Waarom is CO2 schadelijk?

De energie van de zon komt (onder andere) in de vorm van zichtbaar licht op de aarde. Hierdoor warmt de aarde op.

De warme aarde gaat nu infrarode straling uitzenden - dat is nu eenmaal een eigenschap van alle warme voorwerpen.

CO2 heeft de eigenschap infrarode straling te absorberen.

Zonder CO2 kan de infrarode straling van de aarde vrijwel ongehinderd weg, de ruimte in. De aarde kan dus zijn warmte makkelijk kwijtraken.

Met CO2 wordt de infrarode straling geabsorbeerd. De warmte van de aarde wordt daardoor vastgehouden. Anders gezegd: er komt nog steeds evenveel zonlicht op aarde, dus de toevoer van energie blijft even groot, maar er verdwijnt minder energie van de aarde naar de ruimte, dus de afvoer van energie wordt kleiner.

Als je dezelfde hoeveelheid energie blijft toevoeren maar minder energie afvoert, warmt de aarde op.
 

Toegevoegd na 6 minuten:
 
De reden dat CO2 infrarode straling absorbeert: dat komt door de chemische structuur, en de daaruit volgende bindingsenergieën tussen de atomen waaruit het CO2-molecule bestaat. De frequentie van infrarode straling "past" als het ware bij een natuurlijke trillingsfrequentie van die atoombindingen.

Vergelijk dat met het aanduwen van iemand die op een schommel zit. Geef je die persoon twee keer per seconde een zetje, dan zal er weinig gebeuren. Geef je die persoon eens per tien seconden een zetje, dan zal er ook weinig gebeuren. Maar wanneer je precies de goede frequentie vindt (daar hoef je geen moeite voor te doen, dat gaat van nature), ongeveer eens per twee seconden een zetje, dan zal de schommelende persoon bij elk zetje wat hoger komen.

Met infrarode straling en CO2 is het hetzelfde. Infrarode straling heeft de juiste frequentie om de atomen van het CO2-molecule in een "schommel-trilling" te brengen. Het CO2-molecule neemt zo de energie van de infrarode straling in zich op. De energie gaat nu in de trilling van het CO2-molecule zitten, en gaat niet meer in de vorm van infrarode straling de ruimte in.