Karel Knip (NRC 21-11-2009)
Hoeveel bomen zijn er nodig om genoeg zuurstof te geven aan één persoon? Dat was de vraag. Internet heeft tegenwoordig overal antwoord op en er is altijd wel een site die er betrouwbaar uitziet. Antwoord: twee tot vier bomen. Klaar.
Bevredigend was dat niet. Het is altijd beter het zelf af te leiden uit first principles.
Hoe komt de zelfstandig onderzoeker tot een schatting van het noodzakelijke aantal bomen? Een geijkte methode is het gewoon proefondervindelijk vast te stellen. Breng een klein diertje met een klein boompje in een luchtdicht afgesloten ruimte en kijk eens hoe het afloopt. Doe er een boompje bij of haal er een weg. Doe het daarna met een groter dier, enzovoort. Dit is een negentiende-eeuwse aanpak die, voorzover het gewervelde dieren en ongewervelde met een goed verstand betreft, tegenwoordig strikt verboden is. Aardig is dat het ultieme experiment, dat met mensen in een luchtdicht afgesloten ruimte, wel is toegestaan, vooropgesteld dat de mensen er niet onder dwang aan worden onderworpen. Nog aardiger is dat het ook is uitgevoerd. Tussen 1991 en 1993 brachten 8 mensen 'voor de wetenschap' twee jaar door onder een luchtdicht afgesloten koepel die Biosphere 2 is genoemd. De koepel, bij Oracle in Arizona, dekte een grondoppervlak van 1,27 hectare af en was destijds een geweldige toeristentrekker. Het was een mallotig experiment dat helemaal geen wetenschappelijk fundament en zelfs geen duidelijk doel had. Gegeven het feit dat er een compleet regenwoud onder de koepel was gestopt zou je concluderen: er zijn ontzettend veel bomen nodig om een mens te laten ademen. Kan het secuurder? Wie van menskunde onthouden heeft dat lucht voor 21 procent uit zuurstof bestaat en dat er in uitgeademde lucht meestal nog zo'n 16 procent van over is kan aardig schatten hoeveel zuurstof een mens per dag gebruikt. In rust is de ademfrequentie ('respiratory rate') ongeveer 12 in- en uitademingen per minuut en het ademvolume ('tidal volume') ongeveer 500 ml. Zegt de literatuur. De AW-overtuiging is dat 12 te weinig en 500 teveel is. We maken het daarom af op 15 en 400. Wie nog weet dat 1 mol zuurstof 32 gram weegt en een volume heeft van 22,4 liter rekent nu uit dat een mens 0,6 kilo zuurstof per dag verbruikt. Zeg: 200 kilo per jaar. |
Van AW-wege is een manchet-berekening bedacht die alle moeilijkheden omzeilt. Hij grijpt terug op een schatting van het aantal koolhydraten dat een mens per dag zou moeten consumeren om in leven te blijven. Denk aan tarwebloem met suiker erdoor. Destijds is geschat dat het misschien met een pond per dag een tijd is vol te houden. Zeg 180 kilo per jaar. Uitgangspunt is dat dit ook als maat kan dienen voor de hoeveelheid zuurstof die een mens per dag verbruikt. Deze hoeveelheid moet worden gecompenseerd door de zuurstof die een boom produceert als hij hout bij maakt. Een boom van 20 meter met een stamdiameter van 50 cm en jaarringen van 2 mm breed produceert bijna 65 dm3 hout per jaar. Met de takken erbij schatten we dat op 100 dm3. Als dit voor de helft uit droge stof bestaat wordt er jaarlijks 50 kilo cellulose, hemicellulose, pectine en noem maar op gevormd. Ook allemaal koolhydraten, afgezien van lignine, dat er best voor kan doorgaan. Ruwweg geldt dat er evenveel zuurstof nodig is voor het verteren van koolhydraten tot CO2 en H2O als er zuurstof wordt geproduceerd voor de vorming ervan uit CO2 en H2O. Het betekent dat er drie tot vier bomen nodig zijn. Is dat mooi of niet? Ho, roept de lezer, de productie van bladeren is helemaal niet meegeteld. Dat is waar, maar dat is opzet. De meeste bladeren zijn binnen drie jaar volledig verteerd (Google: leaf decay rate) en dan hebben ze alle zuurstof weer opgemaakt die ze eerder produceerden. Dus meetellen heeft geen zin. Het pijnlijke is dat de boom zelf na 100 jaar ook dood op de grond valt, als het niet eerder is. Dan neemt hij, verrottend en verterend, zelf óók alle zuurstof weer op die hij eerder produceerde. Op een onmeetbaar klein pietsje na, omdat er altijd wel iets is dat niet verteert. Maar de conclusie is onontkoombaar: we hebben niets aan bomen voor de zuurstofvoorziening. We leven van zuurstof dat er al is, niet van wat er wordt bijgemaakt. |