Dat blijkt uit het ontbreken van thorium-230 isotopen in sediment uit de Noordelijke IJszee. Verklaart zoet water het begin van de IJstijd? En moeten we ons zorgen maken?
Onze meest noordelijke oceaan is bijna helemaal omsloten door land. De Noordelijke IJszee is ingeklemd tussen de Euraziatische en Noord Amerikaanse landmassa’s, en Groenland. Er is weinig verdamping en veel instroom van zoet water. Daarom is het water van de Noordelijke IJszee nu al een kwart minder zout dan in de overige oceanen.
Een ijsberg in de buurt van Upernavik, Groenland. Maakte het smelten van grote hoeveelheden ijs de Noordelijke IJszee zoet? Bron: Kim Hansen/Wikimedia Commons
Thorium als betrouwbare index voor saliniteit
Zout water bevat veel meer opgeloste mineralen dan zoet water, waaronder uranium en thorium. Anders dan uranium, dat gemakkelijk oplost in water, vormt thorium onoplosbare kristallen die naar de zeebodem zinken. De isotoop thorium-230 wordt gevormd door het uiteenvallen van uranium. Dat wil zeggen, dat deze isotoop een goede schatting geeft van de hoeveelheid opgelost uranium, en dus zout, in het oceaanwater. Een groep wetenschappers ontdekte iets opvallends. Er waren sedimentlaagjes waarin er bijna geen thorium-230 meer voorkwam. Met andere woorden: in die tijd was de Noordelijke IJszee zoet, van de oppervlakte tot op de zeebodem. Deze perioden traden op aan het begin van glacialen (ijsperioden). [1]
Wanneer was de Noordelijke IJszee zoet?
De meest recente periode met zoet water, vond plaats tussen de 70 000 en 62 000 jaar geleden. Grote ijsdammen blokkeerden toen de enige grote toegang tussen de Noordelijke IJszee en de rest van de oceanen, de zee tussen Groenland en Noorwegen. Door de zeespiegeldaling lag de Beringstraat, tussen Siberië en Alaska, toen ook droog. Misschien dat zelfs slechts 15.000 jaar geleden nog een periode met veel zoet water optrad. De hoeveelheid zoet water die nodig was om de Noordelijke IJszee zoet te maken is enorm: rond de negen miljoen kubieke kilometer. Dit werd geleverd door een combinatie van smeltwater en neerslag, aldus de auteurs [2].
Begin van de IJstijd
Op dit moment is nog steeds niet duidelijk wat de ijstijden veroorzaakt. In feite had de volgende ijsperiode nu al aan moeten breken. Het verzwakken van de Golfstroom, met de enorme hoeveelheid warmte die deze uit de tropen aanvoert, is aannemelijk als oorzaak. Maar mogelijk speelt ook een veel grotere zoetwaterafvoer uit het omringende land een rol, bijvoorbeeld door wegdooiende permafrost. Wat nu op grote schaal gebeurt. Zoet water bevriest sneller dan zout water. Mogelijk werd de Noordelijke IJszee bedekt met een dikke laag zoet smeltwater. Zo kon zich in de winter gemakkelijker een ijsdek over de gehele Noordelijke IJszee vormen. En hiermee een ijsperiode in gang zetten, want ijs weerkaatst zonlicht erg goed.
Het gat in de ozonlaag is een milieuprobleem, dat eind jaren tachtig op werd gelost door alle CFK’s te verbieden in het Protocol van Montreal. Maar nu dreigen drie nieuwe mysterieuze CFK-verbindingen, die ook de ozonlaag aantasten, dit weer teniet te doen.
Deze stoffen vertragen namelijk het herstel van de laag ozon met 20 jaar. Metingen wijzen uit dat ze uit China komen.
Nut van de ozonlaag
Bijna alle zuurstof in de atmosfeer is di-zuurstof, O2. Slechts een heel klein deel van alle zuurstof is ozon, O3. Ozon blokt UV-A en UV-B straling en beschermt hiermee het leven op aarde tegen deze energierijke straling. Erg veel ozon is er niet. Denk aan een laagje van 3 mm dik, met de luchtdruk op zeeniveau. Maar als dit dunne laagje verdwijnt, dan betekent dat bijvoorbeeld meer huidkanker. En schade aan planten en dieren.
De ozonlaag herstelt zich redelijk. Helaas gooien nieuwe emissies uit China roet in het eten. Bron: EU/EEA
Mysterieuze herkomst
Martin Vollmer van de Zwitserse federale laboratoria voor materiaalkunde en technologie in Dübendorf en zijn collega’s analyseerden luchtmonsters. Deze zijn afkomstig van een netwerk van sensoren over de hele wereld, om trends in atmosferische gassen te volgen.
Het team vond een CFK-verbinding, HCFC-132b genaamd, die nog nooit in de atmosfeer was aangetroffen. Volgens analyse van oude monsters verscheen HCFC-132b ongeveer twintig jaar geleden voor het eerst. Sindsdien zijn de niveaus van de verbinding, die afkomstig lijkt te zijn uit fabrieken in Oost-Azië, gestegen. Maar de onderzoekers zagen ook twee andere verbindingen, HCFC-133a en HCFC-31. Ook daarvan fluctueerden de niveaus in de loop van de tijd, meer dan die van HCFC-132b. [1]
Verouderd
HCFC-132b is een vervanger voor het beruchte ozonlaag aantastende gas CFC-113 en zou in 2020 uitgebannen moeten zijn [2]. HCFC-133a is een tussenproduct voor de bereiding van het middel halotraan. Ook HCFC-31, het derde gas, is een tussenproduct dat ondertussen wordt vervangen door ozon sparende alternatieven. Al zijn deze drie gassen dan minder agressief dan eerdere ozon afbrekende gassen.
Mogelijk is hier dus de eigenaar van een chemische fabriek in China aan het knoeien met verouderde chemische processen, om de kosten te drukken. En hield hij er ook geen rekening mee, dat dankzij moderne, sterk verbeterde detectiemethoden nu zelfs delen per quadriljoen in lucht aangetoond kunnen worden. Vervelend nieuws, want dankzij deze knoeier duurt het 20 jaar langer tot het gat in de ozonlaag definitief is geheeld.
Koperdiefstallen zijn een steeds hardnekkiger plaag. Daar zou wel eens verandering in kunnen komen. Met deze revolutionaire ontdekking zijn onderzoekers er in geslaagd, een vervanger van koper te vinden: koolstof.
Natuurlijk voorkomend koper. Wordt koper vervangen door koolstofnanobuisjes in stroomdraad? Bron
Kopervervanger dringend nodig
Koper is een erg goede elektrische geleider. Van alle metalen geleidt alleen het nog schaarsere zilver, stroom nog beter. Geen wonder dat koper heel veel gebruikt wordt voor elektronica en stroomkabels. Vooral de sterke vraag uit China maakt nu dat een kilo koper al gauw meer dan zes euro kost en geen koperhoudend voorwerp meer veilig is voor het dievengilde.
Onderzoekers zijn er nu voor het eerst in geslaagd een vervanger voor koper te vinden.[1] Een materiaal dat stroom beter geleidt dan dit steeds schaarser wordende metaal dus. Het materiaal in kwestie is koolstof, dat in de vorm van steenkool, kooldioxide en carbonaten zeer veel op aarde voorkomt. Het wordt een stroomgeleider in de vorm van een oude bekende: koolstofnanobuisjes, die veel weg hebben van een opgerold stukje grafeen. Koolstofnanobuisjes houden ook al een andere record: het materiaal met de hoogste treksterkte ter wereld.
Jarenlang moeizaam onderzoek levert vervanger
Na jarenlang moeizaam werk zijn onderzoekers zo ver dat de stroomdichtheid van koolstofnanobuisjes even groot is als die van koper. Dat wil zeggen: per volume-eenheid. Per kilo scoort het materiaal zelfs zes keer beter omdat het veel lichter is. Individuele buisjes geleiden zelfs tien keer zo goed stroom als koper, maar technisch was het tot nu toe niet mogelijk uit koolstofnanobuisjes een dikke stroomkabel te maken. De experimenten zijn uitgevoerd met dubbelwandige buisjes, die makkelijker te maken en te bewerken zijn. De onderzoekers willen nu een stroomkabel ontwikkelen die veel beter stroom geleidt dan koper. Daarvoor moeten ze enkelwandige koolstofnanobuisjes tot een stroomkabel ziet samen te vlechten. Een lastige uitdaging.
Voordelen
Naast een einde aan het kopertekort, besparen de nieuwe, lichte kopervervangers ook veel gewicht. Goed nieuws dus voor vliegtuig- en ruimteschip bouwers. Koolstof is zeer resistent tegen corrosie, dus de koolstof stroomkabels kunnen ook in chemisch zeer vijandige omgevingen gebruikt worden. Als de onderzoekers de belofte van een veel beter geleidend alternatief voor koper waar kunnen maken, wat ze gaan proberen, betekent dit dat de zeven procent energie die nu als transportverliezen verloren gaat in het hoogspanningnet, wordt gehalveerd of nog beter. Dit geldt des te sterker nog voor de stroomkabels in huis. De kans is dus aanwezig dat deze kabels overal in huis zullen opduiken en dat het koper weer wordt omgesmolten tot mooie standbeelden of munten. Wat moet je er anders mee?
Langzame opmars koper vervangers
De opmars van koolstofnanobuisjes als geleider bleek in de praktijk minder soepel te lopen dan eerst gedacht. Het is nog steeds erg duur om koolstofnanobuisjes in grote hoeveelheden te produceren, al dalen de prijzen. Begin 2021 liggen deze rond de 200 euro per kilogram. Dit is nog steeds vele malen meer dan koper. Wel is de dichtheid van koper veel hoger is dan die van koolstofnanobuisjes. En nog niet alle problemen zijn opgelost. Onderzoekers worstelen nog steeds met het aan elkaar aan laten sluiten van de buisjes. Zolang dat niet lukt, blijft er veel interne weerstand in de kabels zitten. Waarschijnlijk worden de eerste toepassingen die in ruimtevaart en vliegtuigen. Hier is gewichtbesparing erg belangrijk.
In 2019 was de “technical readiness level” bijna 3. Dat betekent, dat is aangetoond dat het principe werkt, maar er nog geen in het lab gevalideerd prototype is. [3] Ga dus voorlopig geen kopermijnen shortsellen. Maar op iets langere termijn zal koper waarschijnlijk de weg van het bakeliet gaan. Zeker, nu een grote fabrikant, Yazaki, al koolstofnanovezels in aluminium kabels verwerkt om deze even goed stroom te laten geleiden als koper [4].
Door nog onopgehelderde oorzaak wordt de aarde elke 26 tot 27 miljoen jaar bezocht door een doodsengel: getroffen door een natuurramp die een groot deel van de soorten wegvaagt. Nemesis, de veronderstelde donkere begeleider van de zon die om de zoveel tijd met een tocht door de komeetrijke Oortgordel dood en verderf zou zaaien, komt met de laatste onderzoeksgegevens echter steeds verder uit beeld als mogelijke verklaring. Er is ook goed nieuws: de laatste massaextinctie vond elf miljoen jaar geleden plaats. Het duurt dus nog wel even voor de volgende vernietigende ramp, althans uit die hoek, toeslaat.
De Kuipergordel en de Oortwolk. Vergeleken met de Kuipergordel en de rest van het zonnestelsel is de Oortwolk gigantisch groot. Bron:NASA
Verder is er waarschijnlijk de reusachtig grote Oortgordel, die zich tot meer dan een lichtjaar afstand van de zon uitstrekt: de grens van de zwaartekrachtswerking van de zon. Er is nog geen direct experimenteel bewijs van het bestaan van de Oortgordel, maar de meeste kometen hebben een aphelion (punt in hun omloopbaan dat het verst verwijderd is van de zon) van 20.000 maal de afstand aarde-zon, het centrum van de Oortgordel.
Neptunus, Jupiter en Mars kennen trojanen, dat zijn ruimterotsen die zich op ongeveer een zesde omloopbaan afstand voor of achter de planeet in de omloopbaan van de planeet bevinden en daar rond de Lagrangepunten draaien: het punt waar de zon en de planeet evenveel aantrekkingskracht uitoefenen.
De samenstelling van meteorieten uit deze gordels wijst erop dat er veel waardevolle grondstoffen te vinden zijn. Vanzelfsprekend hebben diverse landen daarom grote interesse in deze gordels. Wat daar aan zeldzame metalen en dergelijke te vinden is, stelt de aarde totaal in de schaduw.
Komt Nemesis elke 27 miljoen jaar langs?
De Nemesishypothese (Nemesis is de Griekse godin van het noodlot die hoogmoedigen straft) gaat er van uit dat de zon een donkere, onzichtbare begeleider kent: Nemesis.
Het schijnsel van Nemesis door het Oortwolk-puin. Het kleine lichtpuntje in het centrum is de zon.
Objecten die in aanmerking komen als boosdoener zijn bruine dwergen (sterren die te klein zijn voor kernfusie), zwerfplaneten ter grootte van een reusachtige Jupiter of kleine zwarte gaten. Alle drie zijn namelijk nagenoeg onzichtbaar van grote afstand.
Nemesis volgt een elliptische baan om de zon. Als Nemesis de zon dicht nadert, verstoort de zwaartekracht van het hemellichaam de banen van kometen en andere brokken puin in de Oortgordel, de ijzig koude puinring aan de uiterste buitengrens van het zonnestelsel.
Het gevolg: de aarde wordt getroffen door een vernietigend bombardement dat een groot deel van alle soorten wegvaagt. Enkele zeer taaie soorten overleven het en worden de stamvaders voor een nieuwe fase van evolutionaire uitwaaiering, zoals bijvoorbeeld ook na de allesverwoestende Krijt-Tertair massaextinctie, 250 miljoen jaar geleden (de oerdino was een van de overlevenden) en de Chicxulub-ramp (die bijna alle dino’s wegvaagde en de weg vrijmaakte voor de zoogdieren zoals de mens, en vogels) gebeurde.
Het Pluto-achtige object Sedna bevindt zich op een plaats die volgens sommige astronomen alleen is te verklaren door het zwaartekrachtsveld van een Nemesis-achtig hemellichaam.
Een aanvullende aanwijzing voor het bestaan van Nemesis is de scherpe begrenzing van de Oortgordel (berekend uit de omloopbanen van kometen). Van andere sterren met begeleiders is bekend dat ook hun puinringen scherp begrensd zijn. Eenzame sterren hebben een diffuse buitenring. Nemesis vinden wordt lastig. Op dit moment is het hypothetische object op zijn aphelion – het verste punt van de zon – en is dus vrijwel onzichtbaar. Niettemin wordt er nu grof astronomisch geschut gelanceerd – denk aan de geplande Pan-STARRS, LSST en de in 2013 voltooide WISE missies, waardoor Nemesis – als deze bestaat – ons haast niet meer kan ontgaan. In 2020 hebben we nog steeds geen spoor van Nemesis ontdekt.
Maar bestaat Nemesis wel? En wat is dan wél de verklaring?
Uit een recente Arxiv-publicatie blijkt dat er enkele stevige argumenten tegen de Nemesishypothese pleiten. Zo is het patroon van uitstervingen met 99% te regelmatig om door de hypothetische Nemesis te worden veroorzaakt. Zwaartekrachtsvelden van naburige sterren zouden de baan van Nemesis namelijk zo verstoren dat het hemellichaam een onregelmatige baan zou krijgen – en hiermee de periodiciteit in de war schoppen.
Er zijn op dit moment weinig andere verklaringen die in de buurt komen van een zinnig werkingsmechanisme. De zon draait in omstreeks tweehonderd miljoen jaar rond rond de kern van de melkweg – zes keer zo lang als de periodiciteit van de uitstervingen. Onze stellaire buren zijn te chaotisch om deze bijna volmaakte regelmaat te leveren. Wat de verklaring ook is, we hebben nog vijftien miljoen jaar om de dader te ontmaskeren. Dus we hebben nog wel even de tijd…
Update: publicatie in Nature, uitsterfpatroon elke 27 miljoen jaar bevestigd
Sinds 2011 is het onderzoek voortgezet, deze keer met behulp van kunstmatige intelligentie. De onderzoekers onderzochten de verspreiding in de tijd van 1 273 254 fossielen uit het Fanerozoïcum (m.a.w. de laatste 541 miljoen jaar), die toebehoorden aan 171 231 soorten. Hieruit kwamen enkele opvallende uitkomsten. Het patroon van uitstervingen elke 27 miljoen jaar (of een veelvoud hiervan) werd opnieuw bevestigd. We weten nog steeds niet welk proces deze uitstervingen in gang heeft gezet. Wel dat alle vijf massa-uitstervingen en zeven kleinere uitstervingsgolven het patroon van de 27 miljoen jaar volgen [1].
Nog steeds is niet bekend welk proces dit veroorzaakt, maar een onzichtbare begeleider van de zon of een andere kosmologisch proces dat de omloopbanen van Kuiperbelt-objecten destabiliseert, lijkt m.i. aannemelijk. Deze periode van 27 miljoen jaar komt overeen met een aphelion van honderdduizenden astronomische eenheden, m.a.w. enkele lichtjaren. Een dergelijk object is nauwelijks meer gebonden aan de zon en wordt al snel op sleeptouw genomen door andere passerende sterren. Toch wijst de ijzeren periodiciteit op een relatief sterke gravitationele binding met de zon en een stabiele baan. Een resonantie-effect met het galactische zwaartekrachtsveld? Kortom: een uitdagende puzzel.
Er blijkt geen verband te zijn tussen uitsterving en het daarna ontstaan van nieuwe soorten. Speciatie-events, waarbij veel nieuwe soorten ontstaan, komen willekeurig voor. De eerdere theorie dat uitsterfgolven automatisch leiden tot het ontstaan van veel nieuwe soorten die de plaatsen van eerdere soorten opvullen, blijkt dus niet te kloppen. Sterker nog: speciatie lijkt juist nieuwe uitstervingen te veroorzaken, door de onderzoekers “destruction by creation” genoemd. Een mooi voorbeeld is natuurlijk onze eigen soort. Wij hebben heel wat uitstervingen van andere soorten, van de mammoet tot de dodo, op ons geweten.
Bronnen 1. Impacts of speciation and extinction measured by an evolutionary decay clock†by Jennifer F. Hoyal Cuthill, Nicholas Guttenberg and Graham E. Budd, 9 December 2020, Nature. DOI: 10.1038/s41586-020-3003-4
De Nederlandse Raad voor de Volksgezondheid beveelt de regering aan, eerst de ouderen en andere mensen met een zwak immuunsysteem te vaccineren tegen het covid-19 veroorzakende SARS-CoV-2 coronavirus. Is dat verstandig? Nee, zegt een natuurkundige die een epidemiologische analyse maakte. Is het beter om juist de (over het algemeen kerngezonde) superspreaders eerst te vaccineren, hoe onethisch het ook klinkt?
Verspreiding SARS-CoV-2 vooral door superspreaders en in superspreading events
Massale uitbraken van SARS-CoV-2 vonden voornamelijk plaats bij massa-bijeenkomsten binnenshuis[1]. Beruchte gevallen waren audities van zangkoren, kerkdiensten, vrijdaggebeden in moskeeën, discotheken, slachthuizen, feesten binnenshuis en politieke bijeenkomsten. Of in verpleeghuizen met kwetsbare mensen. Vaak begon deze epidemie bij één geïnfecteerde persoon die meerdere van dit soort gelegenheden bezocht: de superspreader. Zo besmette een Zuid-Koreaanse besmette vrouw tientallen mensen in zowel een ziekenhuis als een kerkdienst [2].
Extinguish the curve: waarom juist de superspreaders aangepakt moeten worden
De mensheid is beter af zonder het SARS-CoV-2 virus en andere op mensen gedijende virussen. Een vaccin, zeker een in sneltreinvaart, dus relatief gezien gebrekkig op bijwerkingen getest vaccin als nu in omloop wordt gebracht door de farmabedrijven Pfizer en Moderna, is een nogal ingrijpende manier om dit virus wereldwijd uit te schakelen. Als er andere, minder ingrijpende methoden zijn om het transmissiecijfer R flink onder de 1 te krijgen (m.a.w. ervoor te zorgen dat er per geïnfecteerde minder dan 1 persoon wordt besmet, dus dat de epidemie uitsterft), genieten deze de voorkeur. Het voorkómen van superspreading events, zoals verbieden van alle grote bijeenkomsten binnenshuis, is weliswaar niet erg leuk, en een ernstige aantasting van de grondwettelijke vrijheid van vereniging, maar effectief is het wel. Een andere maatregel, die veel zoden aan de dijk zou zetten is het vaccineren van superspreaders. Dat zijn in het geval van covid-19 mensen met veel sociale contacten, mensen die met kwetsbare groepen werken (personeel ziekenhuizen en verpleeghuizen) of mensen die in covid-19 gevoelige ruimten werken (zoals slachterijen). Zo krijgen we met een kleinere hoeveelheid vaccins de epidemie veel sneller onder controle.
Hoe sporen we de superspreaders op?
SARS-CoV-2: is het ethisch verantwoord om gezonde mensen eerder in te enten, als we daarmee de epidemie eerder stoppen? Bron: overheid USA (state.gov)
De meeste mensen hebben een relatief klein aantal contacten. Een klein aantal mensen heeft een enorm aantal contacten. De Israëlische natuurkundige Shlomo Reuvin ontwikkelde een effectieve manier om deze potentiële superspreaders op te sporen: vraag een groot aantal mensen wie hun kennissen zijn. Een klein aantal mensen duikt dan veel vaker dan anderen op. Juist déze mensen moeten eerst gevaccineerd worden, stelt Reuvin, en niet eenzame ouderen. In zijn rekenmodellen bleek een veel kleiner percentage inentingen al een enorm effect te hebben: als de meeste superspreaders worden ingeënt, blijkt de epidemie ook bij een laag ingeënt percentage van de bevolking, denk dan aan tien tot twintig procent, een drastische daling in R te vertonen. Met wat we nu weten over het SARS-CoV-2 virus, kunnen we deze superspreaders gericht inenten. De ‘indirecte vaccinatieplicht’, waarvoor binnen de VVD gepleit wordt, is weliswaar een aantasting van grondwettelijke vrijheden (lichemelijke integriteit, in dit geval), maar zou in het stoppen van superspreading events dus in feite buitengewoon effectief zijn.
In dit artikel de achterliggende filosofie achter deze site, en een oproep aan al onze zielsverwanten deel te nemen aan de strijd om de toekomst van Nederland en de mensheid.
De mensen achter visionair.nl zijn deze website gestart met als doel een verschil te maken, mensen vrij te maken en hun potentieel te verwezenlijken. Wij mensen zijn niet geboren om van negen tot vijf – of erger – te zwoegen in baantjes die onze waardigheid aantasten, het moeizaam bijeengeploeterde geld te verkwisten aan nutteloze prullaria en comateus voor de treurbuis te hangen. Het is ons geboorterecht en onze heilige opdracht onszelf lief te hebben en onze medemens lief te hebben als onszelf, dus een wereld om ons heen te scheppen die recht doet aan de menselijke waardigheid van onszelf en anderen.
De eerste fase in het bestaan van deze website, waarin Visionair de gedaante van een weblog aannam, had tot doel een groep visionair geïnteresseerde lezers aan te trekken. Dit lijkt ondertussen goed gelukt. Met vreugde stellen we vast dat rond de duizend mensen ons dagelijks volgen en we eens zoveel wisselende bezoekers per dag hebben. Op dit moment wordt er achter de schermen druk gewerkt aan de volgende stap, het opzetten van een online gemeenschap waarin de bezoekers en reageerders op visionair.nl zich kunnen ontwikkelen tot direct betrokkenen en we de embryonale gemeenschap van visionairs die we nu hebben, kunnen laten doorgroeien tot een hechte groep visionairen.
Het doel van de tweede fase is te komen tot een groep mensen die niet in beperkingen denken maar in mogelijkheden. Zij die beseffen dat het enige wat ons weerhoudt om de aarde in een paradijs te herscheppen, een gebrek aan lef en fantasie is. De meesten van ons wonen in een omgeving met bekrompen mensen die ons niet begrijpen, niet willen begrijpen omdat dat de fundamenten van hun bestaan zou aantasten. De tijd van deze mensen is voorbij en de tijd waarin mensen zoals wij de toekomst zullen bepalen is gekomen. Niet langer zullen angst, haat en bekrompenheid de toekomst bepalen, maar hoop, creativiteit en vertrouwen. Vertrouwen op een betere en welvarender toekomst die, als we de menselijke geschiedenis van meer dan een miljoen jaar bekijken, meer dan gerechtvaardigd is. Elke generatie heeft het beter gehad dan de generatie voor hen en de beste tijd voor de mensheid moet nog komen.
Het wachten is nu op het online komen van het sociale platform waarop we kunnen samenwerken en onze gemeenschap van Visionairen vorm kunnen geven. Namens allemaal roepen we jullie op om je aan te sluiten en mee te denken hoe we deze wereld kunnen transformeren in een duurzamere, betere en menswaardiger plaats. De mens is geboren om vrij te zijn. We roepen jullie allen op jullie onvervreemdbare geboorterecht op te eisen.
De productie van vlees is enorm milieubelastend. Toch is dierlijk eiwit het gemakkelijkste te verteren en is eiwit essentieel voor de mens. Een startup heeft een oplossing gevonden, die haast te mooi klinkt om waar te zijn.
De startup Air Protein maakt gebruik van een oude NASA-techniek uit de jaren zestig. Deze maakt gebruik van hydrogenotrofe (waterstof etende) bacteriën die leven op moleculaire waterstof, H2. Waterstof komt op aarde vooral voor als onderdeel van water, H2O, maar er zijn plaatsen op aarde waar puur waterstofgas voorkomt. Deze bacteriën zijn in staat om dit waterstofgas te benutten als energiebron en met behulp van kooldioxide en voedingszouten om te zetten in organische stoffen, zoals eiwitten. In onderstaande TED lezing wordt deze techniek uitgelegd.
De productie van waterstof uit water kost vanzelfsprekend energie. Gratis is de techniek dus niet. Groot voordeel is wél, dat er geen grond nodig is voor vee en vooral, dat het aminozuurprofiel van ‘air protein’ vrijwel geheel overeenkomt met die van dierlijke eiwitten. Dit maakt het een volwaardige vleesvervanger, al heeft het roodbruine poeder maar weinig weg van vlees. Als astronautenvoedsel en om ondervoede kinderen en volwassenen in de derde wereld te helpen, is het ideaal.
Air Protein maakt gebruik van een NASA-ontdekking om eiwit te produceren voor astronauten. Kan dit de honger in de wereld oplossen? Bron/copyright: Air Protein
Het ontwikkelen van vleesvervangers lijkt misschien triviaal, maar is dat zeker niet. De productie van elke kilo vlees kost tussen de drie tot tien kilo veevoer. Dit maakt vlees een grote belasting voor het milieu. Als we minder vlees eten, is er minder landbouwgrond nodig en is er meer ruimte voor bijvoorbeeld natuurgebieden en recreatie. Ook hoeven we ons niet meer te ergeren aan de beperkingen die stikstofoverlast op ons oplegt.
Upcycling wordt steeds populairder. Afval als grondstof om zelfs nog waardevoller producten te maken. Is upcycling een kansrijk concept?
De mensheid is rijker en welvarender dan ooit, maar dit gaat ten koste van enorme afvalbergen. Zowel het bekende, zichtbare, end of life afval, als afval dat ontstaat tijdens de productie van grondstoffen en halffabrikaten. Aluminiumblikjes, bijvoorbeeld, zijn weliswaar uitstekend te recyclen, maar wel een berucht onderdeel van het zwerfvuil langs de wegen. Minder bekend is dat voor elke kilogram aluminium die uit bauxiet, aluminiumerts, gewonnen wordt, er tot twee kilogram giftige “rode modder” ontstaat. Rode modder is het residu dat overblijft uit bauxiet: een zeer basisch, ijzerrijk goedje dat funeste gevolgen heeft voor ecosystemen waar het in terecht komt. Bij een dambreuk van een Hongaars reservoir met rode modder ontstond er een vloedgolf van modder die meer dan een vierkante kilometer land, met de Marcal, een zijrivier van de Donau, voor enkele jaren onleefbaar maakte.
Al meer dan een eeuw wordt er gezocht naar alternatieven om aluminium op een milieuvriendelijker wijze te winnen, of in ieder geval om de rode modder om te kunnen zetten in een bruikbare grondstof. Een samenwerkingsverband van de universiteit Leuven, Imperial College London en de Franse aluminiumfabriek Alteo lijkt hier in geslaagd te zijn, zij het op erg kleine schaal. Ze hebben geëxperimenteerd met 150 kg van de afvalstof en zijn er in geslaagd om er keramieken voorwerpen van te maken. Een klassiek voorbeeld van upcycling: het produceren van waardevolle dingen van restafval. Interessanter is hun onderzoek om rode modder als grondstof voor geopolymeerbeton te gebruiken. Geopolymeerbeton vereist geen portlandcement, een enorme bijdrager aan de CO2-uitstoot. Hiermee zouden grote infrastructurele werken kunnen worden gebouwd. Met meer dan 160 miljoen ton rode modder per jaar is dit een zeer veelbelovende toepassing.
Was dit een filter? Nu is het een industriële lamp. Een mooi voorbeeld van upcycling. Bron: lampenoplichters.nl
Steeds meer bedrijven vinden ook vernuftige manieren om uit afgedankte voorwerpen persoonlijke gebruiksartikelen te maken. Dit vermindert de milieubelasting op twee manieren. Niet alleen ontstaat er minder afval, maar ook wordt afval bij de productie van een nieuw gebruiksartikel voorkomen. Een mooi voorbeeld hiervan is de Nederlandse start-up Lampenoplichters.nl. Geen voormalig mandje, industrieel filter of glazen bol is veilig voor dit tweetal, dat ze omzet in originele, en ook opmerkelijk betaalbare, designlampen. Elke lamp is uniek, omdat er steeds andere end-of-life producten als uitgangspunt worden gebruikt. Een bijkomend voordeel hiervan is dat er voor bijna elk interieur wel een bijpassende lamp is te vinden. Nadeel is dat klanten er snel bij moeten zijn. Is een lamp eenmaal verkocht, dan is ook het enige exemplaar buiten bereik.
Dit illustreert dat upcycling vooral interessant is voor het verwerken van reststromen van grondstoffen. Hier liggen grote kansen voor grote industriële bedrijven. End-of-life producten upcyclen vereist daarentegen veel handwerk, maar dat kan juist interessante mogelijkheden bieden voor kleine ondernemers.
Kooldioxide is een omstreden broeikasgas en wordt vaak gedemoniseerd. Steeds vaker wordt CO2 nu benut als koolstofbron. Lost direct air capture (DAC) zowel het fossiele-brandstofprobleem als de door de mens veroorzaakte opwarming op?
Kooldioxide, een gas met twee kanten
Kooldioxide is een gevreesd broeikasgas, maar afgezien hiervan is kooldioxide een waardevol en onlosmakelijk onderdeel van het aardse ecosysteem. Vanuit plantaardig standpunt heeft de mensheid een welkom einde gemaakt aan een nijpende CO2-hongersnood. Koolstof is in levende organismen en de industrie een onmisbaar element. Koolstofatomen kunnen namelijk vier stabiele covalente bindingen aangaan, zowel met sterk elektronegatieve elementen als zuurstof, als met elektropositieve elementen. Koolstof kent van alle elementen de rijkste chemie. Koolstofketens vormen daarom de ruggengraat van vetten, van koolhydraten en zijn ook in aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, onmisbaar.
De belangrijkste tak van chemie, organische chemie, houdt zich alleen met koolstofverbindingen bezig. Op dit moment is de voornaamste bron van koolstof aardolie. Tot op heden was aardolie, met aardgas en de lastig handelbare steenkool, het goedkoopste alternatief. Daar lijkt nu verandering in te komen. De reden: DAC.
Wat is direct air capture?
Onze atmosfeer bestaat uit 78% stikstof, 21% zuurstof en 1% argon, een edelgas. Kooldioxide maakt 0,04% van onze atmosfeer uit. Direct air capture distilleert kooldioxide uit de lucht. De traditionele, maar veel energie vergende methode is lucht samen te persen en af te koelen tot het sublimatiepunt van kooldioxide: -78 graden bij atmosferische druk. Op dit moment wordt veel onderzoek gedaan naar speciale filters en chemicaliën om hiermee selectief kooldioxide uit de lucht te filteren. De theoretisch maximale efficiency voor dit proces is 250 kilowattuur per ton gewonnen CO2. Dat is extreem veel energie: de energierekening van een gemiddeld gezin voor een seizoen, of, anders uitgedrukt: om deze 250 kWh op te wekken, komt 125 kg CO2 vrij bij grijze stroom. En we spreken hier over een theoretisch optimum: in de praktijk is meer energie nodig. Tot voor kort was dit een onoverkomelijke barrière voor DAC, maar het oprukken van goedkope zonne-energie en slimmere scheidingstechnieken maakt DAC nu interessant.[1]
Climeworks is één van de bedrijven die nu sterk inzet op CO2-winning uit de lucht. Bron: Climeworks
Wat doen we met deze CO2?
Sommige bedrijven pompen water met deze CO2 in een onderaardse CO2-absorberende laag, zoals poreus basalt, waarin de kooldioxide mineraliseert. Hiermee wordt de CO2 inderdaad effectief opgeborgen. Anderen gebruiken de CO2 als meststof voor tuinders (onder hoge CO2-concentraties stijgen de opbrengsten met 25% of meer) of voor het carboniseren van frisdrank.
Maar in feite is dit maar het begin van de mogelijkheden. In principe kan kooldioxide om worden omgezet in eenvoudige organische moleculen zoals methanol[2] of ethanol. Grafeen. Diamant. Of wellicht biochar, poederkool die de bodem beter water en voedingsstoffen vast laat houden.Hebben we eenmaal overvloedig energie, dan zijn de mogelijkheden bijna eindeloos.
Bronnen
1. M. Fasihi et al., Techno-economic assessment of CO2 direct air capture plants, Journal of Cleaner Production
Volume 224, 1 July 2019, Pages 957-980, DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.03.086
2. Xiaowa Nie, Xiao Jiang, Haozhi Wang, Wenjia Luo, Michael J. Janik, Yonggang Chen, Xinwen Guo, Chunshan Song. Mechanistic Understanding of Alloy Effect and Water Promotion for Pd-Cu Bimetallic Catalysts in CO2 Hydrogenation to Methanol. ACS Catalysis, 2018; 8 (6): 4873 DOI: 10.1021/acscatal.7b04150
Elke groep mensen, of het nu om de Maya’s ging, de Paaseilanders of wijzelf, zit gevangen tussen de Scylla van armoede en de Charybdis van draagkracht van de natuurlijke hulpbronnen. Welke samenleving weet het maximum aan menselijk welzijn uit een minimum aan ecologische voetafdruk te wringen? Een groep onderzoekers van de universiteit van Leeds zocht het uit. Met een duidelijke winnaar…
De mens wikt, maar Moeder Natuur beschikt. Althans: tot voor kort. Overal op aarde zijn de overblijfselen te zien van samenlevingen die probeerden boven hun stand te leven. Een bekend voorbeeld is Paaseiland, Rapa Nui. Op dit eiland op meer dan 3500 kilometer ten westen van Chili hakten de Polynesische kolonisten massaal de aanwezige Rapa Nui-reuzenpalmen om, om de bekende moai-beelden te construeren. Hierdoor raakten ze op het eiland opgesloten, want alleen met deze boomsoort konden zeewaardige kano’s gebouwd worden. Toen de Europeanen het eiland ontdekten en hun gebruikelijke vernielzucht tentoon spreidden, was de ooit rijke beschaving van Rapa Nui reeds vervallen tot barbarij. Ook wij lopen een reëel risico om dit scenario te herhalen, als we niet verstandiger te werk gaan dan nu.
Vietnam slaagt er in met weinig energie en andere hulpbronnen, toch een goede levenskwaliteit te bereiken. Wel schort er het een en ander aan democratische rechten in dit communistische land. Bron: Hanoi TV
De universiteit van Leeds rangschikte alle hedendaagse landen aan de hand van elf ‘social thresholds’ en zeven ‘global environmental boundaries’. Een succesvolle samenleving slaagt er in een maximum aan social thresholds te overschrijden en tegelijkertijd hierbij te voorkomen dat de ecologische grenzen worden overschreden. Vanzelfsprekend zijn de kenmerken arbitrair. Toch kan een aardige indruk worden verkregen.
Zo doen de twee giganten, China en de VS, het uitgesproken slecht. Ondanks het overschrijden van alle zeven biofysische grenzen, haalt de VS slechts negen van de elf sociale doelen. Nederland doet het hier slechter dan Duitsland. Beide landen halen alle elf doelen, maar Duitsland kan dit door ‘slechts’ vijf biofysische grenzen te overschrijden, Nederland zes. China haalt slechts vier doelen met een vergelijkbare ecologische score als Duitsland. België scoort één doel lager dan Nederland met een vergelijkbare footprint. Een afgetekende overwinning van d’n Ollander dus.
Het land dat het relatief het beste doet is Vietnam. Met slechts één overschrijding, haalt het Zuid Oost Aziatische land maar liefst zes van de elf doelen. De slechtste score staat op naam van Griekenland. Met alle zeven biofysische grenzen overschreden, haalt het land dezelfde sociale score als Vietnam…
