchají a uvolňují CO₂, protože spotřebovávají energii na udržování svých buněk i v období vegetačního klidu. Půdní mikroorganismy navíc rozkládají spadané listí, čímž do ovzduší uvolňují další CO₂.

Kromě tohoto kolísání mezi létem a zimou si Keeling všiml i dlouhodobého nárůstu koncentrace CO₂, který přičítal spalování uhlí, ropy a zemního plynu.

Při spalování se spotřebovává kyslík a uvolňuje oxid uhličitý. Při spalování uhlí je chemická reakce jednoduchá: C + O₂ → CO₂.

Při spalování zemního plynu se kyslíku spotřebovává ještě více, protože jako vedlejší produkt vzniká i vodní pára: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O.

Důkaz, že nárůst koncentrace CO₂ v atmosféře je důsledkem spalování, přinesl Keelingův syn Ralph. Ten v roce 1988 objevil způsob, jak přesně změřit koncentraci kyslíku. Jeho měření ukazují na dlouhodobý nepřirozený pokles koncentrace O₂ v atmosféře. Následný výzkum včetně izotopové analýzy potvrdil, že nárůst atmosférického CO₂ lze přičíst právě spalování fosilních paliv.³

Footnotes

1. Dataset průměrných měsíčních koncentrací CO₂ měřených na observatoři Mauna Loa na Havaji je dostupný na NOAA, Global Monitoring Library, Trends in CO2, CH4, N2O, SF6. [Cit. 2026-01-22]. ↩

2. Dataset průměrných měsíčních koncentrací O₂ měřených na observatoři Mauna Loa na Havaji je dostupný na Scripps O₂ Program. [Cit. 2026-01-22]. ↩

3. Například Graven, H., Keeling, R. F., Rogelj, J. (2020). Changes to Carbon Isotopes in Atmospheric CO₂ Over the Industrial Era and Into the Future. Global Biogeochemical Cycles, 34 (11). DOI: 10.1029/2019GB006170. ↩